美國對中國企業和機構斷供工具軟件有跡可循。

　　▲7月28日，工作人員在2022全球數字經濟大會展館上介紹運用在交通、金融、能源等領域的人工智能加速芯片及系統。圖/IC photo

文 | 付偉

美國商務部上週五發布最終規定，對設計GAAFET（全柵場效應晶體管）結構集成電路所必須的EDA（電子設計自動化）軟件；金剛石和氧化鎵爲代表的超寬禁帶半導體材料；燃氣渦輪發動機使用的壓力增益燃燒（PGC）等四項技術實施新的出口管制。

相關禁令生效日期爲2022年8月15日。

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爲什麼是GAAFET

EDA被業內稱爲“芯片之母”，而GAAFET技術被認爲是芯片製造工藝向3納米及更先進節點邁進的基礎。

芯片產業可以分爲設計、製造、封裝測試等幾個環節。我國在芯片封裝測試領域具有較強的競爭力，長電科技、通富微電、華天科技分別在全球排名第三名、第五名和第六名，並都實現了5納米產品的工藝和認證。然而，我國芯片製造領域的競爭力較弱，大陸地區最先進的工藝僅爲14納米，與國際芯片巨頭還有較大差距。

相較而言，我國芯片設計整體情況與世界領先水平差距不大。中國有大量的芯片設計企業，其中，華爲海思2018年一度排名全球第五，紫光展銳、寒武紀等企業芯片設計水平也很不俗。

今年，多家廠商在芯片領域均獲得了非常重要的突破。

6月份，三星基於GAAFET技術的3納米制程工藝實現量產，而臺積電在2納米制程工藝中也將引入GAAFET技術。也就是說，未來芯片製程工藝技術與當前主流技術存在本質差異，芯片產業進入到了一個全新的發展階段。GAAFET技術是參與全球芯片產業鏈分工的基礎。

結合美國《2022年芯片與科學法案》阻礙先進製程產能落地中國來看，美國商務部上週五發布的該項措施意在限制中國企業跟進GAAFET技術，最終導致中國大陸芯片設計止步於3納米制程。

▲8月9日，美國華盛頓，美國總統拜登在白宮簽署《芯片和科學法案》並發表講話。圖/IC photo

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美國斷供工具軟件意味着什麼

美國對中國企業和機構斷供工具軟件有跡可循。

此前美國主要針對軍用或軍民兩用的工具軟件和技術進行限制。而隨着2018年中美貿易摩擦加劇，民用領域的工具軟件斷供案例不斷增多。例如：2018年，中興被美國斷供包括EDA在內的多種工具軟件；2019年，華爲海思被美國斷供EDA；2020年，國內部分企業和高校被美國斷供MATLAB；今年年初，大疆被美國斷供Figma設計軟件。

值得注意的是，美國此前並未大規模斷供工具軟件，而主要採取精準打擊的方式，此次斷供也是對特定對象（GAAFET技術）進行限制打擊。

一方面，中美之間具有非常強的經貿聯繫和依存度，廣泛的工具軟件限制必然對全球製造業供應鏈造成衝擊，對美國當前岌岌可危的通脹壓力沒有半點好處；此外，大規模的EDA斷供會加速國產化進程和第三方產品替代，這不是美國希望看到的。

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我國高度重視EDA等基礎性工具軟件

實際上，過去十幾年，我國一直高度重視包括EDA在內的重要基礎性工具軟件。

2008年，《國家科技重大專項（2006-2020）》開始實施，EDA被列入“01專項”（“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件”專項）。《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》也將EDA攻關置於集成電路科技前沿領域攻關的首位。國產EDA得到前所未有的發展。

目前，國內在該領域已經有包括華大九天、概倫電子、國微集團等多家上市公司，國產EDA的市場份額已經超過10%。其中，成立於2009年的華大九天上月剛剛登陸資本市場，募集資金高達34.66億元，總市值超過600億元，其大股東爲中國電子。這既顯示出國家層面對EDA的重視和佈局，也顯示出資本市場對國產EDA的認可。

但是，EDA國產化仍存在諸多挑戰。

一方面，中國EDA企業數量少且在工具鏈覆蓋和先進製程工藝支持方面還存在不足。國內EDA廠商數量僅有20餘家，而EDA工具鏈非常龐雜，涵蓋設計、仿真、驗證、製造等流程，一站式方案供應能力嚴重不足。此外，國產EDA尚無法全面支持3納米及以下製程工藝，僅個別廠商的部分產品可以支持5納米制程工藝。

另一方面，與光刻機等芯片製造關鍵裝備類似，EDA產品的演進也是與其他產業鏈企業協同合作的結果，有賴於產業鏈上下游的支持。處於弱勢地位的國產EDA供應商很難獲得頭部芯片製造企業的最新技術和參數支持，因此也無法大規模開展前瞻技術的佈局。

此外，投入不足和人才匱乏也是長期困擾國產EDA全面發展的重要原因。2020年，Synopsys（新思科技）的研發投入約12.8億美元，華大九天營收約爲4.15億元，研發投入1.8億元，華大九天的營收尚不及Synopsys研發投入的零頭；研發人員方面，Synopsys在全球擁有約1.2萬名研發人員，華大九天有322名研發人員（2021年增加至494人）。

但突破封鎖並非不可能。1993年，面對外部封鎖，我國克服困難組織力量成功研發並商用了“熊貓ICCAD系統”，但是由於當時對工具軟件的認知不足以及特殊的市場背景，熊貓系統如曇花一現迅速沒落。另外，遺憾的是，由於沒有主導國產EDA的產業力量，錯過了一個可以通過兼併方式參與全球EDA整合的契機。

但值得欣慰的是，熊貓系統的研發爲國產EDA奠定了人才基礎，國內頭部EDA供應商華大九天的核心技術團隊部分人員就參與過熊貓系統研發。

這也說明，EDA歸根結底是軟件系統，軟件系統的核心是行業知識（Know-How）和軟件工程師隊伍。當前，我國已經擁有全球最爲龐大的軟件工程師隊伍，只要有持續的投入就會有回報。

▲7月22日，第五屆數字中國建設成果展覽會上，工作人員展示由中國自主研發的人工智能專用芯片。圖/IC photo

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如何破除美國EDA封鎖

我國芯片行業破除美國EDA封鎖有多種策略。

其中人們最容易想到的是以國產化來替代，但是全面的國產化替代不一定就是最優的選擇。我國是全世界唯一擁有聯合國產業分類中所列全部工業門類的國家，但芯片產業的產業鏈很長且技術系統極爲複雜。芯片行業面臨的困局在於難以將所有的原材料、工具軟件、基礎設備、生產線都國產化。

此外，這樣做也意味着我國與全球芯片產業的供應關係、資金流動、技術流動將會被打破，我國將承受鉅額的研發費用和非常高的失敗風險。

另外一種策略是，我國芯片業能夠在某一些EDA核心部件和重要功能方面取得突破，或者成爲主流EDA核心部件的供應商，如果這一步成功了，戰略博弈的天平就會向我們傾斜，當年的熊貓系統即是一個典型。當然，這有賴於EDA的原始創新，而且難度更大，但這種創新意義重大。

一個值得關注的點在於，美國的相關舉措也表明其非常謹慎，此次出臺的出口管制措施以及剛通過的《2022芯片與科學法案》在努力切斷先進的芯片設計和製造產能與中國聯繫的同時，也在極力地避免破壞現有的產業生態，防止對現有產業鏈造成衝擊。因爲，美國自身可能也承受不了這種衝擊。這表明美國角力的重點放在了科技競爭範疇，核心意圖是阻礙中國高科技領域的發展，而非直接阻斷中美之間的經貿聯繫。

回應科技競爭最有力的方式是創新，唯有創新才能夠真正破除技術封鎖。