【芯视野】只针对GAA？ EDA禁售可能带来迄今最大冲击

集微网报道 美国提升出口限制，要将EDA工具列为对华禁售对象，这条新闻在昨日的半导体行业圈中广为传播。

消息源自美国protocol网站的报道“The US is ready to block China’s access to advanced chip design software”，内容是美国准备对用于设计半导体的特定类型EDA工具实施新的出口限制，旨在为了减缓中国制造先进芯片的能力。

没有EDA就没有当代的芯片设计，而美国EDA公司在整个行业中占据了绝对的统治地位，所以消息如果属实，这对国内正在向高端产品过渡的芯片业将带来很大的冲击。不过，这段消息中又只提到了GAA工艺，看似打击面又并不算大。

但是，在仔细解读这段新闻并同行业人士交流之后，我们发现事情本身并不简单。

GAA是否很遥远？

如上图所示，这篇报道的关键在于，“该规则将有效阻止EDA软件的出口，这些软件用于制造大算力芯片所必需的Gate-all-around（环绕栅极，GAA）技术”。

GAA工艺的特点是实现了晶体管栅极对沟道的四面包裹，源极和漏极不再和基底接触，由此突破FinFET不能逾越的技术障碍，使先进工艺向更小的节点前进。

三星公司率先在3nm节点引入GAA工艺。7月25日，据韩国经济新闻报道，三星电子的全球首批3nm芯片产品已经出厂。这批使用GAA工艺的芯片将用于HPC中，三星还计划与主要合作商携手将其扩至移动SoC等多种产品群。

虽然台积电要在2nm工艺才转向GAA，但是三星量产的成功，实质上就将GAA工艺与3nm联系在了一起。禁售与GAA相关的EDA工具，等于在3nm工艺节点给国内芯片设计公司设置了路障。

国内的芯片设计目前已经达到了怎样的水平？按照公开的信息，除比特大陆推出了5nm矿机芯片，阿里平头哥发布了5nm服务器芯片倚天710之外，其他公司的5nm芯片还在规划和研发阶段。

国内云集于AI芯片、网络芯片、CPU/GPU/DPU、矿机ASIC领域的玩家众多，他们对5nm和更先进工艺有着切实的要求。但是5nm芯片的设计难度和高达上亿元的流片费用，也不是任何人随便都可以应对的。更不用说，国内其他芯片公司大多还停留在成熟工艺上。因此，以3nm来设限，似乎对国内行业目前的整体影响并不大。

有GAA专用EDA吗？

3nm也许遥远，但困惑仍然存在，禁用GAA相关的EDA工具是否会波及到所有EDA工具？

使用先进工艺的数字芯片（涉及到算力，AI芯片、CPU/GPU/DPU、矿机ASIC皆属于此类）设计可简单划分为前端设计（逻辑设计）和后端设计（物理设计），两者没有统一严格的界限，一般将涉及到与工艺有关的设计称为后端设计，其中包括了布局布线、寄生参数提取、版图物理验证等步骤，所使用的EDA工具需要和工艺结合紧密。

“对于系统前端的设计和验证影响不大，因为并不直接和工艺打交道”，鹏城实验室研究员，中国科学院大学和浙江大学兼职教授陈春章博士认为，“而数字芯片的后端设计部分，就会针对GAA等先进工艺进行调试，所以这部分EDA工具受到的影响最大，而且最昂贵，最不好做，国内基本上没有公开的解决方案。”

另有业内人士也表示，“（禁售）不会影响到所有EDA工具，因为工艺上的差别，主要体现在device（器件）的层面上，寄生参数抽取部分肯定有影响，OPC可能也有，前端的设计验证影响会比较小。”

不过，业内也有不同的看法，因为当代EDA工具已经贯穿了IC设计的全流程，从仿真、综合到版图，以及后面的工艺制造，形成了密不可分的整体。“GAA只是晶体管的一种实现方法、器件工艺，但是晶体管是用来构成集成电路的，因此所有赋能以GAA为实现的集成电路设计工具都会被涉及，这样前后端的所有工具都会被波及。”一位业内资深人士李程（化名）表示。

随着先进工艺升级的难度不断加大，EDA行业与晶圆代工厂之间就要形成更好的开发协同工作模式。为解决先进工艺技术（涉及更高的晶体管密度和利用率、设计规则和可布线性以及更高的可变性）引起的复杂性，优化型解决方案对于实现新节点成功至关重要。工艺工具和IP要差不多同时和晶圆厂新产线去配合做新工艺研发，设计工具稍晚，但也会在试产早期阶段介入。

当EDA工具与工艺结合度不断提高的时候，就很难划分清哪些是与GAA相关的，哪些又是无关的。因此，全EDA工具被波及的概率还是很大的。

做好最坏打算

要评估EDA禁售的影响，就要看EDA的商业模式。

EDA公司的盈利主要来自软件license的授权。在国内。EDA公司还根据出售的EDA工具的license个数进行收费，而且每个license通常是三年起售，不同的EDA工具单价差异非常大。由于数字后端布局布线工具的复杂度是最高，工作量也是在芯片设计当中是最大的，所以license单价是最贵的。

由于工艺的不断更新，EDA工具也要相应得到更新，假如某公司已经买了未来3年的license，而禁售令突然生效，该公司也很难得到后续的升级版本。

最大的麻烦还不在这里。有业内人士告诉集微网，EDA公司从16nm以后就开始为每一个工艺节点进行升级，“如果你只买了7nm的版本，就得不到5nm、3nm的版本，也不再得到技术支持。”

EDA公司的技术支持对芯片研发至关重要，特别是面对新工艺的情况下。陈春章表示，“有些设计问题，如果出在工具本身，是没办法解决的，如果是设计上碰到的大问题，没有EDA公司的帮助，也很难绕过去。”

即使拥有经验丰富的工程师，想通过使用旧版本的EDA工具来设计新工艺下的芯片，也可能会面临着一种极端的情况。“用户的软件可能都启动不了，因为缺失了新版本中的某些模块。”这位业内人士表示。

因此，对于国内半导体行业来说，切不可因GAA看似遥远而掉以轻心。“既然已经对EDA下手，这就会是一个常态，美国政府随时可以根据需要来下手，因为这次同时还要威慑设备厂商，所以波及范围会很广。”李程最后表示。

据报道，出口禁令可能很快就会到来，在未来几天或几周内，取决于最终细节的制定。对国内芯片业来说，虽然也在意料之中，但还要做最坏的打算。（校对/李映）