全球前三EDA停止對華服務,突圍點在哪?
近日,全球前三大EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化的軟件工具)廠商新思科技(Synopsys)、楷登電子(Cadence)、西門子EDA集體暫停了對中國大陸半導體公司的產(chǎn)品支持與升級服務,消息一出,引起了整個芯片行業(yè)的震動。
短期影響-半導體設計環(huán)節(jié)面臨“斷鏈”風險,同時輻射上下游產(chǎn)業(yè)
眾所周知,芯片是半導體技術最核心的產(chǎn)物,對半導體產(chǎn)業(yè)的壟斷其實就是美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)的封鎖。而美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)的封鎖,早已步步升級。從芯片成品到制造設備,再到芯片設計所需的軟件,封鎖鏈條逐漸向上游延伸。此次被點名的三大EDA巨頭——楷登電子、新思科技和西門子EDA,幾乎壟斷了全球80%以上的EDA市場,在中國市場的占有率更是超過了80%。
可以說,新思科技(Synopsys)、楷登電子(Cadence)和西門子EDA集體暫停對中國大陸半導體公司的技術支持與升級服務,是近年來美國對華技術封鎖的又一次升級,其影響不僅限于短期產(chǎn)業(yè)波動,更可能重塑中國半導體產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展路徑。
1、先進制程研發(fā)受阻
芯片制程是半導體技術的核心標尺,從大約1980年左右的CPU使用的微米級技術,發(fā)展到后期的納米級現(xiàn)代制程,制程數(shù)字越小,晶體管密度和性能越高。
而三大EDA巨頭壟斷了全球90%以上的先進制程(5nm/3nm)設計工具,目前中國的芯片產(chǎn)品在成熟制程(14nm/28nm)已經(jīng)具備了國產(chǎn)化能力,但先進制程仍受制于光刻機和EDA工具,此次斷供將直接卡住華為海思、中芯國際等中國企業(yè)的先進芯片研發(fā)。
2、現(xiàn)有項目中斷或設計效率暴跌
EDA斷供中國芯片設計企業(yè)面臨兩個選擇,一是使用“凍結版本”(如永久許可證或訂閱期內(nèi)版本),但在功能上仍有局限性,沒有辦法獲得后續(xù)功能更新,出現(xiàn)故障也只能自己解決;第二條路則是國產(chǎn)替代,其實目前國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了顯著進展,部分環(huán)節(jié)如模擬/數(shù)模混合芯片設計等領域已經(jīng)可以實現(xiàn)替代,但國產(chǎn)EDA目前支持28nm及以上成熟制程較成熟,7nm以下先進制程全流程支持仍在攻關,沒辦法實現(xiàn)替代。
當然,短期來看只是會對中國半導體行業(yè)產(chǎn)生影響,但從長遠來看,該事件產(chǎn)生的連鎖反應會同半導體產(chǎn)業(yè)鏈的傳導,對上下游產(chǎn)業(yè)乃至整個制造業(yè)產(chǎn)生系統(tǒng)性沖擊。
首先是電子制造業(yè)成本會導致上升,若國產(chǎn)EDA效率不足,手機、汽車等行業(yè)可能面臨芯片漲價的問題,進而削弱“中國制造”競爭力;其次是制造廠“無米下鍋”,類似中芯國際、長江存儲等中游企業(yè)若接收不到設計公司合格的GDSII文件(該文件相當于芯片的“施工藍圖”,需EDA生成),產(chǎn)能利用率可能下降30%以上;最后是對下游應用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生連鎖沖擊,例如汽車產(chǎn)業(yè)智能駕駛進程倒退、工業(yè)數(shù)字化轉型降速、國防與航天產(chǎn)業(yè)裝備性能上妥協(xié)等。
所以說,這次全球EDA頭部產(chǎn)品對華停止服務事件,絕對不只是會針對半導體行業(yè)產(chǎn)生影響,而是會通過該產(chǎn)業(yè)擴散至手機、汽車、AI、能源、國防等幾乎所有制造業(yè),在關鍵領域被“卡脖子”,沒有哪個產(chǎn)業(yè)能夠獨善其身!
長期戰(zhàn)略-加速國產(chǎn)替代
過去美國對華技術管制主要集中在設備(如ASML光刻機)和芯片(如華為禁令),而此次EDA工具的直接斷供,標志著制裁已延伸到半導體產(chǎn)業(yè)最上游的設計環(huán)節(jié)。EDA是芯片設計的“空氣和水”,沒有EDA工具,即使是中低端芯片設計也會受阻,更不用說先進制程。且后續(xù)即使新思科技(Synopsys)等企業(yè)未來恢復服務,其工具也可能被植入“后門”或功能限制,如禁止用于軍事、AI芯片設計等,也仍然極大地制約中國芯片相關行業(yè)的發(fā)展進程。
此次EDA斷供事件讓國產(chǎn)EDA替代國外工具的緊迫性急劇上升,甚至成為關乎中國半導體產(chǎn)業(yè)生存與發(fā)展的“生死線”。 這一事件不僅暴露了中國在半導體核心工具鏈上的脆弱性,更凸顯了國產(chǎn)EDA必須從“可選項”加速轉變?yōu)椤氨剡x項”的戰(zhàn)略必要性。
目前國產(chǎn)EDA如華大九天和概倫電子在部分領域具備競爭力,但仍存在較大的差距,如:
時間沉淀:由于國內(nèi)EDA產(chǎn)品起步較晚,和國外產(chǎn)品相比少了約30年的歷史沉淀和積累,與國外巨頭產(chǎn)品在算法效率、工藝庫適配性上相比差距明顯。
生態(tài)壁壘:國際EDA與臺積電、三星等晶圓廠工藝綁定緊密,國產(chǎn)工具難以接入先進制程PDK(工藝設計套件)。
人才短缺:全球頂尖EDA研發(fā)人員集中在美歐,國內(nèi)培養(yǎng)體系尚未成熟。
此次EDA斷供事件是一記警鐘,表明核心技術靠化緣是要不來的。國產(chǎn)替代已不是“要不要做”的問題,而是“必須做成”的生存之戰(zhàn)。且不僅是EDA,其它工業(yè)軟件如CAD、CAE、PLM等軟件的國產(chǎn)替代也同樣緊迫。CAD領域中,中望CAD、浩辰CAD在2D領域已可替代AutoCAD,但在3D高端市場仍落后;CAE領域中,安世亞太(PERA)、中仿智能在部分領域(如結構力學)可用,但多物理場耦合、高精度算法差距顯著;PLM領域則是中小微企業(yè)滲透率較高,如用友PLM、金蝶PLM,但這兩個PLM軟件功能偏向ERP集成,近幾年也涌現(xiàn)了智橙PLM這類定位為云服務的PLM廠商,以小、輕、快和高性價比的特色吸引了諸多中小微企業(yè)的青睞,但在大型企業(yè)的滲透仍舊需要時間。
目前,國外軟件已形成“CAD+CAE+EDA+PLM”的全流程閉環(huán),國產(chǎn)產(chǎn)品想要突圍就需要從全局考慮,實現(xiàn)全鏈條產(chǎn)品的安全可控。盡管挑戰(zhàn)巨大,但歷史經(jīng)驗表明,封鎖往往加速自主創(chuàng)新。國產(chǎn)工業(yè)軟件的突破需要時間,但只要方向正確、資源集中,中國完全有可能在5-10年內(nèi)實現(xiàn)關鍵領域的自主可控。
云服務-封鎖陰云下的一片曙光
在三巨頭封鎖的陰云下,也傳出了一則小道消息——新思科技的服務器已經(jīng)遷到了新加坡,云服務將不受管控。這一消息打開了云服務這片還未實現(xiàn)完全挖掘的領域。
國外工業(yè)軟件技術的領先性不言而喻,而在云服務領域的探索并沒有領先我們太多,且在其它方面也提供了工業(yè)軟件云化的有力底座:
1、政策與基建紅利
華為云、阿里云、騰訊云等國內(nèi)云服務商已構建符合數(shù)據(jù)主權要求的云基礎設施,面對關鍵技術卡脖子的威脅,國內(nèi)企業(yè)也有很多進行了提前規(guī)避, 例如上海臨港芯片設計云園區(qū),就提出了入園企業(yè)使用國產(chǎn)云EDA可獲30%費用補貼的政策,并于2025年后禁用境外EDA云服務;深圳對工業(yè)企業(yè)采購 中望CAD云版、華大九天九天云 等軟件給予50%采購補貼;天水市政府已經(jīng)連續(xù)三年由政府出資購買橙色云智橙云PLM系統(tǒng),支持該市內(nèi)100多戶企業(yè)實現(xiàn)研發(fā)設計場景數(shù)字化轉型。這樣的政策利好給工業(yè)軟件國產(chǎn)化提供了非常好的基礎底座。
2、市場需求量巨大
據(jù)統(tǒng)計,全國大約有3800萬制造業(yè)中小企業(yè),傳統(tǒng)本地化工業(yè)軟件如SolidWorks成本高、部署復雜,而云化工具往往采用訂閱制,最小可以按月付費,可降低使用門檻。例如橙色云智橙云PLM系統(tǒng)年費最低只有千元,對比國外軟件大約上萬美元的永久授權,顯然這種按需付費的高性價比方式更符合中小企業(yè)預算。
3、地緣政治態(tài)勢下國產(chǎn)云化軟件的替代機會
海外工業(yè)軟件對中國實施的技術封鎖和壟斷行為不只有這次的斷供事件,更不僅僅在EDA領域,不過在封鎖的陰云下,也必然會倒逼國產(chǎn)軟件加速成長,例如2019年法國達索迫于美國壓力,宣布停止對中國航空工業(yè)集團提供該公司的CATIA V6版本,該事件就迫使中國企業(yè)轉向國產(chǎn)CAD的懷抱,政府也加大了對CAD軟件的政策力度支持,包括中望、華天等企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入,國產(chǎn)CAD軟件水平得到了顯著提升;2022年Autodesk Fusion 360中國區(qū)用戶無法訪問全球云存儲,設計數(shù)據(jù)強制遷移至本地,導致中小企業(yè)協(xié)同設計效率下降,也因此催生國產(chǎn)云CAD如新迪數(shù)字、中望云CAD逐漸走進大眾視野;更早以前,西門子還將Teamcenter與自身CAD軟件NX進行捆綁銷售,若客戶使用國產(chǎn)CAD,則Teamcenter的功能模塊如BOM管理就會被閹割,企業(yè)被迫同時采購NX+Teamcenter,成本增加了200%以上,面對這一情況,中國通過反壟斷監(jiān)管+國產(chǎn)替代逐步瓦解這一模式,目前,國產(chǎn)PLM如用友、索為已能在汽車、航天等領域?qū)崿F(xiàn)部分替代,部分PLM企業(yè)還深耕了細分領域,如智橙PLM就針對泵閥領域推出了智橙PLM泵閥行業(yè)版,但高端生態(tài)仍需突破。
回歸事件本身,海外工業(yè)軟件的封鎖已從“卡脖子”升級為“絞殺戰(zhàn)”,這一事件短期對中國半導體產(chǎn)業(yè)構成嚴峻挑戰(zhàn),但長期看,它將迫使中國加速突破基礎工具鏈的自主可控。類似華為海思在芯片設計領域快速成長;中望、CAXA等CAD軟件逐漸成熟;智橙等云PLM解決方案嶄露頭角……每一次制裁都在加速國產(chǎn)替代進程,設計類軟件國產(chǎn)化進程可能比預期更快。短期陣痛不可避免,長期看,中國需在開源生態(tài)、云化架構、行業(yè)標準三大戰(zhàn)場打贏技術自立之戰(zhàn)。

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