ایالات متحده عرضه EDA را قطع می کند، آیا شرکت های داخلی می توانند بحران را به فرصت تبدیل کنند؟

روز جمعه (12 اوت) به وقت محلی، دفتر صنعت و امنیت وزارت بازرگانی ایالات متحده (BIS) در ثبت فدرال یک قانون موقت نهایی جدید در مورد محدودیت های صادراتی را که محدود می کند، افشا کرد.طراحی GAAFET (ترانزیستور اثر میدانی کامل).) نرم افزار EDA/ECAD لازم برای مدارهای مجتمع ساختاری.مواد نیمه هادی با گپ فوق العاده گسترده که توسط الماس و اکسید گالیم نشان داده شده است.چهار فناوری مانند احتراق افزایش فشار (PGC) که در موتورهای توربین گازی برای اجرای کنترل‌های جدید صادرات استفاده می‌شود، تاریخ اجرایی ممنوعیت برای امروز (15 اوت).

در میان چهار فناوری، EDA چشم نوازترین است، که توسط بازار به عنوان محدودیت‌های بیشتر در صنعت تراشه چین توسط ایالات متحده پس از «قانون چیپ و علم» تعبیر می‌شود، که مستقیماً بر شرکت‌های داخلی که 3 نانومتر و پیشرفته‌تر طراحی می‌کنند تأثیر می‌گذارد. محصولات تراشهبا این حال، طراحی 3 نانومتری در حال حاضر به ندرت در چین استفاده می شود و تاثیر کوتاه مدت آن محدود است.

علاوه بر فرآیند 3 نانومتری، شارژ سریع 800 ولت ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد

EDA (Electronics Design Automation) اتوماسیون طراحی الکترونیکی است که بخش مهم و ضروری طراحی IC تراشه (مدار مجتمع) است.متعلق به صنعت بالادستی تولید تراشه است و تمامی فرآیندها مانند طراحی مدار مجتمع، سیم کشی، تایید و شبیه سازی را پوشش می دهد.EDA در این صنعت "مادر تراشه ها" نامیده می شود.

گزارش پژوهشی بین المللی Tianfeng اشاره کرد که اگر ساخت تراشه با ساخت یک ساختمان مقایسه شود، طراحی IC یک نقشه طراحی است و نرم افزار EDA یک ابزار طراحی برای نقشه ها است، اما نرم افزار EDA بسیار پیچیده تر از نرم افزار طراحی معماری است.

ECAD (نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر الکترونیکی) دامنه وسیع تری نسبت به EDA دارد و این ممنوعیت به این معنی است که همه نرم افزارهای مرتبط تحت پوشش قرار می گیرند.طبق گفته وزارت بازرگانی ایالات متحده، ECAD دسته ای از ابزارهای نرم افزاری است که برای طراحی، تجزیه و تحلیل، بهینه سازی و تأیید عملکرد مدار مجتمع یا برد مدار چاپی استفاده می شود.برای طراحی مدارهای مجتمع پیچیده در کاربردهای مختلف در صنایع نظامی، هوافضا و دفاعی استفاده می شود.

فناوری ترانزیستور GAAFET در مقایسه با ترانزیستورهای FinFET (ترانزیستورهای اثر میدان باله) فناوری پیشرفته تری است، فناوری FinFET می تواند تا 3 نانومتر برسد، در حالی که GAAFET می تواند به 2 نانومتر برسد.

این سومین کنترل صادراتی است که توسط ایالات متحده علیه چین در زمینه EDA آغاز شده است.اولی در برابر ZTE در سال 2018 و دومی در برابر هواوی در سال 2019 بود.علاوه بر لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلفن‌های همراه و رایانه‌های اپل، تراشه‌هایی که از پیشرفته‌ترین فرآیند تولید موجود در بازار استفاده می‌کنند، همگی تراشه‌هایی با قدرت محاسباتی بالا هستند، مانند پردازنده‌های گرافیکی مورد استفاده برای هوش مصنوعی و تراشه‌های سرور مورد استفاده در مراکز داده و رایانش ابری. .

برخی از طراحان تراشه گفتند که تأثیر کوتاه مدت این اقدام کنترلی محدود است، زیرا طرح های 3 نانومتری به ندرت در چین استفاده می شود.برخی از تراشه‌های هوش مصنوعی و تراشه‌های GPU از 7 نانومتر استفاده می‌کنند، در حالی که تلویزیون‌ها، ست‌تاپ باکس‌ها و تراشه‌های درجه یک خودرو عمدتاً 28 نانومتر هستند.نانومتر یا 16 نانومتر.برخی از ناظران صنعت بر این باورند که ایالات متحده می‌خواهد چین را وادار کند که ابزاری برای طراحی تراشه‌های رده بالای 3 نانومتری و پایین‌تر نداشته باشد و طراحی در 5 نانومتر و تولید در 7 نانومتر گیر کرده است.سپس فاصله چین و آمریکا در محاسبات پرسرعت، هوش مصنوعی و غیره بیشتر خواهد شد.

به نظر یک فرد چیپ، دلیل اصلی سرکوب EDA توسط ایالات متحده، کنترل ظرفیت تولید تراشه های داخلی است.

علاوه بر نرم افزار EDA این بار، دو ماده نیمه هادی نیز درگیر هستند: اکسید گالیوم (Ga2O3) و بسترهای الماس، که هر دو از مواد نیمه هادی باندگپ فوق العاده گسترده هستند.انتظار می رود چنین موادی در شرایط سخت تری مانند ولتاژهای بالاتر یا دماهای بالاتر کار کنند.

این مواد هنوز در حال توسعه هستند و در مقیاس وسیع صنعتی نشده اند و این فناوری عمدتاً در ژاپن و ایالات متحده متمرکز شده است.با این حال، تراشه های ساخته شده از این مواد برای محیط های صنعتی متعدد مانند انرژی های نو، ذخیره انرژی شبکه، ارتباطات و غیره مناسب تر خواهند بود و بنابراین بسیار حساس و مهم می شوند.

با در نظر گرفتن وسایل نقلیه جدید انرژی، در حال حاضر، شرکت های خودروهای انرژی جدید مانند Xiaopeng Motors، BYD، Li Auto و BAIC Jihu قبلاً از فناوری شارژ سریع 800 ولتی استفاده کرده اند و در حدود امسال به تولید انبوه خواهند رسید.دستگاه های قدرت ساخته شده از مواد اکسید گالیوم را می توان در این فناوری های شارژ سریع استفاده کرد.

فرصت "دستیابی به موفقیت" EDA داخلی

اگر یک محصول تراشه 5 نانومتری طراحی کنید و از برترین نرم افزار EDA جهان استفاده کنید، هزینه آن در حدود 40 میلیون دلار آمریکا قابل کنترل است، اما بدون پشتیبانی نرم افزار EDA، هزینه طراحی یک تراشه 5 نانومتری ممکن است به اندازه ای باشد. 7.7 میلیارد دلار آمریکادلار آمریکا نزدیک به 200 برابر شکاف است.مسئول مربوطه یک شرکت نرم افزاری CAD داخلی (طراحی به کمک کامپیوتر) حسابی را محاسبه کرد.

در حال حاضر، تمرکز بازار جهانی صنعت EDA نسبتاً بالا است.سه غول EDA Synopsys (Synopsys)، Cadence (Kedence Electronics) و Mentor Graphics (Mentor International، که توسط زیمنس در آلمان در سال 2016 خریداری شد) بیش از 70٪ از بازار جهانی را به طور قطعی در اختیار دارند.سهم بازار را دارد و می تواند ابزارهای کامل EDA را فراهم کند که کل فرآیند یا بیشتر فرآیند طراحی و ساخت مدارهای مجتمع را پوشش می دهد.

این سه شرکت ویژگی های خاص خود را در محصولات دارند و تمرکز و مزایای IP (مالکیت معنوی) کاملاً متفاوت است.محصولات آنها سهم بازار 85 درصد در چین را دارد.فناوری فرآیند معماری GAAFET 3 نانومتری که سامسونگ به تازگی در ژوئن امسال از آن استفاده کرد، با کمک Synopsys و Cadence تکمیل شد.

شرکت های سطح دوم توسط ANSYS، Silvaco، Aldec Inc، Huada Jiutian و غیره نمایندگی می شوند. آنها کل فرآیند را در زمینه های خاص دارند و در زمینه های محلی در فناوری پیشرفته تر هستند.شرکت‌های رده سوم عبارتند از Altium، Concept Engineering، Introduction Electronics، Guangliwei، Sierxin، DownStream Technologies و غیره. طرح‌بندی EDA عمدتاً مبتنی بر ابزارهای نقطه‌ای است و کمبود محصولات کامل در زمینه‌های خاص وجود دارد.

اکثر شرکت های داخلی طراحی تراشه همچنان از نرم افزارهای صنعتی EDA وارداتی برای طراحی تراشه ها استفاده می کنند.در سال 1993، Huada Jiutian اولین نرم افزار داخلی EDA را منتشر کرد - سیستم Panda ICCAD، که در EDA داخلی از 0 به 1 پیشرفت کرد.در سال 2020، در بازار EDA چین، از نظر مقیاس درآمد، Huada Jiutian در رتبه چهارم قرار گرفت.

در 29 ژوئیه، Huada Jiutian رسماً با افزایش 126 درصدی در روز اول عرضه به بازار شرکت Growth Enterprise وارد شد و ارزش بازار آن از 40 میلیارد یوان فراتر رفت.Huada Jiutian در دفترچه اعلام کرد که اکثر محصولات EDA طراحی مدار دیجیتال آن می توانند فرآیند 5 نانومتری را پشتیبانی کنند.Gelun Electronics در گزارش سالانه خود اعلام کرد که برخی از ابزارها می توانند فرآیندهای 7 نانومتری، 5 نانومتری و 3 نانومتری را پشتیبانی کنند.

درآمد Huada Jiutian در سال 2021 580 میلیون یوان و درآمد Gailun Electronics کمتر از 200 میلیون یوان است.شرکت شماره 1 سینوپسیس در جهان حدود 26 میلیارد یوان درآمد و بیش از 5 میلیارد یوان سود دارد.

گزارش پژوهشی بین المللی Tianfeng اشاره کرد که بومی سازی ضروری است.حدود 40 زیربخش در زنجیره ابزار EDA وجود دارد.این سه غول به پوشش کل زنجیره صنعت دست یافته اند، در حالی که رهبر داخلی Huada Jiutian در حال حاضر دارای نرخ پوشش حدود 40٪ است.سایر محصولات تولید کنندگان داخلی EDA بیشتر ابزارهای نقطه ای هستند.

طبق آمار، حدود 100 شرکت ابزار طراحی در چین وجود دارد.EDA به ابزارهای طراحی تراشه آنالوگ و ابزارهای طراحی تراشه دیجیتال تقسیم می شود.برخی از شرکت های داخلی کل فرآیند طراحی تراشه های آنالوگ را حل کرده اند.ابزار طراحی برای تراشه های دیجیتال دشوارتر است.حدود 120 "ابزار نقطه" در فرآیند طراحی دخیل هستند و تحقیق و توسعه بر روی هر ابزار نقطه انجام می شود.

دیدگاهی وجود دارد که برای مهار ایالات متحده، تنها راه ارتقای سطح نرم افزار داخلی EDA، ارتقای سریع سطح نرم افزار داخلی EDA است و شرکت های داخلی باید متحد شوند و حتی Huawei HiSilicon و دانشگاه های داخلی باید مشارکت کنند. در ایجاد اتحاد برای توسعه مشترک.با افزایش تقاضا برای تراشه های داخلی، EDA داخلی در بازار خریدار بی فرصت نیست.