剑指芯片，芯片魔咒再次响起？

　　8月2日晚间，美国国会众议长佩洛西串访中国台湾地区。据美媒报道，佩洛西8月3日会晤台积电董事长刘德音，讨论美国最近的芯片法案，并强调美国全球半导体的战略重要性。
　　8月9日，美国总统拜登签署了《芯片和科学法案》（Chips and Science Act，简称《芯片法案》），支持半导体制造商在美国国内进行研发和生产，同时限制获得补贴的企业在中国扩增产能。
　　8月12日，美国商务部工业和安全局（BIS）在联邦公报上发布临时最终规定，对设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的EDA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)等四项技术实施新的出口管制；其中包括芯片设计中最上游、最高端的产业EDA。根据小编的了解，这是42个参与国在2021年12月会议上达成共识控制的项目之一。
　　8月26日，美国总统拜登签署一项旨在实施《2022年芯片和科学法案》的行政命令，实施《2022年芯片和科学法案》中的半导体资金，即迅速增加半导体产量，加强研究和设计领导地位，培养多样化的半导体劳动力，使美国在世界舞台上具有竞争优势。为了确保该法案项目的透明和有效沟通，美国商务部还推出了CHIPS.gov网站，为利益相关方提供500亿美元的制造和研发资金。该行政令设置了实施《2022年芯片和科学法案》的6个优先事项，还设立了一个由16人组成的跨部门指导委员会，由美国总统国家安全事务助理沙利文等3人共同担任主席，其他成员包括美国国务卿布林肯、财长耶伦、防长奥斯汀以及商务部长雷蒙多等。
　　说白了，就是不希望见到中国企业在半导体领域出现类似新能源汽车行业的弯道超车式迅猛发展。
　　什么是＂芯片法案＂？
　　答：＂芯片法案＂全称＂芯片和科学法案＂，是美国参众两院最新通过的一项法案。
　　＂芯片法案＂授权美国政府未来五年内支出2500亿美元来推进半导体产业的发展，是美国有史以来最大的一笔＂五年研发预算＂。其中，半导体制造业分到了527亿美元的补贴，同时还能给芯片企业的工厂提供240亿美元的免税额度。
　　最重要的是，如果芯片企业想享受这种优惠政策，那么在未来10年内就不可以在中国大陆新建或者扩建较先进制程（28nm及以下）的半导体工厂。
　　而什么是＂EDA软件＂？
　　其实很好理解： EDA，即电子设计自动化软件，涵盖逻辑设计、电路系统设计、系统仿真、性能分析到设计PCD版图等一系列芯片设计自动化流程。 可以说，在现代芯片设计的流程之中，EDA软件是极为重要的一环。没有EDA软件，则芯片设计亦无从谈起。
　　令人玩味的是，此次禁令，人为给出了一个限制范围：设计GAAFET（全栅极场效应晶体管）结构集成电路所必需的ECAD工具（可以简单理解为常说的EDA），其实就是全栅极场效应晶体管，它是芯片制程突破3nm及以下技术节点的关键。这一技术方案由三星在2019年提出，目的就是为了解决在5nm以下制程时遇到的一系列问题。
　　本质上说，＂芯片法案＂＂EDA禁令＂等措施的核心就是要让中国丧失高端先进半导体的制造能力。那这类高端芯片产品国产化进程怎么样呢？是不是有所谓中国奇迹？事实证明，奇迹不是那么容易创造的，在这类高精尖领域中国企业要走路还很长。目前，全球的EDA软件主要由Cadence、Synopsys、Mentor等三家美国企业垄断，产品在我国的市场占有率高达85%，国内大多数芯片设计公司都是采用这些进口的EDA工业软件来设计芯片。
　　芯片国产化道路上从未停止，独立自主生产中国芯的目标从未改变。从上世纪80年代起，由于巴统协议的禁令限制，中国无法买到芯片设计所需的最新EDA软件，国家就动员了全国17个单位，200多名专家聚集北京集成电路设计中心开发自己的工具，终于在1993年，我国第一款具有自主知识产权的EDA工具问世：＂熊猫＂寓意EDA的珍贵且稀有。＂熊猫＂获得了国家科学技术进步一等奖，并在20家设计公司和研究机构得到应用，由于价格仅为同类产品的1/10，美国芯片厂商也一度选择过＂熊猫＂，在市场中反响很不错。
　　但随着1994年＂巴统＂禁令取消，美国EDA三巨头大举进入中国市场，凭借着技术成熟、价格便宜、免费赠送、多方合作等优势和策略，快速收割国内市场份额。再加上中国彼此也在推广全球化，国内EDA产业由此渐渐失去市场和政策上的双重支持，进入停滞状态。
　　这一停滞，就是十五年
　　2008年，国家开始实施的＂核高基＂（核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品）重大科技专项才再次开始扶植国产EDA的发展，一批国产EDA公司从此时才开始纷纷冒头。目前，国内大约有50+EDA企业，包括华大九天、国微集团、芯愿景、芯华章、广立微、概伦电子、思尔芯、芯和半导等等，近几年已将EDA的市场份额从6%提升至11%。其中规模最大的是华大九天。
　　国内EDA产业正在复苏，但亏欠太多，还有很长距离要追赶。以EDA工具链为例，三巨头已实现了40个细分领域的全产业链覆盖；国产大厂目前仅覆盖了40%，主流产品则多为点工具，特定领域的全流程产品没有。
　　工艺方面，国内厂商中仅有华大九天是唯一能够提供模拟电路设计全流程EDA工具系统。其电路仿真工具支持5nm量产工艺制程，其他模拟电路设计EDA工具支持28nm制程。思尔芯主要聚焦数字芯片的前端验证，其相关EDA产品能做到支持10nm。但是国外三巨头已经达到2nm制程。
　　这里特别指出一点，禁令中提到的金刚石和氧化镓，是半导体材料领域的＂超新星＂，被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料。
　　美国相关措施仅对3nm以下的芯片设计有影响，国内大多数厂商还停留在20nm制程左右，短期来看问题不大，厂商如能奋起直追，对国产EDA行业倒是一个不错鞭策。
　　中国的市场和需求摆在眼前，工业设计软件和其紧密相连，只有需求增多而带来更多反馈，中国的EDA行业才能提速发展起。
　　参考文献及图片来源：
　　每日经济新闻、量子位、机器人在线、制造界、和讯网、亿欧网、半导体信息