AI芯天下丨分析丨美国进一步收紧EDA出口限制,“卡脖子”对国内有何冲击?

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前言

这场围绕EDA展开的封锁与反封锁,是中国半导体产业乃至整个高科技领域在[卡脖子]困境中寻求突破的缩影。

作者| 方文三

图片来源|网 络

美国进一步收紧EDA出口限制

2025年5月29日,美国商务部工业和安全局(BIS)颁布了一项禁令,要求全球EDA三大巨头——新思科技、楷登电子和西门子EDA——全面停止向中国提供芯片设计软件。

此消息一经传出,新思科技的股价应声暴跌9.64%,而楷登电子的跌幅更是达到了10.67%,创下近年单日最大跌幅。

这表明,占据中国市场份额超过80%的芯片[EDA三巨头]将对部分中国客户的新产品实施供应中断。

目前,Synopsys、Cadence以及西门子稳固地占据着全球三大EDA公司的地位,它们在全球EDA市场的份额分别为32%、29%和13%,三者累计的市场份额超过了七成,达到了74%。

据行业专家预测,EDA厂商不会遭遇所谓的断供情况。美国商务部通过许可证形式,意在加强控制力度。

其核心目标依然是严格监管与人工智能相关的芯片开发设计,并进一步加强对所谓实体清单企业的管控。

若该产品出现供应中断,将对中国芯片产业产生重大且深远的影响。

与2019年针对华为的精准打击不同,此次是面向中国全行业的全面封锁。

禁令的范围扩大,形成了全链条的绞杀。此次禁令的核心并非普通的EDA工具,而是设计GAAFET结构的尖端软件。

GAAFET是突破3纳米以下芯片工艺的核心技术,三星已在3纳米制程中应用,台积电和英特尔也计划在2纳米节点引入。

美国的战略意图清晰:将中国芯片设计能力锁死在5纳米门槛之外。

物理验证工具Calibre(西门子EDA)成为关键战场。

它在芯片设计中的角色如同建筑行业的终极监理——只有经其验证合格的版图才能交付制造厂生产。

该工具占据全球芯片签核环节70%以上的份额,中国90%的芯片设计公司依赖它。

若被断供,相当于切断了芯片从图纸到实物的质检通道。

同时,此次禁令还直接覆盖14纳米及以上设计工具,连二手设备维护服务都被切断。

中国芯片设计企业集体暴露在断供风险中

作为全球领先的EDA工具供应商,西门子EDA旗下的Calibre系列产品占据了其总营收的40%。

在芯片设计的sign-off(签核)阶段,该工具被超过90%的集成电路设计公司所采用,市场份额预计超过70%。

若该产品供应中断,将对中国芯片产业产生重大且深远的影响。

在国内外企业间的技术差距方面,国内企业在开发7纳米及以下制程的芯片方面尚未具备相应能力,且缺乏EUV光刻机的验证机会。

因此,国内众多芯片企业,如吉利、联想、小米等,虽在营销上追求5纳米、4纳米、3纳米等先进制程,实际上却依赖于国外三大EDA厂商的工具。

尽管如此,部分国内公司已购买了EDA软件,即便后续受到限制,现有的软件仍可用于进行一些基础的芯片设计工作。

尽管EDA禁令将对部分中国芯片公司造成影响,但此举同样会对美系三大EDA厂商造成损失。

例如,Cadence和新思科技,其近15%的营收来源于中国市场。

近五年来,国内EDA企业根据产业需求积极布局,从技术覆盖率角度看,已接近需求的100%。

例如,在模拟端,华大九天和概伦电子展现出强劲实力;在后端,芯禾半导体提供了较为完整的解决方案和竞争力;

广立微在良率优化端的软件和测试机、合见工软和芯华章等仿真验证系统也达到了较高水平。

国内产业化程度仍有待提高

国产EDA成熟产品的覆盖范围尚不全面。

尽管国内已拥有较为成熟的全定制电路设计全流程EDA工具系统,但在数字电路设计、晶圆制造和封装类的EDA工具方面仍不够完善。

例如,在数字电路设计方面,缺少成熟的逻辑综合和布局布线工具;

在晶圆制造方面,缺少成熟的工艺仿真工具;在封装方面,缺少多物理场仿真工具等。

因此,国产EDA工具尚无法全面支撑国内集成电路产业的发展。

国产EDA产品在支持先进工艺方面存在不足。

目前,成熟的国产EDA工具整体上可支持至14纳米制程,部分工具可达5纳米。与国际先进工具相比,存在明显的代差。

当前,我国集成电路产业在提升技术能级的过程中遭遇了全方位的阻力。

在软件、装备、工艺技术等关键环节已面临全面断供,西方国家完全封锁了3nm以下更先进工艺的GAA相关技术和产品,面对当前形势,我国只能依靠自主研发来实现产业升级。

因此,EDA工具的优化升级面临技术人员短缺和工艺协同不足的问题,前路充满挑战且漫长。

鉴于EDA产业链的庞大规模,它涵盖了众多工具和环节,完全自主研发不仅耗时且资源消耗巨大,整个周期可能长达十五年以上。

因此,出于自主可控和商业决策的考量,并购已成为推动我国EDA产业发展的关键途径,预计这一趋势将会加速而非减缓。

EDA工具的有效应用需要芯片制造和设计产业链生态伙伴的支持。

EDA生态系统主要包括工艺设计套件(PDK)、器件模型、单元库以及签核(Sign-off)工具认证等关键要素。

与国际上成熟的EDA工具相比,国产EDA的生态系统相对薄弱,特别是在PDK等基础支撑方面存在大量缺口,而Sign-off工具的认证过程也需要经历较长时间。

此外,国内许多企业对于采用国产EDA工具仍持有疑虑,主动采用的意愿并不强烈。最后,从产业布局的角度来看。

尽管目前国内EDA企业数量已超过百家,这无疑激发了从业者的热情并注入了新鲜血液,但同时也导致了大量重复建设和资源的浪费。

在过去五年中,国内EDA企业围绕产业需求积极布局,从技术覆盖率的角度来看,已接近需求的100%。

对美国对EDA工具出口管制的总结与反思,绝非孤立的技术限制事件,而是其系统性遏制中国高科技发展、维护自身科技霸权战略的关键一环。

前所未有的挑战,也为中国EDA产业实现[换道超车]提供了历史性机遇。

中国拥有全球最大的集成电路市场、最活跃的数字经济生态和最完整的制造环节布局之一,这为EDA工具的落地验证与迭代升级提供了丰沃土壤。

因此,面对封锁,与其视之为不可逾越的壁垒,不如将其视为一场刻骨铭心的[觉醒剂]和[加速器]。

国产EDA呈现向好但微弱的发展态势

工业软件是信息技术与工业技术融合发展的产物,其核心产业的发展需要长期的积累。

经过数百年的工业发展,欧美地区经历了三次工业革命,在实践中不断试错、总结经验,其工业软件产业在市场规模、知识储备及人才资源方面均占据优势。

回顾电子设计自动化软件领域近五十年的发展历程,可见电子设计自动化软件企业已构建了极为完善的产业生态。

而我国的EDA行业缺乏数十年积累的关键技术、流程、知识、工艺和数据,缺少坚实的工业数据知识库,缺乏最为重要、基础和核心的支撑。

国内产业整体呈现[小、散、弱]的发展态势,我国EDA厂商主要提供点工具,市场份额有限,产业链不完整,技术水平相对落后;

距离完全自主可控的目标尚有较大距离,需要集成电路制造厂商及上下游工具的协同研发。

目前,国内鲜有具备显著产业影响力的大型企业能够直接与上下游企业对话,实现工具链的全面贯通,因此点工具的串联存在诸多断点。

国内芯片公司的路径依赖导致国内旺盛的用户需求在很大程度上推动了国际工业软件巨头产品的优化发展,而非本土软件。

工业软件必须不断解决自身缺陷,持续迭代,以确保软件的活力。

相比之下,国产软件的用户基数相对较小,产品缺乏用户反馈,导致产品优化和迭代升级的状况不尽如人意。

尾:

中国半导体的唯一出路突围路径逐渐清晰:加速全流程工具链突破,重点攻克RTL-GDSII全流程短板;

加强与中芯国际等本土Foundry的深度绑定,构建PDK、模型库、Sign-off认证生态;

布局AI驱动的EDA、云原生EDA等前沿方向,探索弯道超车路径,产业协同尤为关键。

中芯国际已联合百家机构共建EDA验证库,这场生死突围不仅是技术对抗,更是产业链协同能力的试金石。

国产EDA企业要实现崛起,必须加强与芯片设计企业、晶圆代工厂、封测厂以及高校科研机构的紧密协作,共同攻克生态瓶颈。

芯片战争的胜负手,不在当下封锁的力度,而在穿越黑暗的速度。

当新思科技们被迫撤离中国市场,它们留下的不仅是80%的份额空白,更是一个全产业链协同创新的历史性窗口。

部分资料参考:钛媒体AGI:《美国要求芯片EDA巨头[断供]中国市场,将如何冲击国内产业链?》,半导体产业纵横:《西门子EDA断供中国将如何冲击国内芯片产业?》,龙科多:《美国全面断供EDA,对谁影响大?对谁没影响?》,CAE工程师笔记:《美国突袭断供EDA,国产EDA厂商竞争力现状与突围困境》,铁氧体:《EDA软件全面断供?中国芯片设计遭遇,国产替代能行吗?》,全景财经:《EDA供华受限,国产替代能否加速兑现?》

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