Am Freitag (12. August), Ortszeit, veröffentlichte das Büro für Industrie und Sicherheit (BIS) des US-Handelsministeriums im Bundesregister eine neue vorläufige endgültige Regelung zu Exportbeschränkungen, die Beschränkungen vorsiehtdas Design von GAAFET (Full Gate Field Effect Transistor). ) EDA/ECAD-Software, die für strukturelle integrierte Schaltkreise erforderlich ist; Halbleitermaterialien mit extrem großer Bandlücke, repräsentiert durch Diamant und Galliumoxid; Vier Technologien wie die Druckverstärkungsverbrennung (PGC), die in Gasturbinentriebwerken zur Einführung neuer Exportkontrollen eingesetzt werden, haben das Datum des Inkrafttretens des Verbots auf heute (15. August) festgelegt.
Unter den vier Technologien ist EDA die auffälligste, was vom Markt als weitere Einschränkung der chinesischen Chipindustrie durch die Vereinigten Staaten nach dem „Chip and Science Act“ interpretiert wird, der inländische Unternehmen, die 3 nm und höher entwickeln, direkt betrifft Chip-Produkte.Allerdings wird das 3-Nanometer-Design derzeit in China kaum eingesetzt und seine kurzfristigen Auswirkungen sind begrenzt.
Zusätzlich zum 3-nm-Prozess kann auch das 800-V-Schnellladen betroffen sein
EDA (Electronics Design Automation) ist die elektronische Designautomatisierung, die ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil des Chip-IC-Designs (Integrated Circuit) ist. Es gehört zur vorgelagerten Industrie der Chipherstellung und umfasst alle Prozesse wie das Design integrierter Schaltkreise, die Verkabelung, die Verifizierung und die Simulation.EDA wird in der Branche als „Mutter der Chips“ bezeichnet.
Der Tianfeng International Research Report wies darauf hin, dass beim Vergleich der Chipherstellung mit dem Bau eines Gebäudes das IC-Design eine Designzeichnung und die EDA-Software ein Designtool für Zeichnungen ist, EDA-Software jedoch viel komplexer ist als Architekturdesignsoftware.
ECAD (Electronic Computer Aided Design Software) hat einen größeren Anwendungsbereich als EDA, und das Verbot bedeutet, dass die gesamte damit verbundene Software abgedeckt ist.Nach Angaben des US-Handelsministeriums handelt es sich bei ECAD um eine Klasse von Softwaretools, die zum Entwerfen, Analysieren, Optimieren und Überprüfen der Leistung eines integrierten Schaltkreises oder einer Leiterplatte verwendet werden.Wird zum Entwurf komplexer integrierter Schaltkreise in einer Vielzahl von Anwendungen in der Militär-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie verwendet.
Die GAAFET-Transistortechnologie ist im Vergleich zu FinFET-Transistoren (Fin-Feldeffekttransistoren) eine fortschrittlichere Technologie. Die FinFET-Technologie kann bis zu 3 Nanometer erreichen, während GAAFET 2 Nanometer erreichen kann.
Dies ist die dritte Exportkontrolle, die die USA im Bereich EDA gegen China eingeleitet haben.Der erste war gegen ZTE im Jahr 2018 und der zweite gegen Huawei im Jahr 2019.Neben Unterhaltungselektronik wie Apple-Handys und -Computern handelt es sich bei den Chips, die das fortschrittlichste Herstellungsverfahren auf dem Markt verwenden, auch um Chips mit hoher Rechenleistung, wie zum Beispiel GPUs für künstliche Intelligenz und Serverchips für Rechenzentren und Cloud Computing .
Einige Chipdesigner sagten, dass die kurzfristigen Auswirkungen dieser Kontrollmaßnahme begrenzt seien, da 3-Nanometer-Designs in China selten verwendet würden. Einige KI-Chips und GPU-Chips verwenden 7 Nanometer, während Fernseher, Set-Top-Boxen und Chips in Automobilqualität meist 28 nm haben. Nanometer oder 16 Nanometer.Einige Branchenbeobachter glauben, dass die Vereinigten Staaten dem chinesischen Festland keine Werkzeuge zum Entwerfen von High-End-Chips mit einer Dicke von 3 Nanometern und weniger zur Verfügung stellen wollen und dass das Design bei 5 Nanometern und die Herstellung bei 7 Nanometern feststeckt.Dann wird der Abstand zwischen China und den Vereinigten Staaten in Bezug auf Hochgeschwindigkeitsrechnen, künstliche KI usw. größer.
Nach Ansicht eines Chip-Experten besteht der Hauptgrund, warum die Vereinigten Staaten EDA unterdrücken, darin, die Produktionskapazität inländischer Chips zu kontrollieren.
Neben der EDA-Software sind dieses Mal auch zwei Halbleitermaterialien beteiligt: Galliumoxid (Ga2O3) und Diamantsubstrate, beides Halbleitermaterialien mit ultrabreiter Bandlücke.Von solchen Materialien wird erwartet, dass sie unter härteren Bedingungen funktionieren, beispielsweise bei höheren Spannungen oder höheren Temperaturen.
Diese Materialien befinden sich noch in der Entwicklung und wurden noch nicht in großem Maßstab industrialisiert, und die Technologie ist hauptsächlich in Japan und den Vereinigten Staaten konzentriert.Aus diesen Materialien hergestellte Chips eignen sich jedoch besser für verschiedene industrielle Umgebungen wie neue Energie, Netzenergiespeicherung, Kommunikation usw. und werden daher sehr empfindlich und wichtig.
Nehmen wir als Beispiel Fahrzeuge mit neuer Energie: Derzeit haben Unternehmen für neue Energiefahrzeuge wie Xiaopeng Motors, BYD, Li Auto und BAIC Jihu bereits die 800-V-Schnellladetechnologie eingesetzt und werden etwa in diesem Jahr in Massenproduktion gehen.In diesen Schnellladetechnologien können Leistungsgeräte aus Galliumoxidmaterialien eingesetzt werden.
Inländische EDA-„Durchbruch“-Chance
„Wenn Sie ein 5-Nanometer-Chipprodukt entwerfen und die weltweit führende EDA-Software verwenden, können die Kosten auf etwa 40 Millionen US-Dollar begrenzt werden. Ohne EDA-Softwareunterstützung können die Kosten für die Entwicklung eines 5-Nanometer-Chips jedoch bis zu 40 Millionen US-Dollar betragen 7,7 Milliarden US-Dollar. Der Abstand zum US-Dollar beträgt fast das 200-fache.“ Der zuständige Verantwortliche eines inländischen CAD-Softwareunternehmens (Computer Aided Design) hat ein Konto berechnet.
Derzeit ist die globale Marktkonzentration der EDA-Branche relativ hoch. Die drei EDA-Giganten Synopsys (Synopsys), Cadence (Kedence Electronics) und Mentor Graphics (Mentor International, 2016 von Siemens in Deutschland übernommen) besetzen fest mehr als 70 % des Weltmarktes. Marktanteil und kann komplette EDA-Tools bereitstellen, die den gesamten Prozess oder einen Großteil des Prozesses des Entwurfs und der Herstellung integrierter Schaltkreise abdecken.
Die drei Unternehmen haben ihre eigenen Produktmerkmale und die Schwerpunkte und Vorteile von IP (geistigem Eigentum) sind sehr unterschiedlich. Ihre Produkte haben in China einen Marktanteil von 85 %.Die 3-Nanometer-GAAFET-Architektur-Prozesstechnologie, die Samsung erst im Juni dieses Jahres durchbrach, wurde mit Unterstützung von Synopsys und Cadence fertiggestellt.
Die zweitrangigen Unternehmen werden durch ANSYS, Silvaco, Aldec Inc, Huada Jiutian usw. vertreten. Sie verfügen über den gesamten Prozess in bestimmten Bereichen und sind in den lokalen Bereichen technologisch weiter fortgeschritten.Zu den Unternehmen der dritten Stufe gehören Altium, Concept Engineering, Introduction Electronics, Guangliwei, Sierxin, DownStream Technologies usw. Das Layout von EDA basiert hauptsächlich auf Punktwerkzeugen, und es mangelt an Vollprozessprodukten in bestimmten Bereichen.
Die meisten inländischen Chipdesign-Unternehmen verwenden immer noch importierte EDA-Industriesoftware, um Chips zu entwerfen. Im Jahr 1993 veröffentlichte Huada Jiutian die erste inländische EDA-Software – das Panda ICCAD-System, das einen Durchbruch im inländischen EDA von 0 auf 1 erzielte.Im Jahr 2020 belegte Huada Jiutian auf dem chinesischen EDA-Markt hinsichtlich der Umsatzskala den vierten Platz.
Am 29. Juli landete Huada Jiutian offiziell auf dem Growth Enterprise Market, mit einem Plus von 126 % am ersten Tag der Notierung und einem Marktwert von über 40 Milliarden Yuan.Huada Jiutian gab im Prospekt an, dass die meisten seiner EDA-Produkte für das digitale Schaltungsdesign den 5-Nanometer-Prozess unterstützen können; Gelun Electronics gab in seinem Jahresbericht an, dass einige Tools die 7-Nanometer-, 5-Nanometer- und 3-Nanometer-Prozesse unterstützen können.
Der Umsatz von Huada Jiutian beträgt im Jahr 2021 580 Millionen Yuan, und der Umsatz von Gailun Electronics beträgt weniger als 200 Millionen Yuan.Die weltweit führende Synopsys hat einen Umsatz von etwa 26 Milliarden Yuan und einen Gewinn von mehr als 5 Milliarden Yuan.
Der Tianfeng International Research Report wies darauf hin, dass eine Lokalisierung unerlässlich sei. Die EDA-Toolkette umfasst etwa 40 Unterbereiche. Die drei Giganten haben die Abdeckung der gesamten Industriekette erreicht, während der inländische Marktführer Huada Jiutian derzeit eine Abdeckungsrate von etwa 40 % aufweist. Sonstiges Bei den Produkten inländischer EDA-Hersteller handelt es sich überwiegend um Punktwerkzeuge.
Laut Statistik gibt es in China etwa 100 Design-Tool-Unternehmen.EDA ist in analoge Chip-Design-Tools und digitale Chip-Design-Tools unterteilt.Einige inländische Unternehmen haben den gesamten Prozess der Entwicklung analoger Chips gelöst.Designtools für digitale Chips sind schwieriger. Am Entwurfsprozess sind etwa 120 „Punktwerkzeuge“ beteiligt, und an jedem Punktwerkzeug werden Forschung und Entwicklung durchgeführt.
Es besteht die Ansicht, dass zur Eindämmung der Vereinigten Staaten die einzige Möglichkeit zur Verbesserung des Niveaus der inländischen EDA-Software darin besteht, das Niveau der inländischen EDA-Software schnell zu verbessern. Inländische Unternehmen sollten sich zusammenschließen und sogar Huawei HiSilicon und inländische Universitäten sollten teilnehmen bei der Bildung von Allianzen zur gemeinsamen Entwicklung.Angesichts der steigenden Nachfrage nach inländischen Chips ist die inländische EDA nicht ohne Chancen auf dem Käufermarkt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. August 2022