[Peace & Chips]半导体业界为何像重视设备一样重视软件

by Kim Pyeonghwa

Published 16 Jan.2023 07:00(KST)

Updated 06 Feb.2023 07:45(KST)

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用于半导体设计和制造的“EDA工具”
降低半导体不良率的核心软件
引入AI成趋势…美中霸权竞争新战场

编辑者注被称为现代产业“粮食”的半导体。几乎每天都会听到这个词，但真要自己开口解释，却总是说不清道不明吧？在“Peace & Chips”栏目中，我们会把艰深的半导体概念和整个产业的脉络，变得浅显易懂地“喂到您嘴边”。您只要“端起勺子”即可。

[亚洲经济记者 Kim Pyeonghwa] 要说半导体生产中最重要的一大支柱，那就是设备。再出色的技术，如果没有用来制造半导体芯片的硬件（设备），也就毫无用处。

不过，随着半导体生产不断迈向先进的超精细工艺，还有另一大支柱愈发重要，那就是软件（SW）。

半导体制造，是在以硅材料制成的圆形基板——晶圆上刻画出极其微小的电路图案，从而批量生产出指甲盖大小的半导体芯片的过程。要完成一枚半导体芯片，需要经过数月之久的艰难工序。

在晶圆上生产半导体芯片的场景 / SK海力士提供

如果到了芯片完成时才发现存在设计缺陷，会怎样呢？由于半导体工艺的特点，是一次性同时生产大量芯片，因此报废量会非常大。为完成产品而投入的大量成本也等于打了水漂。

为解决这一问题所使用的软件，就是“电子设计自动化（EDA）工具”。EDA工具通过在半导体制造前进行仿真，帮助判断电路设计及错误并验证问题，是在从半导体设计到生产的全流程中，用来降低不良率的软件。

尤其在当前半导体行业围绕个位数纳米（nm，1nm=十亿分之一米）展开竞争的时间点，EDA工具的重要性更是与日俱增。纳米是半导体电路线宽的单位，1纳米约为成年头发丝粗细的十万分之一，极其微小。

按年度划分的全球 EDA 工具市场规模 / 图片来源 TrendForce 提供

近期，为提升EDA工具性能，将人工智能（AI）技术相结合的趋势也开始显现。根据韩国德勤集团13日发布的报告，今后从明年到2028年，基于AI的EDA工具销售额增速将超过普通EDA工具的2倍。

未来，随着EDA工具的高度化，其重要性预计还将进一步提升。也正因如此，EDA工具已经被拉入美中半导体霸权竞争的主要战场。

美国在去年8月推出出口管制政策，禁止中国使用用于先进工艺的美国产EDA工具。在全球EDA工具市场中，排名前三的企业合计市占率接近80%，而美国掌握了其中两家（Synopsys、Cadence），这使得美国得以施加影响力。

按年度统计的中国EDA工具企业数量 / 图片由KOTRA提供, S2CEDA研究所供图

市场上有观点认为，如果中国半导体行业无法使用美国产EDA工具，长期来看将受到负面影响。中国方面似乎也感受到了危机感，近期通过向使用国产EDA工具的本土半导体企业发放补贴等方式，积极推动国产化。

据美国麻省理工学院（MIT）主办的科技专业杂志《MIT Technology Review》报道，曾在Synopsys和Cadence工作的中国员工，正在本国创办EDA工具初创企业。不过业内评价认为，中国国产EDA工具要在市场上站稳脚跟，仍将面临相当大的困难。

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本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。