“芯片之母”EDA重要性凸顯！EDA軟件能影響整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)？

EDA軟件對(duì)半導(dǎo)體的限制的影響力有多大?強(qiáng)如三星，其6月剛剛突破的3nm GAA架構(gòu)制程技術(shù)，也是在ANSYS、Synopsys、Cadence等EDA軟件的全力協(xié)助下完成的。沒有EDA軟件的配合，突破架構(gòu)、制程限制難度更大。

據(jù)財(cái)聯(lián)社報(bào)道，美國商務(wù)部周五發(fā)布一項(xiàng)臨時(shí)最終規(guī)定，對(duì)設(shè)計(jì)GAAFET(全柵場效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路所必須的ECAD軟件;金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料;燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)使用的壓力增益燃燒(PGC)等四項(xiàng)技術(shù)實(shí)施新的出口管制。

EDA即Electronic Design Automation(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)，被譽(yù)為“芯片之母”。如果把芯片制造比作建造一座大廈的話，IC設(shè)計(jì)就是大廈的設(shè)計(jì)圖紙，EDA軟件就是這張圖紙的設(shè)計(jì)工具， 只不過EDA軟件比建筑設(shè)計(jì)軟件的復(fù)雜度要高出N個(gè)數(shù)量級(jí)。利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過程，在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。并且是貫穿整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略基礎(chǔ)支柱之一。 EDA技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于電子、通信、航空航天、機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域。

從國產(chǎn)EDA軟件發(fā)展史來看，從上世紀(jì)80、90年代，就不斷地有中國企業(yè)進(jìn)軍EDA軟件領(lǐng)域，直到1993年，華大九天發(fā)布了國內(nèi)第一款EDA軟件——熊貓ICCAD系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)EDA從0到1的突破。

但由于整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)都被西方國家壟斷，海外EDA軟件巨頭更是直接與芯片設(shè)計(jì)、制造廠商們直接綁定，導(dǎo)致國外廠商并不采用國產(chǎn)EDA軟件，而國內(nèi)芯片制造水準(zhǔn)依舊停留在14nm水平階段，無法尋求更大的技術(shù)突破。如果設(shè)計(jì)一款5nm芯片產(chǎn)品，使用全球頂尖的EDA軟件，大約成本可以控制在4000萬美元左右，但如果沒有EDA軟件支持，那么設(shè)計(jì)一款5nm芯片所要消耗的成本可能就要高達(dá)77億美元，接近200倍左右的差距。

由于半導(dǎo)體屬高度科技化的產(chǎn)業(yè)，從設(shè)廠規(guī)劃至量產(chǎn)，須長達(dá)數(shù)年才能達(dá)成。同時(shí)半導(dǎo)體須有產(chǎn)業(yè)集群(Industria de clústeres)上下游相關(guān)業(yè)者密切合作，美國、韓國、日本、德國及意大利等，正致力于整合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。理論上，半導(dǎo)體廠可設(shè)于全球各地﹔僅能設(shè)廠于擁有較低成本水源及用電、鄰近機(jī)場，且擁有相應(yīng)補(bǔ)貼及稅收優(yōu)惠政策的地區(qū)。西班牙或可滿足前述半導(dǎo)體設(shè)廠環(huán)境條件，但高科技人才卻有不足，而中國臺(tái)灣及中國大陸則擁有前述全部條件。美國是否擁有半導(dǎo)體制造業(yè)產(chǎn)業(yè)所需資源仍待確認(rèn)，特別是在人才方面，目前美國也在規(guī)劃人才培養(yǎng)以及吸引海外半導(dǎo)體人才前往美國工作。

芯片自給的核心，在于芯片制造及其關(guān)鍵設(shè)備、尖端材料和核心工藝。中國只有在整個(gè)芯片工業(yè)崛起的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)徹底的芯片自給，芯片自由不能只靠點(diǎn)的突破，需要全盤謀劃，全面破局。

中國的晶圓廠快速擴(kuò)產(chǎn)，同時(shí)國內(nèi)晶圓企業(yè)大規(guī)模扶持國產(chǎn)設(shè)備公司，國產(chǎn)設(shè)備在國內(nèi)市占率持續(xù)提升，且部分已經(jīng)進(jìn)入國際客戶供應(yīng)鏈。雖然未來2年需求能否持續(xù)引發(fā)討論，但或許不用過于擔(dān)憂：一方面國內(nèi)設(shè)備公司還在不斷拓展新品類獲得新份額，水平提升后有望進(jìn)入國際產(chǎn)業(yè)鏈，從而獲得更大市場空間。另一方面，當(dāng)前可能正接近上一輪半導(dǎo)體周期尾聲，未來2年很有可能迎來新一輪半導(dǎo)體景氣周期，屆時(shí)有可能又會(huì)有新的擴(kuò)產(chǎn)需求。

中國的半導(dǎo)體很大程度是設(shè)備、材料、零部件落后，因此這類公司發(fā)展也關(guān)系到未來的命運(yùn)。這里我們以設(shè)備類公司為例，全球半導(dǎo)體設(shè)備去年總的市場規(guī)模大約1026億美元，其中中國為296億美元。對(duì)照前述“市占率+市占率確定性提升”兩大標(biāo)準(zhǔn)可見，這一邏輯對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)同樣適用。