芯片产业“卡脖子”的关键技术!EDA 软件已被这三大巨头垄断全球近七成市场份额

近日,芯片行业对于 EDA 软件的关注度大幅提升,原因是美国商务部工业和安全局发布了一项临时最终规则。从 8 月 15 日开始,将金刚石、氧化镓两种半导体材料、用于 GAAFET 架构集成电路所必须的 ECAD(EDA)软件、用于燃气涡轮发动机的压力增益燃烧技术加入到商业管制清单,对其出口进行管控。

在这项临时最终规则中, 用于 GAAFET 架构集成电路所必须的 ECAD(EDA)软件 尤其引人关注。一方面是因为 EDA 是芯片 IC 设计中不可或缺的重要部分,处于整个芯片产业链的上游,甚至在行业内被称为 芯片之母 。另一方面,GAAFET 工艺是突破 3nm 及以下技术节点的主流工艺架构,而 GAAFET 结构所必须的 EDA 软件也是所有半导体公司进入先进制程后都无法避开的一个环节。

EDA,全称为 Electronic design automation,即电子设计自动化。它是指利用计算机辅助设计软件 ( CAD ) ,来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式,是芯片 IC 设计中必不可少的基础工具。简单来说,使用 EDA 能够设计、控制和管理上百亿颗晶体管,在一颗芯片里面协同工作。

早在 EDA 出现之前,设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作,即使是在集成电路的复杂程度还远不算高的时代,这项工作也并不容易。而随着研发人员开始尝试将整个设计过程自动化,既使得芯片的复杂度和精准度显著提升,也直接加速了芯片开发的进程,使大规模芯片开发变为可能。芯片由此可以被赋予更多的功能,也不断向着更先进的制程工艺挺进。从 1981 年开始,电子设计自动化逐渐开始商业化。

全球半导体市场近年来投资加码不断,持续火爆,虽然 EDA 市场规模大概只有一百多亿美元,但其却影响着整个芯片产业链,可谓是 小而精 产业的代表之一。

如今大多数先进的 FinFET 大批量生产芯片设计都是采用新思科技工具实现的。例如,新思科技近日宣布推出的射频(RF)设计参考流程和配套的设计解决方案套件(DSK),可以加快三星电子的 8nm 射频低功耗 FinFET 工艺的设计并提高产能。

在 EDA 软件领域,中国也有接近 30 家的 EDA 企业,包括华大九天、国微集团、概伦电子、芯和半导体、芯华章等公司目前处于国产 EDA 软件的一线阵营。

此外,在 2022 世界半导体大会上,江苏省工业和信息化厅副厅长池宇表示,将加快推动创新平台载体的建设,包括国家级集成电路特色工艺和封装测试创新中心、国家第三代半导体技术创新中心,以及南京无锡国家芯火双创基地等国家级创新平台载体的建设。目前,南京 EDA 创新中心已经报到科技部,这是国内第一个报到科技部的 EDA 创新中心,目前在审批中。

由此可见,对于 EDA 软件的管控也主要集中于先进制程,对中国芯片公司短期影响不大,但对于三星和台积电来说在商业合作商或许会有限制。

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