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[问答] 如何看待 8 月 13 日美国商务部发布最终规定「断供 EDA 软件 ...

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王亚中唉 发表于 2022-8-14 00:05:11 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
8月13日消息，美国商务部周五发布最终规定，对设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的EDA软件；金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料；燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧(PGC)等四项技术实施新的出口管制！
相关禁令生效日期为2022年8月15日！
EDA是芯片IC设计中不可或缺的重要部分，是一种广泛使用的技术的高级形式，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。EDA被行业内称为「芯片之母」。
目前，全球的EDA软件主要由Cadence、Synopsys、Mentor等三家美国企业垄断。称霸EDA市场的美国三巨头，牢牢占据了全球超过70%的市场份额，能够提供完整的EDA工具，覆盖集成电路设计与制造全流程或大部分流程。


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标签：美国场效应晶体管涡轮发动机半导体材料8月15日
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沙发
茕穷白兔 发表于 2022-8-14 00:05:56 | 只看该作者
 
这一天不出意外的来了，比预期的还要早
断供的是EDA里面设计GAAFET（三星主导的3nm工艺）所必须的工具软件，但是影响还是巨大的，超过芯片法案
美国商务部周五发布最终规定，对设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的EDA软件
为什么现在国内芯片设计几乎用不到GAAFET，但断供依然影响巨大？需要从芯片设计流程说起
芯片设计与传统制造业研发设计有所不同：
大部分制造业研发设计是源头，然后到工艺，再到制造
芯片设计流程根据当前全球芯片产业链分工及各个分工技术实力、话语权等因素，源头从晶圆厂工艺平台设计开始，晶圆厂先把制程（比如5nm/3nm…）需要的半导体器件和制造工艺设计完成，再把半导体器件的模型通过 PDK 或建立 IP 和标准单元库等方式提供半导体设计企业，设计企业进行集成电路设计，再往下游芯片封装传递

第1张图片

芯片设计制造产业链及工作流程

在来看看GAAFET是什么

半导体最重要的发展规律—摩尔定律，实际是就是登纳德等比例缩小方案，通过不断把器件做小，缩小晶体管沟道尺寸来提高芯片性能，但是摩尔定律在芯片工艺到5nm几乎失效了，因为晶体管技术到极限了，不能再小了
这时三星和台积电都在想办法
三星率先搞出来FinFET“鳍式晶体管”，鳍就是鱼背上的那个竖起来的鳍，用来突破晶体管极限，而GAAFET“环绕栅晶体管”，是FinFET升级版，是业内公认的最靠谱的下一代工艺器件
总结起来就是说，半导体设计的源头是晶圆厂，晶圆厂下一代3nm工艺的半导体器件是GAAFET，半导体设计厂商都要根据GAAFET在EDA工具里进行3nm集成电路设计，然后在去晶圆厂制造，封装厂封装
这一次断供禁了GAAFET，基本上等于断了国内所有半导体设计厂商未来通往3nm工艺制程的路
并且由于3nm制程太过先进，连盗版的灰色空间都没有，国产EDA当前更是没有赶上，这影响还不够大吗？肯定超过芯片法案
如果问我如何应对
只能说，尽量多支持国产EDA吧，弱小不支持，更加长不大
可以看我另外一个回答，详细说明了国产EDA的现状和可能发展路径：
如果美国对中国封锁EDA之类的半导体设计软件，中国该如何应对？
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板凳
同是天涯XX人 发表于 2022-8-14 00:06:14 | 只看该作者
 
美国这次禁了两个方向的东西，一个是GAAFET的EDA软件，一个是第四代半导体用到的材料。
禁掉GAAFET的主要影响是，国内所有设计公司无法继续使用GAAFET的EDA软件。
进而无法继续享受台积电和三星在5nm及以下更先进制程带来的红利效应。
美国的意思是，你中国所有的芯片设计公司以后只能做5nm了，更先进的制程就别想了。
只能说，美国这招直接掐死了中国芯片设计公司追赶美国设计公司的道路。
比什么狗屁芯片法案来的更猛更强，影响更为直接。
尤其是那几家正在折腾芯片的手机公司，很有可能某些重点项目就会跟着难产。几年的努力全部白费，几十亿人民币就这么打了水漂。甚至就会出现比较大的裁员现象。
短期内的影响估计比较大，长期来看还算平稳。
现在国内的大方向是在「延续摩尔」的方向努力补课，包括各种设备各种材料。同时在「超越摩尔」的方向下大力气去整合各路资源，以缓解目前芯片的窘境。
「超越摩尔」里面最火热的就是前两天被爆炒的「chiplet」了。
国内的fab暂时也用不到GAAFET。不如好好把finfet打磨打磨，把chiplet搞好再说。
至于第四代半导体用到的材料嘛，应该是美国感觉到了一些个不自在。毕竟中国第三代半导体的发展已经慢慢赶上美国了。如果不加以限制，万一在第四代半导体方面超越了美国，那美国也是不能忍受的。
不过化合物半导体的应用领域主要还是一些特殊器件，具体影响还是要持续关注的。
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地板
金秋梦短 发表于 2022-8-14 00:06:31 | 只看该作者
 
前排的一些回答了解EDA，但可能不了解GAA。简单来说，用到GAA的都要3nm以下了，也就是说，这个规定会封锁中国做3nm以下芯片的设计。
而要用到3nm的，基本就是手机芯片了，目前国内那家有这个设计能力的，早就被制裁封锁制造了。
所以这项规定可能是为了防止国内积攒先进工艺设计经验，以及可能的借鸡生蛋。
总的来说，影响不大，纯国产先把28nm搞出来吧。
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5#
雷氏 发表于 2022-8-14 00:07:24 | 只看该作者
 
这题我会！

EDA是芯片之母，我们必须要国产化。
现在设计芯片电路图是用一种像写编程这样的语言去写，写好之后用EDA工具去解析，然后生产电路图。
在文章的开头，我们先来了解一下EDA是什么。
EDA是Electronic design automation（电子设计自动化）的缩写，是一个计算机软件。这个计算机软件是用来干什么的呢？是用来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）的。
什么意思？
我来解释一下，比方你想在电脑上写字写文档，那么就会用到office工具中的word工具；比方学建筑的设计师们要画设计图，以前都是手画，后面在电脑上有软件可以画。
同样的，设计芯片，就是要把一个一个的元器件根据一定的逻辑给连接起来，比方一个与门，接着要连接上一个异或门，EDA的一部分功能就是用来给工程师干这个的。就像你在电脑上画图或者搭积木或者玩我的世界的游戏一样。
明白了吗？你先理解成EDA是一套工具，是一套就像微软的office那样的工具。而office是用来给人们办公用的，EDA是用来给设计芯片的工程师们设计芯片用的。
那么，EDA为什么又被称为芯片之母呢？
以前的时候芯片没那么复杂，元器件之间的连线没那么多，工程师们直接徒手就能画出来了，用不着什么辅助工具，但芯片变复杂之后，里面可能就有几千万甚至几亿个逻辑门（比如与门或门非门异或门等等），那连线就很复杂了，不借助工具这件事情根本干不了，随便两三个连线连错了就出大问题了啊。（华为的麒麟9000有153亿个晶体管）


第3张图片

所以才产生了设计芯片的工具，有芯片设计工具的帮助，芯片设计工程师才能设计芯片。
现在的芯片都是很复杂的，没有芯片设计工具，芯片设计根本就搞不了。
要有鸡才有蛋，要有EDA，才能去设计芯片。
所以说EDA是芯片之母。
那我们为什么必须要把EDA给国产化呢？

目前EDA工具主要被国外的三巨头给垄断着，一家是Synopsys（新思科技），一家是Cadence（楷登电子），一家是西门子旗下的Mentor Graphics（已于2021年更名为Siemens EDA）。
其中Synopsys是美国的，Cadence也是美国的，Siemens EDA呢是德国的，这三家公司占有全球EDA市场的85%以上的市场。另外的，我们国内本土的公司占有11%的市场，海外的其他公司占有4%左右的市场。
注意，这还是这几年贸易战环境情况下，我们这边更加重视半导体行业，好些公司发展EDA的结果，我们才拥有了11%的市场。
本来嘛，贸易战一爆发，这个EDA工具只要国内有公司做出来了，那大家一定会很支持的，但是，现在基本上没有做完的，国内的好些公司搞了很多年，只搞出来了EDA里面的一部分小工具。（这个EDA工具是分成很多部分的）
以前，EDA三巨头占有90%以上的市场。
EDA的全球市场额并不大，全球只有120亿美元左右。
市场虽然小，但是极其重要。
美国想制裁哪个公司了，很简单，直接给Synopsys和Cadence说一声就行了，然后不让对方使用EDA工具，给多少钱都不让使用。
2018年贸易战，美国搞中兴的时候就是这样搞的。
我们为什么必须要把EDA给国产化了，如果你是给别人科普，就应该像上面那种回答。如果你是公务员考试面试的，就要稍微的正式一点，文风得改改，要像下面这样回答。
我认为EDA必须国产化的原因有两点。
一是EDA工具本身的属性决定了它必须国产化。EDA是电子设计自动化软件，是用来设计芯片的软件，行业内称为芯片之母。是用来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局，布线、版图、设计规划）等流程的设计软件。
虽然EDA占有的全球市场只有120亿美元左右，但EDA本身极其复杂，是实现我国芯片自主化中重要的一环，没有EDA，就设计不了芯片。因此，实现EDA国产化是实现我国半导体自主化的充分条件。并且在实现EDA国产化的过程中也能为我国半导体行业培养大量的科学家，专家。
二是宏观环境来看，实现EDA自主化是破解以美国为首的西方国家阻碍我们中华民族伟大复兴的一环。
自2018年特朗普上台以来，美国害怕我们的崛起，与我们相背而行，相继对我们发动了贸易战、科技战、金融战以及生物战等，与“全球化”背道而驰，其目的无非是想垄断着高科技行业，再加上美国以往构建的金融体系，继续垄断全球。
中国的崛起，中华民族的伟大复兴，就是对以美国为首的西方国家构建的不公平的旧体系的挑战。科技能够带动全人类的发展，带动全人类进步，任何人任何国家都要发展科技改造社会的权利，而不仅仅是被一些先发展的国家给霸占着、垄断着。然而，从16年的南海对峙，18年的中兴事件，以及之后的孟晚舟事件，制裁华为事件，给中国商品加关税事件等一系列事件来看，美帝国已然放弃了与我们的公平竞争。
对我们的崛起，美帝国在心里上表现出焦虑、嫉妒、着急、害怕、无奈、不甘，在行动上采取围堵、打压、制裁、挑拨离间等巨奸大猾的阴险手段。
今天的社会高速发展，进入信息时代后，芯片成了人们生活工作中的必需品了。生活中，手机需要芯片，车载安防需要芯片，路边监控需要芯片；工作中，电脑需要芯片……所有的信息设备，都是基于一个小小的芯片而展开的生态系统。
芯片的重要可想而知，而作为芯片之母的EDA则更是重中之重了。
以上两点便是EDA必须国产化的原因。
那么，EDA这一套工具实现起来难吗？
答案是非常难！
甚至我可以这么说，一款成熟的EDA软件的开发难度不亚于开发一个操作系统。（只是我个人觉得）
大家可以这么想象一下，你要制造一款芯片，要先在EDA上面设计好，包括仿真，等仿真模拟的各项指标达到预期的时候，再去流片。
所以这其中就有一个很重要的点：怎么保证你在EDA里设计的电路和真实芯片之间的电路的一致性。
有的人可能会觉得我在胡扯，心想生产的时候找着设计的来搞不就行了吗？
是啊，想是这么想的，但实现起来很难。
芯片有模拟芯片还有数字芯片。其中数字芯片就是高电平和低电平，在软件中很好表示，高就用1嘛，低就用0嘛，可在电路中比方电压0到0.3V被当做0，0.3V到6V会被当做1，好，问题来了，你怎么测在0.3附近的数据？
再举个最简单的例子，比方下面这与非门，其中A的输入那条线上出现了一个高电平故障（就是这里出问题了不管你前面输入啥这里都是高电平），那这种情况怎么检测呢？


第4张图片

事实上，如果没有故障，我们给A输入0(低电平)，给B输入1(高电平)，按道理C应该输出1(高电平)；但现在C这里实际的检测结果是0;本来正常情况要A和B都输入1的时候C才会是0，但现在A输入的是0，说明A之后出现问题了，也就能检测出A那里有一个高电平故障。
像上面那个与非门中的A处的高电平故障，我们生成向量01（即给A为0，给B为1）就能对那个点检测。
而实际情况比这个复杂太多，因为我们不知道哪里有故障，所以我们都要假设有故障，然后都要对他们做检测。
这么说吧，上图中那个与门中，ABC三个点每个点都可能发生两种这种永远是高电平或者永远是低电平的故障，加起来就是6种故障，这才是一个最基本的门，想想看，华为的麒麟9000有153亿个晶体管，至少由几百万甚至多的几千万逻辑门组成。
那么，仅仅是这种低电平或者高电平的固定故障就要有几千万个检测。(这种固定故障好检测多了，其他的那种不固定的故障更难检测！估计大部分人都看不懂，本文就不举例了)
现在工业上专门有一个小工具去生成这个检测故障的向量的（你理解成一个一串0和1组成的数据即可），叫做ATPG——Automatic Test Pattern Generation，中文名叫自动向量测试生成。
ATPG只是DFT(Design for Testability可测试性设计)中的一小部分，而DFT只是EDA中的一小部分。
可测试性设计的意思就是设计的时候就要考虑这个电路我要怎么去检测，比如上面的固定故障，就要先假设每个点都会出现这个故障，然后去连接一些线（这个专业术语叫电路插入），这些新加入的连线呢不能影响芯片的正常功能但是又要能检测芯片的故障。本身芯片就很小，正常电路都已经有几百亿上千亿根连线了，然后还要加一些辅助的电路去检测，那又要怎么把芯片做小做到几个纳米呢？所以有些大学教授以及科学家专门研究怎么把那些引脚连线给压缩，这都专门滋生出一个领域了，这些都是很难的问题！本文不再展开。
所以，明白EDA有多难了吧。
而且，上面这个只是EDA中的其中一小部分。
所以说，EDA软件的国产化非常难。
一个东西，它又重要又难实现，那那些提前做出来的就可以随便垄断啊，就可以随便动不动就制裁别人啊。
还记得前段时间的俄乌冲突没，美国带着他的小弟们把俄罗斯所有能制裁的领域都制裁了一个遍啊，别说高端科技领域了，连基本的生活用品都制裁。可想而知，将来如果我们搞湾湾了，美国肯定不会善罢甘休的。
那么，我们国家对这块儿重视吗？
答案是，非常重视！
在2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中，国家规划了16个重大科技专项发展，分别是核心电子器件、高端通用芯片及基础软件，极大规模集成电路制造技术及成套工艺，新一代宽带无线移动通信，高档数控机床与基础制造技术，大型油气田及煤层气开发，大型先进压水堆及高温气冷堆核电站，水体污染控制与治理，转基因生物新品种培育，重大新药创制，艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治，大型飞机，高分辨率对地观测系统，载人航天与探月工程等16个重大专项。


第5张图片

“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”的简称叫“核高基”，“核高基”其中的基础软件就包括操作系统以及EDA软件。国家当时计划的“核高基”专项，中央预算300多亿，加上地方财政以其他资金，加起来预计1000多亿。
如今回想起来，国内的互联网公司，前些年有钱又有人，真应该搞搞操作系统搞搞EDA这些的，再不济，你搞搞其他简单点的工业软件或者办公软件也行啊，天天盯着卖菜的，盯着小学生，吃相真是难看。
不过，很庆幸地告诉大家，国内还是有公司在做这些软件的。
有人盯着人民币，也有人负重前行。
致敬那些干实事的科学家以及工程师们吧！


第6张图片

（全文完）

原文连接：
芯片之母EDA工具必须国产化！谢谢大家喜欢这个回答。
再给大家科普一个知识点，
（1）我们平时说的芯片几纳米几纳米到底指啥？
不是指什么芯片的宽度厚度啦，是指芯片中的最小单位mos管的栅极的宽度。

第7张图片
（2）回答评论区的一个问题，我们平时用的其他办公软件用盗版啥的没事，但是EDA这种软件你用盗版整（而且盗版也超级难盗版！），你设计好芯片了，人家生产芯片的厂商不生产，很坑爹的。
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6#
公元1年 发表于 2022-8-14 00:07:49 | 只看该作者
 
EDA软件是工程师开发产品的设计工具。


  • 这些设计最终将被送往英特尔、台积电或三星等芯片制造商。
所以，EDA软件是将概念转化为现实的重要工具，它影响整个芯片制造链——从规划到测试。


  • 有三种主要的EDA工具——仿真、设计、验证。
  • ① 仿真工具用于在实装之前预测芯片的性能。
  • ② 设计工具与逻辑和物理过程相结合，其中逻辑过程涉及连接和组装电路，物理部分塑造了相互连接的几何空间，以放置电路。
  • ③ 验证工具将根据具体的功率、性能和面积要求，确定晶体管的连接是否正确，设计是否优化。

全球EDA领域高度集中。


  • 三个主要竞争者——Synopsys、西门子和Cadence控制着80%以上的市场。
三巨头的增长与他们的并购战略密不可分，并购的主要目的是收购在利基技术方面具有竞争优势的公司。


  • 迄今为止，这三家公司已经完成了200多宗并购交易。
这些芯片设计软件公司将中国视为重要客户。


  • 根据最近提交给美国证券交易委员会（SEC）的季度文件，Cadence在第二财季的收入中有13%来自中国。
Synopsys披露，同样在第二财季，其17%的收入来自中国。


  • 为了打破西方EDA的垄断，最大限度地减少对美国制造的工具的依赖，我国一直在大力投资本地项目。
不幸的是，对于我们来说，通过并购建立EDA业务的捷径在一定程度上被地缘政治发展所阻碍。


  • 美国将遏制中国获得关键技术的方法比作一场马拉松。
美国要想获胜，要么跑得更快，要么就给中国下绊子。


  • 因此，自主研发仍然是大陆企业建立必要能力的唯一途径。
往好处想，与海外同行相比，中国的EDA行业有一些机会。


  • 一方面是国家力量，它使国家能够集中管理和控制关键项目。
在过去几年中，总部位于中国的EDA公司数量一直在快速增长。


  • 各家公司在横跨整个国内供应链的实体的支持下汇聚了资源。
另一方面，EDA行业与代工行业不同，存在一些结构性的变化：从二十年前的重组到最近将EDA工作负载迁移到云端。


  • 随着游戏规则偶尔的调整，中国或许可以抓住机会。
例如，EDA解决方案供应商Empyrean（华大九天）公司与中芯国际的研发中心合作，开发了定制的EDA工具。


  • Empyrean与客户合作开发了一个用于模拟电路设计的系统。
占据了全球1%的市场份额。


  • Primarius（概伦电子）是另一家引人注目的本土公司。
在2021年12月成为第一家上市的国内EDA公司。


  • 该公司的EDA工具支持3纳米以下的先进工艺节点和各种半导体器件类型，包括FinFET和FD-SOI。
其产品已被台积电、三星和中芯国际等工厂采用。

第13张图片

同花顺
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