El viernes (12 de agosto), hora local, la Oficina de Industria y Seguridad (BIS) del Departamento de Comercio de EE.UU. publicó en el Registro Federal una nueva norma final provisional sobre restricciones a las exportaciones que restringeel diseño de GAAFET (Transistor de efecto de campo de puerta completa). ) software EDA/ECAD necesario para circuitos integrados estructurales; materiales semiconductores de banda prohibida ultra ancha representados por diamante y óxido de galio; cuatro tecnologías como la combustión con ganancia de presión (PGC) utilizada en motores de turbina de gas para implementar nuevos controles de exportación, la fecha de entrada en vigor de la prohibición será hoy (15 de agosto).
Entre las cuatro tecnologías, EDA es la más llamativa, lo que el mercado interpreta como nuevas restricciones a la industria de chips de China por parte de Estados Unidos tras la “Chip and Science Act”, que afecta directamente a las empresas nacionales que diseñan 3 nm y más avanzados. productos con chips.Sin embargo, el diseño de 3 nanómetros rara vez se utiliza en China actualmente y su impacto a corto plazo es limitado.
Además del proceso de 3 nm, la carga rápida de 800 V puede verse afectada
EDA (Electronics Design Automation) es la automatización del diseño electrónico, que es una parte indispensable e importante del diseño de chips IC (circuitos integrados). Pertenece a la industria ascendente de la fabricación de chips y abarca todos los procesos, como el diseño de circuitos integrados, el cableado, la verificación y la simulación.A EDA se la llama la “madre de los chips” en la industria.
El Informe de investigación internacional de Tianfeng señaló que si se compara la fabricación de chips con la construcción de un edificio, el diseño de circuitos integrados es un dibujo de diseño y el software EDA es una herramienta de diseño para dibujos, pero el software EDA es mucho más complejo que el software de diseño arquitectónico.
ECAD (software de diseño asistido por computadora electrónica) tiene un alcance más amplio que EDA, y la prohibición significa que todo el software relacionado está cubierto.Según el Departamento de Comercio de EE. UU., ECAD es una clase de herramientas de software utilizadas para diseñar, analizar, optimizar y verificar el rendimiento de un circuito integrado o placa de circuito impreso.Se utiliza para diseñar circuitos integrados complejos en una variedad de aplicaciones en las industrias militar, aeroespacial y de defensa.
La tecnología de transistores GAAFET es una tecnología más avanzada en comparación con los transistores FinFET (transistores de efecto de campo de aletas), la tecnología FinFET puede alcanzar hasta 3 nanómetros, mientras que GAAFET puede alcanzar 2 nanómetros.
Este es el tercer control de exportaciones iniciado por Estados Unidos contra China en el ámbito de EDA.El primero fue contra ZTE en 2018 y el segundo contra Huawei en 2019.Además de los productos electrónicos de consumo, como los teléfonos móviles y las computadoras de Apple, los chips que utilizan el proceso de fabricación más avanzado del mercado son todos chips con alta potencia informática, como las GPU utilizadas para inteligencia artificial y chips de servidor utilizados en centros de datos y computación en la nube. .
Algunos diseñadores de chips dijeron que el impacto a corto plazo de esta medida de control es limitado, porque los diseños de 3 nanómetros rara vez se utilizan en China. Algunos chips de IA y chips de GPU utilizan 7 nanómetros, mientras que los televisores, decodificadores y chips de grado automotriz son en su mayoría de 28 nm. nanómetro o 16 nanómetros.Algunos observadores de la industria creen que Estados Unidos quiere que China continental no tenga herramientas para diseñar chips de alta gama de 3 nanómetros o menos, y que el diseño está estancado en 5 nanómetros y la fabricación está estancada en 7 nanómetros.Entonces, se ampliará la distancia entre China y Estados Unidos en informática de alta velocidad, IA artificial, etc.
En opinión de un experto en chips, la razón principal por la que Estados Unidos suprime la EDA es controlar la capacidad de producción de chips nacionales.
Además del software EDA, esta vez también están involucrados dos materiales semiconductores: óxido de galio (Ga2O3) y sustratos de diamante, los cuales son materiales semiconductores de banda prohibida ultra ancha.Se espera que estos materiales funcionen en condiciones más duras, como voltajes o temperaturas más altos.
Estos materiales aún están en desarrollo y no se han industrializado a gran escala, y la tecnología se concentra principalmente en Japón y Estados Unidos.Sin embargo, los chips fabricados con estos materiales serán más adecuados para múltiples entornos industriales, como nuevas energías, almacenamiento de energía en red, comunicaciones, etc., y por lo tanto se volverán muy sensibles e importantes.
Tomando como ejemplo los vehículos de nueva energía, en la actualidad, empresas de vehículos de nueva energía como Xiaopeng Motors, BYD, Li Auto y BAIC Jihu ya han implementado tecnología de carga rápida de 800 V y se producirán en masa alrededor de este año.En estas tecnologías de carga rápida se pueden utilizar dispositivos eléctricos fabricados con materiales de óxido de galio.
Oportunidad de “gran avance” de la EDA nacional
"Si se diseña un producto de chip de 5 nanómetros y se utiliza el mejor software EDA del mundo, el costo se puede controlar en aproximadamente 40 millones de dólares estadounidenses, pero sin el soporte del software EDA, el costo de diseñar un chip de 5 nanómetros puede ser tan alto como 7,7 mil millones de dólares estadounidenses. El dólar estadounidense está cerca de una brecha de unas 200 veces”. La persona responsable de una empresa nacional de software CAD (diseño asistido por ordenador) calculó una cuenta.
En la actualidad, la concentración del mercado global de la industria EDA es relativamente alta. Los tres gigantes de EDA, Synopsys (Synopsys), Cadence (Kedence Electronics) y Mentor Graphics (Mentor International, adquirida por Siemens en Alemania en 2016) ocupan firmemente más del 70% del mercado global. cuota de mercado y puede proporcionar herramientas EDA completas, cubriendo todo el proceso o la mayor parte del proceso de diseño y fabricación de circuitos integrados.
Las tres empresas tienen sus propias características en productos, y el enfoque y las ventajas de la propiedad intelectual (PI) son bastante diferentes. Sus productos tienen una cuota de mercado del 85% en China.La tecnología de proceso de arquitectura GAAFET de 3 nanómetros que Samsung acaba de implementar en junio de este año se completó con la ayuda de Synopsys y Cadence.
Las empresas de segundo nivel están representadas por ANSYS, Silvaco, Aldec Inc, Huada Jiutian, etc. Tienen todo el proceso en campos específicos y tienen tecnología más avanzada en campos locales.Las empresas del tercer escalón incluyen Altium, Concept Engineering, Introduction Electronics, Guangliwei, Sierxin, DownStream Technologies, etc. El diseño de EDA se basa principalmente en herramientas puntuales y faltan productos de proceso completo en campos específicos.
La mayoría de las empresas nacionales de diseño de chips todavía utilizan software industrial EDA importado para diseñar chips. En 1993, Huada Jiutian lanzó el primer software EDA nacional: el sistema Panda ICCAD, que logró un gran avance en EDA nacional de 0 a 1.En 2020, en el mercado EDA de China, en términos de escala de ingresos, Huada Jiutian ocupó el cuarto lugar.
El 29 de julio, Huada Jiutian aterrizó oficialmente en el Growth Enterprise Market, con un aumento del 126% en el primer día de cotización, y su valor de mercado superó los 40 mil millones de yuanes.Huada Jiutian declaró en el prospecto que la mayoría de sus productos EDA de diseño de circuitos digitales pueden admitir el proceso de 5 nanómetros; Gelun Electronics declaró en su informe anual que algunas herramientas pueden soportar los procesos de 7 nanómetros, 5 nanómetros y 3 nanómetros.
Los ingresos de Huada Jiutian en 2021 son de 580 millones de yuanes y los ingresos de Gailun Electronics son de menos de 200 millones de yuanes.Synopsys número uno del mundo tiene unos ingresos de alrededor de 26 mil millones de yuanes y una ganancia de más de 5 mil millones de yuanes.
El Informe de investigación internacional de Tianfeng señaló que la localización es imperativa. Hay alrededor de 40 subsectores en la cadena de herramientas EDA. Los tres gigantes han logrado la cobertura de toda la cadena industrial, mientras que el líder nacional Huada Jiutian tiene actualmente una tasa de cobertura de alrededor del 40%. Otros Los productos de los fabricantes nacionales de EDA son en su mayoría herramientas puntuales.
Según las estadísticas, hay alrededor de 100 empresas de herramientas de diseño en China.EDA se divide en herramientas de diseño de chips analógicos y herramientas de diseño de chips digitales.Algunas empresas nacionales han resuelto todo el proceso de diseño de chips analógicos.Las herramientas de diseño para chips digitales son más difíciles. Alrededor de 120 “herramientas puntuales” participan en el proceso de diseño, y se lleva a cabo investigación y desarrollo en cada herramienta puntual.
Existe la opinión de que para la contención de los Estados Unidos, la única forma de mejorar el nivel del software EDA nacional es mejorar rápidamente el nivel del software EDA nacional, y las empresas nacionales deberían unirse, e incluso Huawei HiSilicon y las universidades nacionales deberían participar. en la formación de alianzas para el desarrollo conjunto.Con la creciente demanda de chips nacionales, la EDA nacional no está exenta de oportunidades en el mercado de compradores.
Hora de publicación: 15 de agosto de 2022