美国断供EDA，国内企业能否化危为机

当地时间上周五（8月12日），美国商务部工业和安全局（BIS）在《联邦公报》中披露了一项新增的出口限制临时最终规则，对设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的EDA/ECAD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，禁令生效日期为今天（8月15日）。

4项技术中惹人注目的是EDA，这被市场解读为在《芯片和科学法案》后，美国对中国芯片产业的进一步限制，直接影响国内设计3纳米及更先进芯片产品的企业。但目前国内还很少用到3纳米设计，其短期影响有限。

除了3纳米制程，800V快充或受影响

EDA（Electronics Design Automation）即电子设计自动化，是芯片IC（集成电路）设计中不可或缺的重要部分，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被业内称为“芯片之母”。

天风国际研报指出，如果把芯片制造比作建造一座大厦的话，IC设计是设计图纸，EDA软件是图纸的设计工具，只不过EDA软件比建筑设计软件的复杂度要高很多。

ECAD（电子计算机辅助设计软件）范围比EDA要更大，禁令意味着把相关软件都涵盖其中。美国商务部称，ECAD是一类用于设计、分析、优化和验证集成电路或印制电路板性能的软件工具。在军事、航空航天、国防工业的各种应用中，用于设计复杂的集成电路。

GAAFET晶体管技术是相对于FinFET晶体管（鳍式场效应晶体管）更先进的技术，FinFET技术最多能做到3纳米，而GAAFET可以实现2纳米。

这是美国针对中国在EDA领域发起的第三次出口管制。第一次是2018年针对中兴通讯，第二次是2019年针对华为。目前市场上使用最先进制程的芯片除了苹果手机、电脑等电子消费品，其他都是一些大算力芯片，如用于人工智能的GPU，用在数据中心、云计算中的服务器芯片。

有芯片设计人士表示，这项管制措施的短期影响有限，因为国内还很少用到3纳米设计，部分AI芯片、GPU芯片用的是7纳米，而电视、机顶盒、车规级芯片大多还是28纳米或16纳米。有产业观察家认为，美国是想让中国内地没有工具设计3纳米及以下的高端芯片，设计卡死在5纳米，制造卡死在7纳米。然后拉开中美在高速运算、人工AI等方面的距离。

在一位芯片人士看来，美国之所以打压EDA，核心还是控制国产芯片产能。

此次除了EDA软件外，还涉及两种半导体材料：氧化镓（Ga2O3）和金刚石衬底，两者都属于超宽禁带半导体材料。这类材料有望在更严酷的条件，例如更高的电压或更高的温度下工作。

这些材料还在研发中，并没有大规模产业化，而技术主要集中在日本和美国。但这些材料制造的芯片将更适应新能源、电网储能、通信等多个工业环境，因此也变得非常敏感和重要。

以新能源汽车为例，目前小鹏汽车、比亚迪、理想汽车、北汽极狐等新能源车企，已经布局800V快充技术，陆续在今年前后量产。这些快充技术中可以使用氧化镓材料做的功率器件。

国产EDA“突围”机会

“如果设计一款5纳米芯片产品，使用全球顶尖的EDA软件，大约成本可以控制在4000万美元左右，但如果没有EDA软件支持，设计一款5纳米芯片所要消耗的成本可能就要高达77亿美元，接近200倍左右的差距。”某国内CAD（管理软件计算机辅助设计）软件公司的相关负责人算了一笔账。

目前，EDA行业全球市场集中度较高，EDA三巨头Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）、Mentor Graphics（明导国际，2016年被德国西门子收购）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。

三家公司在产品上各有特色，IP（知识产权）侧重点和优势都有较大的差别，旗下产品在国内的市场占有率达到85%。三星在今年6月刚刚突破的3纳米GAAFET架构制程技术，就是在Synopsys、Cadence等协助下完成的。

第二梯队的公司以ANSYS、Silvaco、Aldec Inc、华大九天等为代表，拥有特定领域全流程，在局部领域技术较为领先。第三梯队的公司包括Altium、Concept Engineering、概论电子、广立微、思尔芯、DownStream Technologies等为代表，在EDA上的布局主要以点工具为主，缺少特定领域全流程产品。

国内大多数芯片设计公司仍在采用进口的EDA工业软件来设计芯片，1993年，华大九天发布了国内第一款EDA软件——熊猫ICCAD系统，实现了国产EDA从0到1的突破。2020年，2020年，在中国EDA市场，以收入规模计，华大九天排在第四。

7月29日，华大九天正式登陆创业板，上市首日涨幅达126%，市值突破400亿元。华大九天在招股书中称，其数字电路设计EDA产品绝大多数可支持5纳米工艺；概伦电子在年报中表示，部分工具中可以支持7纳米、5纳米、3纳米的制程。

华大九天2021年的营收5.8亿元，概伦电子的营收不到2亿元。而全球第一的Synopsys的收入为260亿元人民币左右，利润高达50多亿元。

天风国际研报指出，国产化势在必行，EDA工具链大约有40个细分领域，三巨头目前实现了全产业链覆盖，而国产龙头华大九天目前的覆盖率约40%，其他国产EDA厂商产品多为点工具。

据统计，国内有百家左右的设计工具企业。而EDA分为模拟芯片设计工具和数字芯片设计工具。有国内企业已经解决了模拟芯片的设计全流程。数字芯片的设计工具更难，设计流程中涉及120个左右的“点工具”，分别在各个点工具上进行研发。

有观点认为，对于美国的围堵，只有抓紧提升国产EDA软件的水平，国内企业要联合起来，甚至华为海思、国内高校等都参与进来，组成联盟，共同开发。随着国内芯片需求越来越大，买方市场下国产EDA并非没有机会。