美国再次重拳出击！断供EDA芯片设计软件

美国“芯片法案”落地之后，再次对中国芯片产业挥出重拳。

8月12日，美国商务部发布了一项临时最终规则，对设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的EDA（Electronic Design Automation电子设计自动化）软件等技术实施新的出口管制。

该禁令已于8月15日正式生效，这一系列组合拳，意味着美国对中国半导体领域控制的进一步加码，企图将中国国产芯片扼杀在摇篮里。

在半导体行业，如果光刻机被称为“芯片之父”的话，那么“芯片之母”非EDA莫属了。没有这两个至关重要的工具，整个半导体行业都无法运转。

EDA是一种广泛使用的技术高级形式，属于芯片制造的上游产业，涵盖集成电路设计、布线、验证和仿真等所有流程。如果把芯片制造比作建造一座大厦的话，IC设计就是大厦的设计图纸，EDA软件就是这张图纸的设计工具，只不过EDA软件比建筑设计软件的复杂度要高出N个数量级。

60年代-70年代中期，集成电路主要是靠手工完成，因为管子少，线路简单，所以不容易出错。现在一个芯片就集成上亿个晶体管，手工布线还要保证百分百不出错完全不可能，一条线连错了，可能整个产品的功能就因此而改变。因此，这个时候就需要用到EDA了。EDA可以自动生成“芯片内部的逻辑电路”，直接复用独立功能的电路模块的成熟设计，只需完成芯片关键部位的设计即可。

数字版图

EDA除了模块化设计，还有仿真验证，逻辑综合，静态时序分析，版图分析，电路设计，前后仿真等功能，贯穿了整个集成电路产业链，产值虽小但又极其重要。

从市场价值来看，虽然EDA市场规模不足一百亿美金，相对于几千亿美金的集成电路产业来说不值一提，但如果缺少了这个产品，全球所有的芯片设计公司都得停摆。它扮演着推动 5000 亿美元的半导体产业的“灵魂角色”。

芯片EDA工具软件的最大特点是它与芯片代工厂具有高度的绑定关系。

因为我们设计时，是需要代工厂提供数据包的，称之为PDK，包含了诸如晶体管、MOS管、电阻电容等基础器件或反向器、与非门、或非门、锁存器、寄存器等逻辑单元的基本特征信息，这个数据包会不断优化，尤其是验证文件的更新非常频繁，新工艺也会随着各种测试片，量产版的测试反馈，不断地调整器件模型、设计规则、不断迭代，让良率达到最高。同时对EDA软件有绑定及校验的作用，一般只支持当前最新版的工具。

比如华为海思的EDA设计软件虽是永久授权的，但是被停止了更新。内置了5G基带的麒麟990，内部晶体管高达100亿，如果软件不能自动生成，跟手画有什么区别？所以更新的参数很重要。

并且使用盗版软件设计出来的光罩，拿到任何一家芯片代加工厂，没有谁会愿意代工，一次流片试生产动辄数亿元，试错成本相当高昂。

尽管目前影响的范围只涉及部分高端芯片，但美国这次出口管制，仍然给提升国产EDA软件水平敲响了警钟。

从全球EDA市场来看，在2020年的全球EDA市场，美国Synopsys、美国Cadence，以及EDA研发总部在美国的Siemens EDA（2016年Mentor Graphics被德国西门子收购后更名为Siemens EDA）的市场份额分别为32.1%、23.4%、14%，合计占据了全球69.5%的市场。

从国内EDA市场来看，美国三大EDA厂商也占据了主导地位。2020年Synopsys、Cadence和Seimens EDA三巨头合计占领国内约80%的市场份额，国产EDA厂商的份额仅11.5%。

2018-2020我国EDA工具市场竞争格局

据了解，目前国产EDA工具能够提供产业界使用的只能覆盖60%—65%的环节，还有35%-40%的环节存在空白。

除此之外，国产EDA还存在着质量、对先进工艺的支持、客户数据迁移等方面的问题。比如国内很多IC设计公司能够设计7nm、5nm的芯片，但国产EDA工具拿不到先进工艺的参数，工具没办法适配、结合。

总体而言，目前国产EDA厂商都相对比较弱小，而EDA产业涉及的工具链比较长，想要做大做全做强需要国内产业界的共同努力，仅仅一两家厂商很难做到。因此，打通和构建良好的生态环境应该成为所有EDA厂商思考和重视的方向。