21深度丨美国断供面向GAA的EDA软件，对国内相关行业影响几何？

　　21世纪资本研究院 张赛男 实习生李淳永 上海报道
　　继《芯片与科学法案》落地后，美国再次管制先进技术出口。美国商务部工业和安全局（BIS）日前宣布，对EDA软件工具等四项技术实施出口管制。
　　EDA是IC设计最上游、最高端的产业之一，我国芯片产业仍多数依赖国外最主流的几大EDA设计工具，因而也是我国半导体行业实现自主可控的关键瓶颈。管制消息发布后旋即引起市场对国内芯片产业链的担忧，＂断供＂之声四起。
　　针对上述消息，在商务部日前举办的例行发布会上，新闻发言人表示，美方不断泛化国家安全概念，滥用出口管制措施，相关做法背离公平竞争原则，违反国际经贸规则，必将阻碍国际科技交流和经贸合作，威胁全球产业链供应链安全稳定。
　　截至目前，自相关禁令宣布已一周有余，EDA＂断供＂对国内芯片设计公司影响几何？国内EDA企业如何突破？21世纪资本研究院围绕这些核心问题展开了深入调查。
　　EDA至关重要
　　美国披露的相关规则显示，出于国家安全考虑，四项新兴和基础技术受到了新的出口管制，具体包括：设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的电子计算机辅助设计（ECAD）软件；金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料；燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧(PGC)等。
　　其中，有关于＂针对GAAFET晶体管结构的ECAD软件＂（更多地被称为EDA软件）的限制，引发市场高度关注。
　　在半导体芯片行业内部，EDA（Electronic Design Automation）享有＂芯片之母＂的美名，是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计工具，贯穿整个集成电路的生产环节。按照集成电路产业链划分，集成电路EDA工具可以分为制造类EDA工具、设计类EDA工具、以及封测类EDA工具。
　　也就是说，EDA属于半导体产业链上游的基础工具，没有EDA工具的助力，现今的大规模集成电路设计和制造等都将陷入产业停摆的困局。
　　要进一步理解美国管制EDA对中国芯片产业影响，就不得不再厘清整个EDA市场的产业格局。
　　目前，全球EDA 市场份额主要由三大巨头 Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）和 SimensEDA（西门子）（原 Mentor Graphics）分食，整个EDA大约有40个细分领域，三大国际巨头实现了全产业链覆盖。
　　反观EDA市场规模，2020年全球规模就达到了115亿美元，撬动着4404亿美元市场规模的半导体行业，重要性不言而喻。
　　而目前EDA的国产化程度并不高。中金公司指出，其整体国产化率在10%左右。
　　这种格局下，美国的管制对中国相关产业的影响就更为深远。
　　先进制程受阻
　　需要指出的是，此番管制并非意味着EDA软件完全＂断供＂。常被市场忽略的信息是，美国这次限制的是针对GAAFET结构的芯片设计工具，而这种工艺目前用于2nm、3nm等先进制程。
　　＂美国此举重点限制中国芯片产业在先进制程方面的发展。＂大东时代智库（TD）创始人罗焕塔告诉21世纪资本研究院。
　　全球范围来看，目前能够生产3nm制程芯片的公司并不多。
　　一家是三星电子，今年6月底，三星电子官宣正在位于首尔南部华城市的晶圆厂生产3nm。这是全球首次采用GAA晶体管结构的芯片，标志着芯片制造进入了新的时代。
　　另一家公司是晶圆代工龙头台积电。台积电的战略是今年下半年进入3nm半导体市场，但仍采用稳定的FinFET工艺。其预计将从2nm芯片开始引入GAA工艺，并在2026年左右发布第一款产品。
　　而就A股市场上最前沿的研发进度看，长电科技日前宣布实现了4nm芯片封装，中芯国际掌握的也仅是14nm芯片的量产能力。
　　那么，GAA又是什么？公开研究显示，GAA是一种全新的晶体管结构，它改进了半导体晶体管的结构，使栅极可以接触晶体管的所有四个侧面，而不是当前FinFET工艺中的三个侧面。GAA结构比FinFET工艺更精确地控制电流，因此被认为是替代目前FinFET的下一代技术路线。
　　这意味着，针对GAAFET结构的EDA软件，是所有半导体公司进入先进制程后都必须使用的工具。未来在2纳米、3纳米等先进制程芯片设计上，中国企业的研发进程或将面临更大阻力。
　　企业端影响几何？
　　具体到产业链环节，长远来看，由于EDA软件涉及的是芯片产业链最上游的设计环节，这种管制几乎是从源头上限制了中国芯片产业发展。
　　华泰证券在研报中指出，半导体的生产涉及设计、晶圆制造、半导体设备、设计工具（EDA）、半导体设备和材料等多个环节。本次管制政策导入前，美国商务部已经限制向中国出口10nm以下先进工艺生产设备，这导致在中国大陆生产7nm以下先进工艺芯片非常困难。本禁令生效以后，中国芯片设计企业在没有美国商务部授权情况下，也很难在中国大陆以外代工企业进行3nm以下先进工艺节点流片。
　　＂这对中国企业未来发展高性能计算芯片可能造成一定影响。＂华泰证券认为。
　　＂我觉得更多的是未来的影响。＂一家模拟芯片设计企业对21世纪资本研究院表示，＂对那些已经买了相关EDA产品的，它的license一般是用三年，那么三年期间或者三年以后不能再升级了。＂
　　21世纪资本研究了解到，就EDA工具的使用方来看，以设计和代工厂为主，包括芯片设计企业、晶圆制造代工企业、平板显示电路设计企业等。
　　目前在A股市场上，模拟芯片设计公司共有23家，数字芯片设计公司共有35家，晶圆代工企业共有16家。
　　前述模拟芯片设计企业对21世纪资本研究院表示，＂（管制）对我们公司目前影响不大，我们现在主要是模拟芯片，工艺节点在90nm、130nm以下。而这个软件主要针对的是先进工艺。＂
　　另一家模拟芯片头部设计企业也向21世纪资本研究院解释称，＂据我了解，软件在用的时候它可能会影响你的升级，对公司来说目前没有影响。＂
　　多家芯片设计企业坦言，他们确实买了TOP 3企业的EDA软件，但同时也在用国产的EDA软件。基于前述种种原因，影响暂未体现。
　　自主创新在路上
　　实际上，国内芯片产业链早就认识到EDA软件的重要性，国产化步伐从未停歇。
　　在刚刚过去的2021年，国内EDA企业数量、融资案例数量和金额、产品与技术发布都呈快速增加态势，多家EDA公司纷纷抢滩登陆资本市场。
　　数据显示，仅在2020-2021年间，国内EDA公司的数量就从20多家增长到了40多家。同时，2021年，有22家EDA公司进行了超过30次融资，远超2020年的18次融资，而2017年及之前只进行过6次融资。
　　在上述禁令发布后，国内市场也高呼EDA国产化的市场之大。
　　但，不得不承认的是，国内EDA厂商与国际龙头仍然存在的不小的差距。
　　公开信息显示，在国际三巨头新思科技、楷登电子、明导国际推进2nm的阶段，华大九天可支持的最先进制程为5nm，广立微为4nm，思尔芯为10nm，其余仅支持28nm的制程。
　　罗焕塔分析称，＂中国EDA厂商有50多家，但缺乏先进制程的公司。中国EDA公司在某个功能点上具有强大的能力，但缺乏‘工具包’、‘工具链条’，用户使用便捷性大打折扣。＂
　　在具体使用中，也有企业坦言感受到了部分区别。
　　＂目前国内比较先进的EDA软件可以覆盖（国外软件）百分之四十左右的功能，虽然我们没有去做量化对比，但用起来时肯定有些差异，使用不同软件也有适应的过程。另外就是，芯片要流片、测试后，才能看出一些区别。＂前述模拟芯片企业表示。
　　一家EDA企业相关人士也向21世纪资本研究院直言和国外龙头存在的差距。
　　＂一是因为他们的先发效应比较明显，他们在这个细分领域钻研的时间很长。其次在研发投入上，他们经过了数十年累计，国内与他们的差距明显。再者就是生态方面，三大家参与到了半导体演进的进程中，形成了比较好的生态。＂该人士表示。
　　＂要想实现完全替代，短期来看不太容易，我们的一些客户也都兼用海外相关工具，＂该人士说。
　　罗焕塔也向21世纪资本研究院表示，＂3nm 的芯片设计在中国仅有几家龙头设计公司涉足，在短时间找到替代方案可能性较小。企业应该积极向美国法院起诉，同时切实利用中国法律执行现有供应商协议。＂
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