被美掐脖子 中共砸钱也难推进下代芯片技术

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【大纪元2022年08月17日讯】(大纪元记者宋唐综合报导)8月12日,美国商务部工业和安全局(BIS)宣布,对符合“新兴和基础技术”标准的四项技术建立新的出口管制:氧化镓和金刚石、电子电脑辅助设计(ECAD)、压力增益燃烧(PGC)。

其中最为令人瞩目的是ECAD出口禁令,商务部声明中说:“ECAD软件被军事和航空航天国防工业用于设计复杂的集成电路的各种应用中,GAAFET工艺是扩展到3纳米及以下技术节点的关键。”

商务部负责出口管理的助理部长西娅‧D‧罗兹曼‧肯德勒(Thea D. Rozman Kendler)说,商务部正在保护本次规定中所确定的四项技术,通过多边机制实施管控,防止其被邪恶最终使用。

什么是EDA?

ECAD或称为EDA,即电子设计自动化(Electronic design automation),是芯片设计必不可缺的一个软件工具,涵盖了功能设计、布线、验证等环节。

根据大陆行业报告《2022中国EDA行业概览》,EDA属于集成电路产业链的上游,是芯片生产的第一环,门槛高、难度大,不存在替代品,没有EDA就没有现代芯片产业。

有专家估计,如果设计一款5nm芯片产品,使用EDA软件成本为4,000万美元左右;如果不用EDA,成本可能高达77亿美元。

目前,这个行业市场高度集中,Synopsys(新思科技)、Cadence(铿腾电子)、Mentor Graphics(明导国际,2016年被德国西门子收购),国际三大巨头控制着80%以上的市场。

集成电路晶体管数量每18个月就会增加一倍,不同的制程阶段,有不同的EDA工具,22纳米至5纳米制程,主流工艺架构是FinFET。GAA属于下一代芯片工艺,是2纳米制程以下的主流工艺架构。

美国商务部工业和安全局宣布从8月15日开始,将金刚石、氧化镓两种半导体材料、用于3奈米以下半导体EDA软件、压力增益燃烧技术加入到商业出口管制清单。图为美国商务部长吉娜‧雷蒙多。(Jemal Countess/UPI/Bloomberg via Getty Images)

三大巨头产品都支持的最先进工艺,能达到2nm(纳米),而中国国内华大九天仅一款产品支持5nm,思尔芯的EDA产品仅支持10nm制程,其它仅支持28nm制程,与国际工艺相差甚远。

根据美国科技新闻网站Protocol的信息,在最近提交给美国证券交易委员会的季度文件中,Cadence第二财季有13%的收入来自中国,Synopsys有17%的收入来自中国。但这些文件中并没有说明Cadence或Synopsys的收入中,有多少来自GAA工艺软件。

有分析认为,由于中国公司还在突破5纳米和7纳米制程,美国断供EDA短期之内对中国影响不大。目前,涉及GAA工艺进行芯片生产的,主要是三星和台积电,当这两家公司与中国公司在GAA工艺上进行商业合作,就会受到限制。

限制中共研发下一代芯片技术

美国GAA工艺的EDA出口禁令,主要是限制中共发展下一代芯片技术的能力,同时扩大中国芯片行业与国际之间的差距。

因为最新的GAA工艺EDA软件,一方面能够提高计算能力,一方面能降低能耗,是所有芯片制造商无法绕过的一个门槛,对厂家之间的竞争非常关键,能够扩大台积电或英特尔等厂家的竞争优势。

美国EDA出口禁令在中国大陆引起了广泛讨论,有评论认为:“美国该政策限制就是3nm以下研发设计软件的售卖,不仅从光刻机制造和交付上,也从设计源头上对中国自主芯片设计生产进行封杀。”

战略与国际研究中心(CSIS)的高级顾问威廉‧莱因施(William Reinsch)告诉Protocol说:“(中国)正在谈论的(芯片自主),确实是对美国技术优势的一种直接挑战。我认为拜登想出了应对这种挑战的最好办法是跑得更快,这是方程式中更重要的部分。但在国际政治和经济方面,沿途绊倒他们是可以的。”

一位Nvidia设计专家对《南华早报》表示,“与全球同行相比,中国在EDA软件方面有很大的差距,Synopsys和Cadence已经花了至少30年的时间,建立他们在这个领域的专业知识,中国在短期内赶超的可能性很小。”

这也是美国对中共技术限制的一次重大升级,到目前为止,这些限制主要集中在芯片制造设备上。

比如,不久前设备制造商KLA和Lam Research透漏,已接到美国商务部的通知,美国正在扩大向中国出售能够进行14纳米制造逻辑芯片工具的禁令。

8月9日拜登签署的《2022年芯片和科技法案》(CHIPS and Science Act),芯片公司若获得美国政府补助,未来10年将不能扩大在中国或其它受关注国家的先进芯片生产。

2022年8月9日,总额高达2,800亿美元的《芯片与科学法案》经拜登签署生效,为美国国内半导体行业提供巨额资金的激励措施,并资助科学研究。(Chip Somodevilla/Getty Images)

美国安全和新兴技术中心(CSET)2021年发布的一份《确保半导体供应链的安全》(Securing Semiconductor Supply Chains)报告,报告说:先进的芯片业产业链一直掌握在美国及其少数民主盟友手里,中(共)国历来被排除在外。中(共)国一旦成功制造出最先进的芯片能力,会给美国和国际秩序的安全带来风险,中(共)国可能会以危险和破坏稳定的方式,使用这些技术(如启动军备竞赛)或侵犯人权和民主价值观(如加强监控和其它专制主义友好技术)。

在CSET报告中,详细描述了减缓中(共)国发展先进芯片的“卡脖子点”,报告共设立了3个目标(减缓中共建造芯片厂、减缓中共提高芯片设计能力、控制芯片)和8项措施(控制先进的光刻机、芯片材料、芯片设计EDA、芯片出口等),这些工具可以进行自由组合,确保中(共)国无法建立起能够抗衡西方的本土芯片能力,而美国和民主盟友能够加强这种能力。

中共即便砸钱 也难建立本土芯片产业链

中共在全球范围内从事着不公平竞争和反自由市场行动,以及利用军民融合战略加强军事能力,美国只能依靠国家安全工具来捍卫自身利益。

这些不公平竞争包括:在美国的研发机构中安插代理人,以最低的成本和风险获得早期研究,通过网攻、派遣和招募间谍,全方位对西方国家的技术和商业机密进行盗窃等等。

中国社会科学院的乔海曙(Qiaohai Shu)解释了这一战略背后的逻辑,他写道:“创新是费时、费力、有风险的……但当涉及到技术应用时,超越的机会成本很低,成功的机会很高。”

美国的一系列政策工具,除了遏制中共发展军事能力外,实际上也是在结束这种寄生关系,逼迫中共自主研发,在基础研究方面进行更多的投资。

但先进芯片供应链是世界上最复杂和全球化的供应链,汇集世界各地的资源和人才库来维持创新。将生产先进芯片的整个供应链本土化,对任何国家,包括美国来说都是非常困难和昂贵的。

中共近年来在芯片行业砸下规模以万亿计的资金,但所有投入的钱都打了水漂。图为2021年3月,江苏省南通市一家半导体工厂制作芯片。(STR/AFP)

弗吉尼亚州拉德福德大学助理教授科利尔(Zachary Collier)对CNN表示:“这真的是一个巨大的网络,无论各国如何努力使生产本地化,一定程度的相互依赖是不可避免的,它是全球性的,不管是哪种方式。”

美国及其盟友日本、荷兰、台湾、韩国、英国和德国,在生产这些芯片所需的供应链的几乎每一步都具有竞争优势。但中共反普世价值的共产主义意识形态,使得其不可能与民主国家建立信任关系。

彭博社报导,要想成为半导体的领导者,光有钱是不够的,还要在业内同行之间建立信任,能够自由合作。台积电和三星都没有以独立自主的态度成为领导者,他们严重依赖设备、软件和材料的外国供应商,不是追求技术独立。

报导说,如果中国(中共)的目标是建立自己的实力并将自己与世界隔绝开来,那么它将在生产先进芯片方面失败,但会在国内大肆宣扬芯片已经独立自主。

责任编辑:林妍#

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