EDA斷供引發(fā)了行業(yè)對于底層技術(shù)的全新思考,對芯片行業(yè)的發(fā)展主次亦有全新認(rèn)知。所得的認(rèn)知其實與我國一直被掣肘的數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)軟件等領(lǐng)域遲遲未有突破的根因不謀而合。
美國商務(wù)部和安全局上周五將四項“新興和基礎(chǔ)技術(shù)”加入管制清單,其中談?wù)摱茸罡叩木褪?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%8A%AF%E7%89%87%E8%AE%BE%E8%AE%A1/">芯片設(shè)計中最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)EDA。美國相關(guān)部門針對“設(shè)計 GAAFET 架構(gòu)(全柵場效應(yīng)晶體管)的先進芯片 EDA 軟件工具”的管制將自2022年8月15日起的60天后正式生效。這無疑為今年本就水深火熱的芯片行業(yè)再添一把火。
群情高漲之下,EDA概念股近日持續(xù)走強。今日,華大九天漲逾12%,概倫電子漲逾11%,廣立微漲逾7%。
這種技術(shù)封鎖的處境讓有些網(wǎng)民聯(lián)想到俄烏戰(zhàn)爭后的俄羅斯,在受到谷歌、蘋果、微軟、甲骨文等軟件巨頭的限制后,俄羅斯盜版軟件網(wǎng)站RuTracker解禁,一時間在全球范圍引起騷動??此莆C與生機共存的場景,能否套用在中國EDA上呢?
吃飽EDA斷供有跡可循,國產(chǎn)替代籌碼幾何?
從2018年起,中興、華為等公司先后被美國列入實體清單,幾家龍頭企業(yè)被美國實施多項禁令,臺積電等廠商將不再為華為等企業(yè)代加工芯片。在斷供時期,曾被評價為“缺芯少魂”的國內(nèi)芯片行業(yè)意識到這個問題并沒有得到根治。由此,為削弱斷供帶來的長期風(fēng)險,大批科技公司投身于芯片研發(fā),我國芯片設(shè)計和代工領(lǐng)域確定了實質(zhì)性的突破。華為海思在芯片設(shè)計領(lǐng)域掌握了全球頂尖5nm芯片設(shè)計工藝,以中芯國際為首的中國芯片代工廠商則突破了14nm工藝制程并投入到量產(chǎn)階段,完成首批芯片訂單的交付工作。
但中國芯片領(lǐng)域的背水一戰(zhàn)并沒有結(jié)束。2020年5月,中信證券點評美國對華為限制升級時提到,過去一年華為在IC設(shè)計端已基本實現(xiàn)自研替代或非美供應(yīng)商切換,而制造端華為仍高度依賴臺積電,且上游半導(dǎo)體設(shè)備、EDA軟件仍被美國廠商壟斷,因而成為美方重點施壓方向。作為世界第一大芯片市場,中國本土的芯片產(chǎn)能并不能覆蓋到市場需求,同時在高端芯片生產(chǎn)方面落后于美國,產(chǎn)業(yè)上下游并沒有全球領(lǐng)先的核心技術(shù)出現(xiàn),這必然會是美國接下來針對的要害。
此次EDA之所以被管制,是因為它可以為整個半導(dǎo)體行業(yè)提供有效的技術(shù)溝通語言和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),貫穿了晶圓制造、集成電路設(shè)計、仿真驗證、加工制造、封裝測試等產(chǎn)業(yè)鏈上下游的所有環(huán)節(jié)。天風(fēng)國際研報曾對EDA做過這樣一個比喻:如果把芯片制造比作建造一座大廈的話,IC設(shè)計就是大廈的設(shè)計圖紙,EDA軟件就是這張圖紙的設(shè)計工具,只不過EDA軟件比建筑設(shè)計軟件的復(fù)雜度要高出N個數(shù)量級。
中國從2008年起關(guān)注國內(nèi)EDA的發(fā)展?fàn)顩r,如今國內(nèi)已有超過50家EDA企業(yè),市場份額近幾年已從6%提升至11%。今年以來,資本市場對于EDA企業(yè)關(guān)注度明顯增高。
融資方面,芯華章獲得數(shù)億元Pre-B+輪融資;芯行紀(jì)完成數(shù)億元A+輪融資;行芯完成超億元B輪融資;九霄智能獲近千萬元天使輪融資;合見工軟Pre-A輪融資超11億人民幣。此外,兩支創(chuàng)業(yè)板次新股走勢也曾引發(fā)熱議。7月29日,華大九天首發(fā)上市,首日收盤暴漲129.43%,上市以來6個交易日累計漲幅達(dá)到82%;8月5日,廣立微登陸創(chuàng)業(yè)板,收盤價較發(fā)行價大漲近156%。
資金到位了,但上述EDA廠商可支持的芯片制程與國外仍存在較大差距。在臺積電等推進2nm的階段,華大九天可支持的最先進制程為5nm,廣立微為4nm,思而芯為10nm。
中金公司曾在研報中指出,全球半導(dǎo)體行業(yè)供需格局正發(fā)生巨變,后摩爾時代的技術(shù)革新挑戰(zhàn)與機遇并存。從產(chǎn)業(yè)鏈視角深度剖析EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)后,中國EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展有望迎來國產(chǎn)化和技術(shù)變革的雙重機遇,成長可期,已在部分全流程或點工具領(lǐng)先的國內(nèi)EDA廠商值得關(guān)注。
軟件卡脖子,靠不得盜版
很多網(wǎng)友根據(jù)美國的出口管制聯(lián)想到了俄羅斯當(dāng)前的處境,在跨國科技公司暫停在俄業(yè)務(wù)時,傳聞俄羅斯對盜版軟件行業(yè)放開了限制,甚至解禁了名為RuTracker的盜版網(wǎng)站。
但目前看來,中俄兩國處境完全不同。首先,俄羅斯鼓勵極客研究軟件和程序的遠(yuǎn)離,Windows XP和各類游戲資源甚至?xí)谎芯砍龆砹_斯版本,這方面的技術(shù)人才儲備并不是短板。但在中國,EDA人才培養(yǎng)體系還需完善,該領(lǐng)域的研發(fā)涉及學(xué)科數(shù)目眾多,開發(fā)人員門檻較高。同時,國內(nèi)高校EDA課程使用的教材和參考書籍、應(yīng)用環(huán)境是以EDA三巨頭的產(chǎn)品為范本的,存在一定的依賴。
其次,雖然軟件行業(yè)卡脖子問題是存在暴力拆解方法的,歷史版本和破解版本市面上總有流傳,但形成自己研究的替代產(chǎn)品是很困難的。Adobe、CAD等工業(yè)軟件盜版管制其實并不嚴(yán)格,但目前國產(chǎn)工業(yè)軟件也并沒有出現(xiàn)他們的替代品,除了技術(shù)壁壘之外,盜版軟件的存在也會消解自研的興趣,拖后技術(shù)突破進展。
最后,芯片EDA工具軟件之所以難以盜版,一個核心原因是它與芯片代工廠具有高度的綁定關(guān)系。據(jù)專家分析,因為我們設(shè)計時,是需要代工廠提供數(shù)據(jù)包的,稱之為PDK,包含了諸如晶體管,MOS管,電阻電容等基礎(chǔ)器件或反向器,與非門,或非門,鎖存器,寄存器等邏輯單元的基本特征信息,這個數(shù)據(jù)包會不斷優(yōu)化,更新頻繁,同時對EDA軟件有綁定及校驗的作用,一般只支持當(dāng)前最新版的工具。
據(jù)北京商報報道,產(chǎn)業(yè)觀察家洪仕斌表示,“美國 EDA 斷供就是想讓中國內(nèi)地沒工具設(shè)計 3nm 及以下的高端芯片,設(shè)計卡死在 5nm,制造卡死在 7nm。然后拉開中美在高速運算、人工 AI 等方面的距離。”也有行業(yè)人士表示,美國此次出口管制,限制的是 3nm 以下的 EDA 工具,這意味著短期內(nèi)對中國半導(dǎo)體行業(yè)影響有限,長期來看會限制中國推進關(guān)鍵的下一代先進制程技術(shù)。
相約2035?
從《芯片和科學(xué)法案》和各項出口限制可以看出,美國的目的是將芯片最核心的技術(shù)完全把握在自己手里。根據(jù)半導(dǎo)體協(xié)會和波士頓咨詢的預(yù)計,美國要試圖建立一條完全自給自足的本地供應(yīng)鏈,必須至少花上1萬億美元的前置投資,也將導(dǎo)致整個半導(dǎo)體行業(yè)每年增加450億至1250億美元的運營成本,才可能改變?nèi)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E4%BE%9B%E5%BA%94%E9%93%BE/">半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的面貌,527億的總補助額度看起來只是杯水車薪。
在EDA軟件領(lǐng)域,中國也已全面展開政策布局。2021年3月,《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要(草案)》提出,聚焦高端芯片、操作系統(tǒng)、人工智能關(guān)鍵算法、傳感器等關(guān)鍵領(lǐng)域。中信證券電子組首席分析師徐濤表示,提升我國高端芯片的話語權(quán),需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游合力。中國要發(fā)展高端芯片,不只是芯片設(shè)計一個環(huán)節(jié),還包括制造、封測、設(shè)備及材料環(huán)節(jié),以及芯片輔助設(shè)計工具(EDA)軟件。
中信證券也在研報中指出,全定制IC設(shè)計覆蓋模擬、射頻、存儲、光電等領(lǐng)域,其EDA工具具備較強拓展性。國內(nèi)EDA龍頭正以模擬電路等領(lǐng)域為起點,加速向射頻、存儲、光電等全定制領(lǐng)域拓展,夯實全定制EDA半壁江山,并進一步拓展數(shù)字IC設(shè)計等領(lǐng)域,看好國產(chǎn)EDA長期發(fā)展機遇。
對于護城河很高且貫穿了整個產(chǎn)業(yè)鏈的EDA產(chǎn)業(yè)來說,與國外三巨頭大肆整合相抗衡的方式,就是以開放的姿態(tài)形成國產(chǎn)芯片領(lǐng)域的有效聯(lián)動,以領(lǐng)域龍頭為引導(dǎo),牽動行業(yè)上下游合作,這對于技術(shù)的發(fā)展和人才的培育都是合作共贏的好事。
芯片上下游的每一步都要走得扎實,一時的寒冬可以度過,不光是2035年,對于前沿技術(shù)領(lǐng)域,每一年都是日新月異的一年。