美国对先进芯片EDA工具等四项技术出口管制，影响几何？｜硅基世界
（图片来源：@视觉中国）
继拜登签署完限制中国半导体的《芯片与科学法案》后，美国再对先进技术实行出口管制。
钛媒体App 8月15日消息，美国商务部工业和安全局（BIS）宣布，从今天（15日）起将金刚石、氧化镓（Ga2O3）两种超宽带隙基板半导体材料，设计GAAFET架构（全栅场效应晶体管）的先进芯片EDA软件工具，以及用于燃气涡轮发动机的压力增益燃烧技术，列入商业管制清单，对这些技术出口进行管控。
上述消息是在上周五（8月12日）晚公布的。美国商务部表示，此次管控的四项新兴和基础技术，使用其都将“显著增加军事潜力”。而列入该清单意味着，这四种技术的出口将需要向美国商务部申请出口许可。如果企业申请出口许可但美国政府不允许的话，上述技术可能无法在全球供应链中进行供应。
负责美国工业和安全事务的商务部副部长艾伦·埃斯特维兹 (Alan Estevez) 表示，科技进步让半导体和引擎等能够更快、更有效率、更加持久，并在更严峻的环境下运行。他说，“这（出口禁令）将可以成为商业和军事领域的游戏规则改变者。”
管控GAA EDA工具对中国芯片 短期影响有限
美国商务部表示，此次计划是基于“瓦森纳协定”成员国于2021年12月的会议决定的。该协定是由美国主导，日本、英国、俄罗斯等41个参与国成立，意在限制常规武器、军民两用物品及技术的转让的组织。
具体到此次出口管控的四项技术中，基于GAAFET架构的芯片设计工具ECAD（EDA）软件主要用于3nm及以下芯片设计；金刚石、氧化镓属于耐高温高电压的化合物（第四代）半导体衬底材料；压力增益燃烧技术可用于火箭和高超音速系统。
上述技术当中，美国对EDA工具实行出口管制引发了行业关注。
EDA通常指，利用电脑辅助设计软件来完成集成电路的功能设计、验证等流程的设计方式，其贯穿近6000亿美元的集成电路（IC）产业设计、制造、封测等各个环节，被誉为“芯片之母”。芯片工程师必须依靠EDA软件工具，才能完成电路设计、版图设计等工作。
EDA软件在芯片产业中不可或缺。2019年5月，美国商务部将华为列入实体清单，导致其无法使用最新5nm的EDA软件设计海思麒麟芯片，让工业软件的自主性愈加受到重视。（详见钛媒体App前文：《国产EDA，到底能不能打破海外三巨头垄断？| 钛媒体深度》）
需要注意的是，本次禁止出口的GAAFET架构EDA软件，目前拥有该技术的芯片制造商只有三星和台积电，正对3nm进行小范围量产。因此，有行业人士表示，美国此次出口管制，限制的是3nm以下的EDA工具，这意味着短期内对中国半导体行业影响有限，长期来看会限制中国推进关键的下一代先进制程技术。
此前钛媒体App在2nm文章中详细介绍了GAAFET架构技术。这一方案由三星在2019年提出，目的就是为了解决FinFET结构在5nm以下制程时遇到的一系列问题。（详见钛媒体App前文：《台积电、三星激战2nm》）
实际上，国内市场长期被海外EDA三巨头统治。以收入规模计，2020年中国EDA市场，美国新思科技（Synopsys）、美国楷登电子（Cadence）和西门子EDA市场份额合计超过77%。国内厂商中，华大九天（301269.SZ）在国内市占率达到5.9%，排在第四，居本土企业首位。
近年来，国内厂商在EDA领域已经取得不小进步。根据华大九天上市招股书披露，其数字电路仿真EDA工具技术支持5nm工艺，其他模拟电路EDA工具支持28nm制程；国产存储EDA厂商概伦电子（688206.SH）接受投资者提问时回应称，在器件建模和电路仿真等部分工具中能够支持7nm/5nm/3nm等先进工艺节点和FinFET、FD-SOI等各类半导体工艺路线；而另一家EDA公司思尔芯主要聚焦数字芯片的前端验证，其相关EDA产品能做到支持10nm。
当前在芯片设计领域，包括展锐、壁仞、阿里平头哥等约3000家中国芯片设计公司，仍依赖于美国EDA软件。其中，展锐的手机芯片采用了EUV 6nm制程，壁仞最新发布的通用GPU(图形处理器）芯片采用7nm工艺，需要用到EDA工具。而华大九天的客户主要是中芯、华虹等，后者最先进的制程是90nm。
云岫资本合伙人兼CTO赵占祥此前对钛媒体App表示，未来国内EDA市场需要发力高端数字大芯片（CPU、GPU等）的EDA工具和部分关键性技术、创新性的EDA软件工具。“目前看国内企业EDA规模较小，但是未来有机会壮大。”
此外，金刚石、氧化镓是新型超宽禁带半导体材料，氧化镓禁带宽度达到了4.9eV，可以在高低温、强辐射等极端环境下保持稳定，抗辐照和抗高温；而其高击穿场强的特性则确保了制备的氧化镓器件可以在超高电压下使用，有利于提高载流子收集效率。
目前，氧化镓技术距离实际应用还有两方面挑战：一是大尺寸高质量单晶的制造，目前仅有日本企业研发出6英寸单晶，但还未实现批量供货；二是氧化镓材料大功率、高效率电子器件还处于实验室阶段的研发，暂时无法大规模实际应用。
最后一种出口管制技术是压力增益燃烧技术（PGC），在陆地和航空航天领域具有广泛的应用潜力，涉及应用包括火箭和高超音速系统等，有潜力把燃气涡轮发动机效率提高10%以上。2020年，美国国家科学院曾把压力增益燃烧等技术列入先进燃气轮机十大优先研究领域。
根据BIS公告，对氧化镓、金刚石以及压力增益燃烧技术的出口管制将自今年8月15日生效，对ECAD软件的出口管制将在自8月15日起60天后生效。
持续出口管制下，中国需深耕成熟工艺
据观察者网，汇业律师事务所高级合伙人杨杰表示，中国现在属于被美国列为国家安全管控的国家之一，只要技术和物项被美国政府列入出口管制目录，大概率就会对中国的出口设置限制，比如美国企业对华出口需要许可证等，这实际上会造成中美在半导体领域里进一步脱钩。未来也不排除美国把更多自身掌握一定优势的新技术和新物项纳入出口管制，从而加强对华打压。
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