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“芯片之母”EDA重要性凸顯!EDA軟件能影響整個半導體行業(yè)?

2022-08-21
來源:Irv123
關鍵詞: 芯片 EDA 半導體

EDA軟件對半導體的限制的影響力有多大?強如三星,其6月剛剛突破的3nm GAA架構制程技術,也是在ANSYS、Synopsys、Cadence等EDA軟件的全力協助下完成的。沒有EDA軟件的配合,突破架構、制程限制難度更大。

據財聯社報道,美國商務部周五發(fā)布一項臨時最終規(guī)定,對設計GAAFET(全柵場效應晶體管)結構集成電路所必須的ECAD軟件;金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導體材料;燃氣渦輪發(fā)動機使用的壓力增益燃燒(PGC)等四項技術實施新的出口管制。

EDA即Electronic Design Automation(電子設計自動化),被譽為“芯片之母”。如果把芯片制造比作建造一座大廈的話,IC設計就是大廈的設計圖紙,EDA軟件就是這張圖紙的設計工具, 只不過EDA軟件比建筑設計軟件的復雜度要高出N個數量級。利用EDA工具,電子設計師可以從概念、算法、協議等開始設計電子系統(tǒng),并可以將電子產品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程,在計算機上自動處理完成。并且是貫穿整個集成電路產業(yè)鏈的戰(zhàn)略基礎支柱之一。 EDA技術可以廣泛應用于電子、通信、航空航天、機械等多個領域。

從國產EDA軟件發(fā)展史來看,從上世紀80、90年代,就不斷地有中國企業(yè)進軍EDA軟件領域,直到1993年,華大九天發(fā)布了國內第一款EDA軟件——熊貓ICCAD系統(tǒng),實現了國產EDA從0到1的突破。

但由于整個芯片產業(yè)鏈的核心技術都被西方國家壟斷,海外EDA軟件巨頭更是直接與芯片設計、制造廠商們直接綁定,導致國外廠商并不采用國產EDA軟件,而國內芯片制造水準依舊停留在14nm水平階段,無法尋求更大的技術突破。如果設計一款5nm芯片產品,使用全球頂尖的EDA軟件,大約成本可以控制在4000萬美元左右,但如果沒有EDA軟件支持,那么設計一款5nm芯片所要消耗的成本可能就要高達77億美元,接近200倍左右的差距。

由于半導體屬高度科技化的產業(yè),從設廠規(guī)劃至量產,須長達數年才能達成。同時半導體須有產業(yè)集群(Industria de clústeres)上下游相關業(yè)者密切合作,美國、韓國、日本、德國及意大利等,正致力于整合半導體產業(yè)價值鏈。理論上,半導體廠可設于全球各地﹔僅能設廠于擁有較低成本水源及用電、鄰近機場,且擁有相應補貼及稅收優(yōu)惠政策的地區(qū)。西班牙或可滿足前述半導體設廠環(huán)境條件,但高科技人才卻有不足,而中國臺灣及中國大陸則擁有前述全部條件。美國是否擁有半導體制造業(yè)產業(yè)所需資源仍待確認,特別是在人才方面,目前美國也在規(guī)劃人才培養(yǎng)以及吸引海外半導體人才前往美國工作。

芯片自給的核心,在于芯片制造及其關鍵設備、尖端材料和核心工藝。中國只有在整個芯片工業(yè)崛起的基礎上才能實現徹底的芯片自給,芯片自由不能只靠點的突破,需要全盤謀劃,全面破局。

中國的晶圓廠快速擴產,同時國內晶圓企業(yè)大規(guī)模扶持國產設備公司,國產設備在國內市占率持續(xù)提升,且部分已經進入國際客戶供應鏈。雖然未來2年需求能否持續(xù)引發(fā)討論,但或許不用過于擔憂:一方面國內設備公司還在不斷拓展新品類獲得新份額,水平提升后有望進入國際產業(yè)鏈,從而獲得更大市場空間。另一方面,當前可能正接近上一輪半導體周期尾聲,未來2年很有可能迎來新一輪半導體景氣周期,屆時有可能又會有新的擴產需求。

中國的半導體很大程度是設備、材料、零部件落后,因此這類公司發(fā)展也關系到未來的命運。這里我們以設備類公司為例,全球半導體設備去年總的市場規(guī)模大約1026億美元,其中中國為296億美元。對照前述“市占率+市占率確定性提升”兩大標準可見,這一邏輯對半導體設備行業(yè)同樣適用。



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