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不能靠別人,國產EDA正在崛起

2022/09/15
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美國商務部和安全局上周五將四項“新興和基礎技術”加入管制清單,其中談論度最高的就是芯片設計中最上游、最高端的產業(yè)EDA。美國相關部門針對“設計 GAAFET 架構(全柵場效應晶體管)的先進芯片 EDA 軟件工具”的管制將自2022年8月15日起的60天后正式生效。這無疑為今年本就水深火熱的芯片行業(yè)再添一把火。

群情高漲之下,EDA概念股近日持續(xù)走強。8月19日,華大九天漲逾12%,概倫電子漲逾11%,廣立微漲逾7%。

這種技術封鎖的處境讓有些網(wǎng)民聯(lián)想到俄烏戰(zhàn)爭后的俄羅斯,在受到谷歌、蘋果、微軟、甲骨文等軟件巨頭的限制后,俄羅斯盜版軟件網(wǎng)站RuTracker解禁,一時間在全球范圍引起騷動。看似危機與生機共存的場景,能否套用在中國EDA上呢?

吃飽EDA斷供有跡可循,國產替代籌碼幾何?

從2018年起,中興、華為等公司先后被美國列入實體清單,幾家龍頭企業(yè)被美國實施多項禁令,臺積電等廠商將不再為華為等企業(yè)代加工芯片。在斷供時期,曾被評價為“缺芯少魂”的國內芯片行業(yè)意識到這個問題并沒有得到根治。由此,為削弱斷供帶來的長期風險,大批科技公司投身于芯片研發(fā),我國芯片設計和代工領域確定了實質性的突破。華為海思在芯片設計領域掌握了全球頂尖5nm芯片設計工藝,以中芯國際為首的中國芯片代工廠商則突破了14nm工藝制程并投入到量產階段,完成首批芯片訂單的交付工作。

但中國芯片領域的背水一戰(zhàn)并沒有結束。2020年5月,中信證券點評美國對華為限制升級時提到,過去一年華為在IC設計端已基本實現(xiàn)自研替代或非美供應商切換,而制造端華為仍高度依賴臺積電,且上游半導體設備、EDA軟件仍被美國廠商壟斷,因而成為美方重點施壓方向。作為世界第一大芯片市場,中國本土的芯片產能并不能覆蓋到市場需求,同時在高端芯片生產方面落后于美國,產業(yè)上下游并沒有全球領先的核心技術出現(xiàn),這必然會是美國接下來針對的要害。

此次EDA之所以被管制,是因為它可以為整個半導體行業(yè)提供有效的技術溝通語言和執(zhí)行標準,貫穿了晶圓制造集成電路設計、仿真驗證、加工制造、封裝測試等產業(yè)鏈上下游的所有環(huán)節(jié)。天風國際研報曾對EDA做過這樣一個比喻:如果把芯片制造比作建造一座大廈的話,IC設計就是大廈的設計圖紙,EDA軟件就是這張圖紙的設計工具,只不過EDA軟件比建筑設計軟件的復雜度要高出N個數(shù)量級。

中國從2008年起關注國內EDA的發(fā)展狀況,如今國內已有超過50家EDA企業(yè),市場份額近幾年已從6%提升至11%。今年以來,資本市場對于EDA企業(yè)關注度明顯增高。

融資方面,芯華章獲得數(shù)億元Pre-B+輪融資;芯行紀完成數(shù)億元A+輪融資;行芯完成超億元B輪融資;九霄智能獲近千萬元天使輪融資;合見工軟Pre-A輪融資超11億人民幣。此外,兩支創(chuàng)業(yè)板次新股走勢也曾引發(fā)熱議。7月29日,華大九天首發(fā)上市,首日收盤暴漲129.43%,上市以來6個交易日累計漲幅達到82%;8月5日,廣立微登陸創(chuàng)業(yè)板,收盤價較發(fā)行價大漲近156%。

資金到位了,但上述EDA廠商可支持的芯片制程與國外仍存在較大差距。在臺積電等推進2nm的階段,華大九天可支持的最先進制程為5nm,廣立微為4nm,思而芯為10nm。

中金公司曾在研報中指出,全球半導體行業(yè)供需格局正發(fā)生巨變,后摩爾時代的技術革新挑戰(zhàn)與機遇并存。從產業(yè)鏈視角深度剖析EDA產業(yè)的發(fā)展脈絡后,中國EDA產業(yè)發(fā)展有望迎來國產化和技術變革的雙重機遇,成長可期,已在部分全流程或點工具領先的國內EDA廠商值得關注。

軟件被人卡脖子,靠不了別人

很多網(wǎng)友根據(jù)美國的出口管制聯(lián)想到了俄羅斯當前的處境,在跨國科技公司暫停在俄業(yè)務時,傳聞俄羅斯對盜版軟件行業(yè)放開了限制,甚至解禁了名為RuTracker的盜版網(wǎng)站。

但目前看來,中俄兩國處境完全不同。首先,俄羅斯鼓勵極客研究軟件和程序的遠離,Windows XP和各類游戲資源甚至會被研究出俄羅斯版本,這方面的技術人才儲備并不是短板。但在中國,EDA人才培養(yǎng)體系還需完善,該領域的研發(fā)涉及學科數(shù)目眾多,開發(fā)人員門檻較高。同時,國內高校EDA課程使用的教材和參考書籍、應用環(huán)境是以EDA三巨頭的產品為范本的,存在一定的依賴。

其次,雖然軟件行業(yè)卡脖子問題是存在暴力拆解方法的,歷史版本和破解版本市面上總有流傳,但形成自己研究的替代產品是很困難的。Adobe、CAD等工業(yè)軟件盜版管制其實并不嚴格,但目前國產工業(yè)軟件也并沒有出現(xiàn)他們的替代品,除了技術壁壘之外,盜版軟件的存在也會消解自研的興趣,拖后技術突破進展。

最后,芯片EDA工具軟件之所以難以盜版,一個核心原因是它與芯片代工廠具有高度的綁定關系。據(jù)專家分析,因為我們設計時,是需要代工廠提供數(shù)據(jù)包的,稱之為PDK,包含了諸如晶體管,MOS管電阻電容等基礎器件或反向器,與非門,或非門,鎖存器,寄存器等邏輯單元的基本特征信息,這個數(shù)據(jù)包會不斷優(yōu)化,更新頻繁,同時對EDA軟件有綁定及校驗的作用,一般只支持當前最新版的工具。

據(jù)北京商報報道,產業(yè)觀察家洪仕斌表示,“美國 EDA 斷供就是想讓中國內地沒工具設計 3nm 及以下的高端芯片,設計卡死在 5nm,制造卡死在 7nm。然后拉開中美在高速運算、人工 AI 等方面的距離。”也有行業(yè)人士表示,美國此次出口管制,限制的是 3nm 以下的 EDA 工具,這意味著短期內對中國半導體行業(yè)影響有限,長期來看會限制中國推進關鍵的下一代先進制程技術。

相約2035

從《芯片和科學法案》和各項出口限制可以看出,美國的目的是將芯片最核心的技術完全把握在自己手里。根據(jù)半導體協(xié)會和波士頓咨詢的預計,美國要試圖建立一條完全自給自足的本地供應鏈,必須至少花上1萬億美元的前置投資,也將導致整個半導體行業(yè)每年增加450億至1250億美元的運營成本,才可能改變全球半導體供應鏈的面貌,527億的總補助額度看起來只是杯水車薪。

在EDA軟件領域,中國也已全面展開政策布局。2021年3月,《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要(草案)》提出,聚焦高端芯片、操作系統(tǒng)、人工智能關鍵算法、傳感器等關鍵領域。中信證券電子組首席分析師徐濤表示,提升我國高端芯片的話語權,需要產業(yè)鏈上下游合力。中國要發(fā)展高端芯片,不只是芯片設計一個環(huán)節(jié),還包括制造、封測、設備及材料環(huán)節(jié),以及芯片輔助設計工具(EDA)軟件。

中信證券也在研報中指出,全定制IC設計覆蓋模擬、射頻、存儲、光電等領域,其EDA工具具備較強拓展性。國內EDA龍頭正以模擬電路等領域為起點,加速向射頻、存儲、光電等全定制領域拓展,夯實全定制EDA半壁江山,并進一步拓展數(shù)字IC設計等領域,看好國產EDA長期發(fā)展機遇。

對于護城河很高且貫穿了整個產業(yè)鏈的EDA產業(yè)來說,與國外三巨頭大肆整合相抗衡的方式,就是以開放的姿態(tài)形成國產芯片領域的有效聯(lián)動,以領域龍頭為引導,牽動行業(yè)上下游合作,這對于技術的發(fā)展和人才的培育都是合作共贏的好事。

芯片上下游的每一步都要走得扎實,一時的寒冬可以度過,不光是2035年,對于前沿技術領域,每一年都是日新月異的一年。

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可感物聯(lián)是一家從事物聯(lián)網(wǎng)相關智能化設備研發(fā)、生產、銷售、運營服務和全面解決方案的國家高新技術企業(yè)。公司成立于2018年,是一家市高新技術企業(yè),公司秉持“務實、創(chuàng)新、責任、尊重、共享”的核心價值觀,依托專業(yè)化、高素質的研發(fā)團隊,有一支專業(yè)從事軟硬件開發(fā)10余年、反應迅速、講求團隊合作的專業(yè)技術團隊,奠定了開發(fā)實力的高起點。