På fredagen (12 augusti), lokal tid, avslöjade det amerikanska handelsdepartementets Bureau of Industry and Security (BIS) i Federal Register en ny tillfällig slutregel om exportrestriktioner som begränsarkonstruktionen av GAAFET (Full Gate Field Effect Transistor).) EDA/ECAD-programvara som behövs för strukturella integrerade kretsar;halvledarmaterial med ultrabred bandgap representerade av diamant och galliumoxid;fyra tekniker såsom förbränning med tryckförstärkning (PGC) som används i gasturbinmotorer för att implementera nya exportkontroller, vilket datum för förbudet träder i kraft i dag (15 augusti).
Bland de fyra teknologierna är EDA den mest iögonfallande, vilket av marknaden tolkas som ytterligare restriktioner för Kinas chipindustri av USA efter "Chip and Science Act", som direkt påverkar inhemska företag som designar 3nm och mer avancerad chip produkter.Emellertid används 3-nanometer design sällan i Kina för närvarande, och dess kortsiktiga inverkan är begränsad.
Utöver 3nm-processen kan 800V snabbladdning påverkas
EDA (Electronics Design Automation) är elektronisk designautomation, som är en oumbärlig och viktig del av chip IC (integrerad krets) design.Det tillhör uppströmsindustrin för chiptillverkning, som täcker alla processer som design av integrerade kretsar, ledningar, verifiering och simulering.EDA kallas "chipsens moder" i branschen.
Tianfeng International Research Report påpekade att om chiptillverkning jämförs med att bygga en byggnad, är IC-design en designritning och EDA-mjukvara är ett designverktyg för ritningar, men EDA-mjukvara är mycket mer komplex än arkitektonisk designmjukvara.
ECAD (Electronic Computer Aided Design software) har en bredare räckvidd än EDA, och förbudet innebär att all relaterad programvara omfattas.Enligt US Department of Commerce är ECAD en klass av mjukvaruverktyg som används för att designa, analysera, optimera och verifiera prestandan hos en integrerad krets eller ett tryckt kretskort.Används för att designa komplexa integrerade kretsar i en mängd olika applikationer inom militär-, flyg- och försvarsindustrin.
GAAFET-transistorteknologi är en mer avancerad teknik jämfört med FinFET-transistorer (finfälteffekttransistorer), FinFET-teknik kan uppnå upp till 3 nanometer, medan GAAFET kan uppnå 2 nanometer.
Detta är den tredje exportkontrollen som USA initierar mot Kina inom området EDA.Den första var mot ZTE 2018 och den andra mot Huawei 2019.Förutom hemelektronik som Apples mobiltelefoner och datorer är de chips som använder den mest avancerade tillverkningsprocessen på marknaden alla chips med hög datorkraft, såsom GPU:er som används för artificiell intelligens och serverchips som används i datacenter och molnberäkningar .
Vissa chipdesigners sa att den kortsiktiga effekten av denna kontrollåtgärd är begränsad, eftersom 3-nanometerdesigner sällan används i Kina.Vissa AI-chips och GPU-chips använder 7 nanometer, medan TV-apparater, set-top-boxar och kretsar av fordonskvalitet oftast är 28 nm.nanometer eller 16 nanometer.Vissa industriobservatörer tror att USA vill få det kinesiska fastlandet att inte ha några verktyg för att designa avancerade chips på 3 nanometer och lägre, och designen har fastnat på 5 nanometer och tillverkningen har fastnat vid 7 nanometer.Sedan kommer avståndet mellan Kina och USA inom höghastighetsdatorer, artificiell AI, etc. att vidgas.
Enligt en chippersons åsikt är kärnanledningen till att USA undertrycker EDA att kontrollera produktionskapaciteten för inhemska chips.
Utöver EDA-mjukvaran den här gången är även två halvledarmaterial inblandade: galliumoxid (Ga2O3) och diamantsubstrat, som båda är halvledarmaterial med ultrabred bandgap.Sådana material förväntas fungera under tuffare förhållanden, såsom högre spänningar eller högre temperaturer.
Dessa material är fortfarande under utveckling och har inte industrialiserats i stor skala, och tekniken är främst koncentrerad till Japan och USA.Chips gjorda av dessa material kommer dock att vara mer lämpade för flera industriella miljöer såsom ny energi, nätenergilagring, kommunikation etc., och blir därför mycket känsliga och viktiga.
För att ta nya energifordon som ett exempel, för närvarande har nya energifordonsföretag som Xiaopeng Motors, BYD, Li Auto och BAIC Jihu redan implementerat 800V snabbladdningsteknik och kommer att masstillverkas under detta år.Kraftenheter gjorda av galliumoxidmaterial kan användas i dessa snabbladdningstekniker.
Inhemsk EDA "genombrottsmöjlighet".
"Om du designar en 5-nanometers chipprodukt och använder världens bästa EDA-mjukvara kan kostnaden styras till cirka 40 miljoner US-dollar, men utan EDA-mjukvarustöd kan kostnaden för att designa ett 5-nanometerschip bli så hög som 7,7 miljarder US-dollar.Den amerikanska dollarn är nära ett gap på cirka 200 gånger.”Den relevanta personen som ansvarar för ett inhemskt CAD-programvaruföretag (computer-aided design) beräknade ett konto.
För närvarande är EDA-industrins globala marknadskoncentration relativt hög.De tre EDA-jättarna Synopsys (Synopsys), Cadence (Kedence Electronics) och Mentor Graphics (Mentor International, som förvärvades av Siemens i Tyskland 2016) upptar mer än 70 % av den globala marknaden.marknadsandel, och kan tillhandahålla kompletta EDA-verktyg, som täcker hela processen eller större delen av processen för konstruktion och tillverkning av integrerade kretsar.
De tre företagen har sina egna egenskaper i produkter, och inriktningen och fördelarna med IP (immateriell egendom) är helt olika.Deras produkter har en marknadsandel på 85% i Kina.Den 3-nanometer GAAFET-arkitekturprocessteknik som Samsung precis slog igenom i juni i år färdigställdes med hjälp av Synopsys och Cadence.
Företagen på andra nivån representeras av ANSYS, Silvaco, Aldec Inc, Huada Jiutian, etc. De har hela processen inom specifika områden och är mer avancerade inom teknik inom lokala områden.Företag i den tredje nivån inkluderar Altium, Concept Engineering, Introduction Electronics, Guangliwei, Sierxin, DownStream Technologies, etc. Layouten av EDA är huvudsakligen baserad på punktverktyg och det finns en brist på fullprocessprodukter inom specifika områden.
De flesta inhemska chipdesignföretag använder fortfarande importerad EDA-industriprogramvara för att designa chip.1993 släppte Huada Jiutian den första inhemska EDA-mjukvaran – Panda ICCAD-systemet, som fick ett genombrott inom inhemsk EDA från 0 till 1.År 2020, på Kinas EDA-marknad, när det gäller intäktsskala, rankades Huada Jiutian på fjärde plats.
Den 29 juli landade Huada Jiutian officiellt på Growth Enterprise Market, med en ökning på 126 % på den första noteringsdagen, och dess marknadsvärde översteg 40 miljarder yuan.Huada Jiutian uppgav i prospektet att de flesta av dess digitala kretsdesign EDA-produkter kan stödja 5-nanometerprocessen;Gelun Electronics uppgav i sin årsrapport att vissa verktyg kan stödja processerna 7 nanometer, 5 nanometer och 3 nanometer.
Huada Jiutians intäkter 2021 är 580 miljoner yuan, och Gailun Electronics intäkter är mindre än 200 miljoner yuan.Världens nr 1 Synopsys har en omsättning på cirka 26 miljarder yuan och en vinst på mer än 5 miljarder yuan.
Tianfeng International Research Report påpekade att lokalisering är absolut nödvändigt.Det finns ett 40-tal delsektorer i EDA-verktygskedjan.De tre jättarna har uppnått täckning av hela industrikedjan, medan den inhemska ledaren Huada Jiutian för närvarande har en täckningsgrad på cirka 40%.Andra Produkter från inhemska EDA-tillverkare är mestadels punktverktyg.
Enligt statistiken finns det cirka 100 designverktygsföretag i Kina.EDA är uppdelat i analoga chipdesignverktyg och digitala chipdesignverktyg.Vissa inhemska företag har löst hela processen med att designa analoga chips.Designverktyg för digitala chips är svårare.Cirka 120 "punktverktyg" är involverade i designprocessen och forskning och utveckling bedrivs på varje punktverktyg.
Det finns en uppfattning att för att begränsa USA är det enda sättet att förbättra nivån på inhemsk EDA-mjukvara att snabbt förbättra nivån på inhemsk EDA-mjukvara, och inhemska företag bör enas, och även Huawei HiSilicon och inhemska universitet bör delta att bilda allianser för gemensam utveckling.Med den ökande efterfrågan på inhemska chips är inhemska EDA inte utan möjligheter på köparens marknad.
Posttid: 15 aug 2022