本文经AI新媒体量子比特（公众号ID：QbitAI）授权转载，转载请联系出处。芯片法案之后，美国再次对先进制程芯片领域挥出重拳。这一次，与“停止涉及先进半导体的EDA”有关。更准确地说，这次美国商务部发布了一项针对先进半导体和燃气涡轮发动机生产技术的新禁令。其中，与半导体相关的出口管制包括：EDA软件金刚石和氧化镓，是GAAFET结构集成电路所必需的。超宽带隙半导体材料禁令将于8月15日生效。虽然在EDA之前有一个限定词“GAAFET”，但“芯片之母”这个关键词一出，立即在社交媒体上引发热议。不少网友表示，虽然这次没有点名中国，但此举显然是为了限制与美国竞争的国家发展先进制程半导体技术。那么这个禁令是怎么回事？会有什么影响？极限芯片工艺设计上限EDA，即电子设计自动化软件，涵盖了逻辑设计、电路系统设计、系统仿真、性能分析、PCD版图设计等一系列芯片设计自动化流程。可以说，在现代芯片设计过程中，EDA软件是极其重要的一环。没有EDA软件，芯片设计就无从谈起。但值得注意的是，美国商务部的禁令给EDA软件增加了一个限制：设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必需的ECAD工具。这里的ECAD可以简单理解为常说的EDA。那么，什么是GAAFET？全栅场效应晶体管美国商务部的原始文件中提到，GAAFET（Gate-All-AroundFET）是芯片制程中突破3nm及以下技术节点的关键。该技术方案由三星于2019年提出，旨在解决5nm以下鳍式场效应晶体管（FinFET）结构遇到的一系列问题。△FinFET示意图要弄清楚这个事情，首先要说说半导体中的短沟道效应。简单来说，随着芯片制造工艺越来越小，半导体中晶体管的长度也越来越短。这个缩短不要紧，所有的阈值电压降低和静电控制失效的问题都会来。这样一来，芯片的性能就会出现问题。比如三星手上翻车的骁龙火龙就是和这个有关……为了解决这个问题，Intel在2011年的22nm节点上首先使用了鳍式场效应管，突出的“鳍”（fin）增加了接触面沟道面积，大大提高了栅极对沟道内电场的控制能力。在随后的十年间，FinFET成为了半导体器件的主流结构。但是当芯片工艺到了5nm节点，FinFET就有点吃不消了。△来源：copperpodip所以，在2019年，三星推出了全新的晶体管设计——全栅场效应晶体管GAA。在这种结构中，FinFET中的垂直“鳍”被扁平化，即栅极从三边到四边围绕沟道，进一步扩大了接触面积。目前，三星准备在3nm工艺上使用GAAFET。台积电和英特尔认为，在3nm工艺上，FinFET还是很有前途的。不过，台积电也准备在2nm工艺中引入GAAFET。英特尔宣布将在英特尔5纳米（英特尔20A）节点上从FinFET切换到GAAFET。简单概括一下，GAA其实是一种适用于3nm及以下工艺的半导体技术。在目前常见的芯片制造工艺中，FinFET仍是主流。EDA软件国产化之路尽管目前影响范围仅涉及部分高端芯片，但美国的出口管制仍为提高国产EDA软件水平敲响了警钟。目前，全球EDA软件主要被美国三大公司垄断，包括Cadence、Synopsys、Mentor。他们的产品在我国的市场占有率高达85%，这意味着国内大部分芯片设计公司都是使用这些进口的EDA工业软件来设计芯片。那么目前我国自主研发的EDA软件进展如何呢？事实上，早在80年代，由于巴统协议的禁止，中国就买不到芯片设计所需的最新EDA软件。国家调动全国17个单位，200多名专家齐聚北京集成电路设计中心，研发自己的工具。终于在1993年，我国第一款具有自主知识产权的EDA工具问世。它的名字叫“熊猫”，寓意着EDA的珍贵和稀有。“熊猫”获得国家科技进步一等奖，并在20家设计公司和研究机构得到应用。由于价格仅为同类产品的1/10，美国芯片厂商一度选择了“熊猫”。反响很好。有观点认为，“熊猫”的出现，让我国EDA产业与国际产业的差距只有五年。但随着1994年“巴统”禁令的取消，美国三大EDA巨头大举进军中国市场。凭借技术成熟、价格低廉、免费赠送、多方合作等优势和策略，迅速收割国内市场份额。再加上中国也在推动全球化，国内EDA产业逐渐失去市场和政策的双重支持，进入停滞状态。没想到这一停工持续了十五年左右。直到2008年，国家才再次开始实施“核高基”（核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品）重大科技专项，支持国产EDA的发展，而国内一批EDA企业开始陆续涌现。目前国内约有50+家EDA公司，包括华大九天、国微集团、芯视界、新华章、光力微、盖伦电子、思尔芯、芯和半导体等，近年来EDA市场份额从6%上升到11%。其中华大九天规模最大，其董事长刘卫平恰好参与了《熊猫》的开发。上个月，华大九天在创业板上市，市值约177亿元（估值处于较高水平），成为继固伦电子之后A股市场又一EDA股。除了华大九天和开伦电子，国威斯尔信（科创板）和光力威（创业板）也在申请上市的路上。不过，眼看国内EDA产业正在慢慢复苏，由于起步时间较晚，国产EDA还有很长的路要走。以EDA工具链为例。三巨头覆盖全产业链40个细分领域；国产最大的华大九天，目前只覆盖40%，国内其他厂商的产品多为点工具，特定领域还没有全流程产品。从先进技术来看，华大九天是国内厂商中唯一一家能够提供模拟电路设计全流程EDA工具系统的本土企业。其电路仿真工具支持5nm量产工艺，其他模拟电路设计EDA工具支持28nm工艺。思尔芯主要专注于数字芯片的前端验证，相关EDA产品可支持10nm。相比之下，国外巨头已经做到了2nm。……正因如此，近年来国家对EDA的重视程度有增无减。例如，在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中，EDA的研究被列为集成电路技术的重中之重。附言。对于禁令中提到的金刚石和氧化镓，这两者都是半导体材料领域的“超新星”，被认为是制备下一代大功率、高频、高频器件最有希望的材料。温度和低功率损耗的电子设备。“赚钱与制裁双管齐下”由于此次管控只影响到3nm以下的芯片设计，国内厂商大多停留在20nm工艺左右。不少网友表示，短期内问题不大，但会进一步拉动国产EDA软件的发展。发展。恰恰相反，一些观点尖锐地指出，美国的这一操作既是为了赚钱，也是为了制裁。此外，也有意见表示担忧。如果断供未能对中国半导体形成实质性打击，不排除美国继续加价的可能。尽管正如大多数人所说“EDA比光刻机更有前途”，但中国芯片产业还有很长的路要走。对于现阶段的国内EDA产业，有人指出，我们目前面临的最大困难其实是缺乏市场需求引导。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带来更多的工程反馈，才能加速EDA的发展。美国禁令原文：https://www.bis.doc.gov/index.php/documents/about-bis/newsroom/press-releases/3116-2022-08-12-bis-press-release-wa-2??021-1758-technologies-controls-rule/文件
