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美国“断供EDA,到底怎么回事?
(2024年6月19日更新)

芯片法案结束后,美国再次在先进的工艺芯片领域发挥拳。

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这一次,与断供先进半导体有关EDA”有关。

更准确地说,美国商务部对先进半导体和燃气涡轮发动机的生产技术发布了新禁令。

半导体出口管制包括:

GAAFET必要的结构集成电路EDA软件

以金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料

该禁令将于8月15日生效。

虽然EDA以前有一个限定词GAAFET但芯片之母这个关键词一出来,就立刻在社交媒体上引起了热议。

很多网友表示,虽然这次没有点名中国,但这显然是为了限制与美国竞争的国家和先进工艺半导体技术的发展。

那么这个禁令是怎么回事呢?会有什么影响?

限制芯片工艺设计上限

EDA,即电子设计自动化软件,涵盖逻辑设计、电路系统设计、系统仿真、性能分析PCD一系列芯片设计自动化流程,如版图。

在现代芯片设计过程中,EDA软件是极其重要的一部分。EDA软件,芯片设计是不可能的。

但值得注意的是,美国商务部的禁令是给予的EDA软件增加了限制范围:设计GAAFET结构集成电路所需的(全栅极场效应晶体管)ECAD工具。

这里的ECAD可以简单理解为常说EDA。

所以,什么是GAAFET?

晶体管具有全栅极场效应

商务部原文件中提到,GAAFET(Gate-All-Around FET)芯片工艺突破3nm以下技术节点的关键。

为了解决鳍式场效晶体管的问题,三星于2019年提出了该技术方案(FinFET)结构在5nm以下工艺中遇到的一系列问题。

△FinFET示意图

要说清楚这件事,首先要谈谈半导体中的短沟效应。

简单地说,随着芯片工艺越来越小,半导体中晶体管的长度越来越短。这个缩短并不重要,所有的阈值电压降低和静电控制故障都来了。

这样,芯片的性能就会出现问题。例如,三星手中翻车的骁龙火龙与此有关……

为了解决这个问题,英特尔首先在2011年将鳍场效晶体用于22nm在节点上。通过伸出的鳍(fin),通道接触面积增加,通道内电场控制能力大大提高。

十多年后,FinFET已成为半导体器件的主流结构。

但当芯片制造到5时nm这个节点,FinFET又有点难以忍受。

△图源:copperpodip

因此,2019年,三星推出了一种新的晶体管设计,即全栅极场效晶体管GAA。

在这种结构中,FinFET垂直的鳍被放平,即栅极从三面环绕通道变为四面环绕通道,进一步扩大了接触面积。

三星现在已经准备好3了nm工艺上使用GAAFET。

台积电和英特尔认为3nm制程上,FinFET仍有可为。

但台积电也准备好了2nm制程中引入GAAFET。

英特尔宣布将在这里Intel 5nm(Intel 20A)这个节点,由FinFET转向GAAFET。

简单总结一下,GAA实际上适用于3nm半导体技术及以下工艺。目前常见的芯片工艺,FinFET仍为主流。

EDA软件定位之路

虽然目前的影响范围只涉及一些高端芯片,但美国的出口控制仍在改善国内EDA软件水平敲响了警钟。

目前,全球EDA软件主要由Cadence、Synopsys、Mentor三家美国公司垄断。

他们的产品在中国的市场份额高达85%,也就是说,大多数国内芯片设计公司都使用这些进口产品EDA设计芯片的工业软件。

目前我国自研EDA软件进展如何?

事实上,早在20世纪80年代,由于巴统协议的禁令,中国就无法购买芯片设计所需的最新产品EDA国家动员全国17个单位,200多名专家聚集北京集成电路设计中心开发自己的工具。

最后,1993年,中国第一个拥有自主知识产权的人EDA工具问世。

它的名字叫熊猫,意思是EDA珍贵而稀有。

熊猫获得国家科技进步一等奖,并应用于20家设计公司和研究机构。因为价格只有同类产品的1/10,美国芯片厂商曾经选择过熊猫,在市场上反响不错。

有人认为熊猫的出现让当时的中国EDA工业与国际的差距只有五年。

然而,随着1994年巴统禁令的取消,美国EDA凭借技术成熟、价格便宜、免费赠送、多方合作等优势和策略,三巨头大举进入中国市场,迅速收获国内市场份额。

此外,中国也在推进全球化,国内EDA因此,该行业逐渐失去了市场和政策的双重支持,进入了停滞状态。

没想到这一停,大概十五年了。

直到2008年,国家开始实施核高基础(核心电子设备、高端通用芯片和基础软件产品)的重大科技项目才再次支持国内EDA发展,一批国产EDA从此公司开始纷纷冒头。

目前,中国约有50人 EDA包括华大九天、国微集团、核心愿景、核心华章、广立微、概伦电子、思尔芯、核心、半导等企业,近年来已EDA市场份额从6%提高到11%。

最大的是华大九天,其董事长刘伟平刚刚参与了熊猫的发展。

但是,看看国内EDA行业正在缓慢复苏,但由于起步较晚,国内产业正在缓慢复苏EDA还有很长的路要走。

就拿EDA在工具链方面,三巨头已经实现了40个细分领域的整个产业链覆盖;目前国内最大的华达九天只覆盖40%,而国内其他厂商的产品大多是点工具,不能提供特定领域的全流程产品。

看看国内厂商中唯一能提供模拟电路设计全过程的先进技术。EDA本地企业的工具系统。

其电路模拟工具支持5nm其他模拟电路设计EDA工具支持28nm制程。

思尔芯主要关注数字芯片的前端验证,其相关性EDA产品可支持10nm。

相比之下,国外三巨头已经达到2nm。

……

因此,近年来,国家对EDA例如,在十四五规划和2035年愿景目标纲要中,对EDA攻关被列为集成电路技术之首。

ps.禁令中提到的金刚石和氧化镓是半导体材料领域的超新星,被认为是制备下一代高功率、高频、高温、低功率损耗电子设备最有前途的材料。

赚钱制裁两不错

因为这种控制只对3nm以下的芯RECOM代理影响电影设计,国内大部分厂商还停留在20年nm很多网友表示,短期内问题不大,反而会进一步鞭策国产EDA软件开发。

一些观点尖锐地指出,美国的经营是为了赚钱和制裁。

此外,也有人担心,如果断供不能对中国半导体造成实质性打击,不排除美国继续加码的可能性。

尽管如大多数人所说,尽管EDA但中国芯片行业还有很长的路要走。

现阶段国产EDA就行业而言,有人指出,我们目前面临的最大困难实际上是缺乏市场需求的指导。

由于工业设计软件与市场需求密切相关,只有设计需求的增加才能带来更多的工程反馈,EDA发展可以提高速度。

原美禁令:https://www.bis.doc.gov/index.php/documents/about-bis/newsroom/press-releases/3116-2022-08-12-bis-press-release-wa-2021-1758-technologies-controls-rule/file



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