В пятницу (12 августа) по местному времени Бюро промышленности и безопасности (BIS) Министерства торговли США опубликовало в Федеральном реестре новое временное окончательное правило об экспортных ограничениях, которое ограничиваетконструкция GAAFET (полевой транзистор с полным затвором). ) Программное обеспечение EDA/ECAD, необходимое для структурных интегральных схем; сверхширокозонные полупроводниковые материалы, представленные оксидами алмаза и галлия; четыре технологии, такие как сгорание с усилением давления (PGC), используемые в газотурбинных двигателях для внедрения новых мер экспортного контроля, дата вступления запрета в силу на сегодняшний день (15 августа).
Среди четырех технологий EDA является наиболее привлекательной, что интерпретируется рынком как дальнейшие ограничения китайской индустрии микросхем со стороны США после «Закона о микросхемах и науке», который напрямую затрагивает отечественные компании, разрабатывающие 3-нм и более продвинутые технологии. чиповые продукты.Однако в настоящее время 3-нанометровый дизайн редко используется в Китае, и его краткосрочное влияние ограничено.
В дополнение к 3-нм техпроцессу может быть затронута быстрая зарядка 800 В.
EDA (автоматизация проектирования электроники) — это автоматизация проектирования электроники, которая является незаменимой и важной частью проектирования микросхем (интегральных схем). Он относится к передовой отрасли производства микросхем и охватывает все процессы, такие как проектирование интегральных схем, подключение, проверка и моделирование.EDA называют «матерью чипов» в отрасли.
В отчете о международных исследованиях Tianfeng отмечается, что если сравнивать производство микросхем со строительством здания, то проектирование микросхем — это проектный чертеж, а программное обеспечение EDA — это инструмент проектирования для чертежей, но программное обеспечение EDA намного сложнее, чем программное обеспечение для архитектурного проектирования.
ECAD (программное обеспечение для электронного компьютерного проектирования) имеет более широкую сферу применения, чем EDA, и запрет означает, что распространяется действие всего соответствующего программного обеспечения.По данным Министерства торговли США, ECAD — это класс программных инструментов, используемых для проектирования, анализа, оптимизации и проверки производительности интегральных схем или печатных плат.Используется для проектирования сложных интегральных схем в различных приложениях в военной, аэрокосмической и оборонной промышленности.
Транзисторная технология GAAFET является более продвинутой технологией по сравнению с транзисторами FinFET (полевые транзисторы с плавниками), технология FinFET может достигать 3 нанометров, а GAAFET — 2 нанометра.
Это третий экспортный контроль, инициированный Соединенными Штатами против Китая в сфере EDA.Первый был против ZTE в 2018 году, а второй — против Huawei в 2019 году.Помимо бытовой электроники, такой как мобильные телефоны и компьютеры Apple, все чипы, в которых используется самый передовой производственный процесс на рынке, представляют собой чипы с высокой вычислительной мощностью, такие как графические процессоры, используемые для искусственного интеллекта, и серверные чипы, используемые в центрах обработки данных и облачных вычислениях. .
Некоторые разработчики чипов заявили, что краткосрочное воздействие этой меры контроля ограничено, поскольку 3-нанометровые конструкции редко используются в Китае. Некоторые чипы искусственного интеллекта и чипы графических процессоров используют 7-нанометровый техпроцесс, тогда как телевизоры, телеприставки и чипы автомобильного класса в основном изготавливаются по 28-нм техпроцессу. нанометр или 16 нанометр.Некоторые отраслевые обозреватели полагают, что Соединенные Штаты хотят, чтобы на материковой части Китая не было инструментов для разработки высокопроизводительных чипов размером 3 нанометра и ниже, а дизайн застрял на 5 нанометрах, а производство застряло на 7 нанометрах.Тогда расстояние между Китаем и Соединенными Штатами в области высокоскоростных вычислений, искусственного интеллекта и т. д. увеличится.
По мнению производителя чипов, основная причина, по которой Соединенные Штаты подавляют EDA, заключается в контроле над производственными мощностями отечественных чипов.
В дополнение к программному обеспечению EDA на этот раз также задействованы два полупроводниковых материала: оксид галлия (Ga2O3) и алмазные подложки, оба из которых являются полупроводниковыми материалами со сверхширокозонной зоной.Ожидается, что такие материалы будут работать в более суровых условиях, таких как более высокие напряжения или более высокие температуры.
Эти материалы все еще находятся в разработке и не получили широкого промышленного применения, а технология в основном сосредоточена в Японии и США.Однако чипы, изготовленные из этих материалов, будут более подходящими для различных промышленных сред, таких как новая энергетика, сетевое хранение энергии, связь и т. д., и поэтому станут очень чувствительными и важными.
Если взять в качестве примера транспортные средства на новых источниках энергии, то в настоящее время компании, занимающиеся разработкой новых энергетических транспортных средств, такие как Xiaopeng Motors, BYD, Li Auto и BAIC Jihu, уже внедрили технологию быстрой зарядки 800 В и начнут массовое производство примерно в этом году.В этих технологиях быстрой зарядки можно использовать силовые устройства, изготовленные из материалов оксида галлия.
Возможность «прорыва» в отечественной EDA
«Если вы разрабатываете 5-нанометровый чип и используете лучшее в мире программное обеспечение EDA, стоимость может контролироваться на уровне около 40 миллионов долларов США, но без поддержки программного обеспечения EDA стоимость разработки 5-нанометрового чипа может достигать 7,7 млрд долларов США. Доллар США близок к разрыву примерно в 200 раз». Соответствующее лицо, отвечающее за отечественную компанию-разработчика программного обеспечения САПР (системы автоматизированного проектирования), рассчитало счет.
В настоящее время концентрация отрасли EDA на мировом рынке относительно высока. Три гиганта EDA Synopsys (Synopsys), Cadence (Kedence Electronics) и Mentor Graphics (Mentor International, приобретенная Siemens в Германии в 2016 году) прочно занимают более 70% мирового рынка. долю рынка и может предоставить полные инструменты EDA, охватывающие весь процесс или большую часть процесса проектирования и производства интегральных схем.
Продукты трех компаний имеют свои особенности, а направленность и преимущества интеллектуальной собственности (ИС) совершенно различны. Их продукция занимает 85% рынка Китая.3-нанометровая техпроцессная технология архитектуры GAAFET, которую Samsung разработала только в июне этого года, была реализована при содействии Synopsys и Cadence.
Компании второго уровня представлены ANSYS, Silvaco, Aldec Inc, Huada Jiutian и др. Они владеют всем процессом в конкретных областях и более продвинуты в технологиях в местных областях.К компаниям третьего эшелона относятся Altium, Concept Engineering, Innovation Electronics, Guangliwei, Sierxin, DownStream Technologies и т. д. Компоновка EDA в основном основана на точечных инструментах, и в конкретных областях наблюдается нехватка полноценных продуктов.
Большинство отечественных компаний-разработчиков микросхем по-прежнему используют импортное промышленное программное обеспечение EDA для проектирования микросхем. В 1993 году Хуада Цзютянь выпустила первое отечественное программное обеспечение EDA — систему Panda ICCAD, которая совершила прорыв в отечественном EDA от 0 до 1.В 2020 году на китайском рынке EDA по масштабам выручки Huada Jiutian заняла четвертое место.
29 июля Huada Jiutian официально вышла на рынок растущих предприятий, увеличившись на 126% в первый день листинга, а ее рыночная стоимость превысила 40 миллиардов юаней.Huada Jiutian заявила в проспекте, что большая часть ее продуктов EDA для проектирования цифровых схем может поддерживать 5-нанометровый процесс; Компания Gelun Electronics заявила в своем годовом отчете, что некоторые инструменты могут поддерживать 7-нанометровые, 5-нанометровые и 3-нанометровые процессы.
Выручка Huada Jiutian в 2021 году составит 580 миллионов юаней, а выручка Gailun Electronics — менее 200 миллионов юаней.Компания Synopsys №1 в мире имеет доход около 26 миллиардов юаней и прибыль более 5 миллиардов юаней.
В отчете о международных исследованиях Tianfeng отмечается, что локализация является обязательным условием. В цепочке инструментов EDA имеется около 40 подотраслей. Три гиганта добились охвата всей отраслевой цепочки, в то время как у отечественного лидера Хуада Цзютяня в настоящее время уровень охвата составляет около 40%. Прочее Продукция отечественных производителей ЭДА представляет собой преимущественно точечный инструмент.
По статистике, в Китае насчитывается около 100 компаний, производящих инструменты для проектирования.EDA делится на инструменты проектирования аналоговых микросхем и инструменты проектирования цифровых микросхем.Некоторые отечественные компании решили весь процесс разработки аналоговых чипов.Инструменты проектирования цифровых чипов сложнее. В процессе проектирования задействовано около 120 «точечных инструментов», и по каждому точечному инструменту проводятся исследования и разработки.
Существует мнение, что для сдерживания США единственный способ повысить уровень внутреннего программного обеспечения EDA - это быстро повысить уровень внутреннего программного обеспечения EDA, а отечественные предприятия должны объединиться, и даже Huawei HiSilicon и отечественные университеты должны принять участие. в формировании альянсов для совместного развития.С ростом спроса на отечественные чипы отечественный EDA не лишен возможностей на рынке покупателя.
Время публикации: 15 августа 2022 г.