南極土著：中美芯片攻防戰，已升級到封控“設計入口”

【文/ 南極土著】

5月28日上午開始，手機就被一則行業自媒體“傳西門子EDA暫停對中國大陸支持”的消息刷屏，大家開始相互打聽和議論：是不是傳説中的EDA禁令來了？此後又有一些闢謠的，直到FT晚上第一個發了報道。

FT援引“多位知情人士”的消息報道稱：美國商務部已要求電子設計自動化（EDA）企業，包括Cadence（楷登電子）、Synopsys（新思科技）以及Siemens EDA（西門子EDA），停止向中國提供受控芯片的設計軟件。BIS通過信函形式向這些公司下達了指令。目前尚不清楚是否所有美國EDA公司都收到了該信函。

FT相關報道

目前的真實情況仍不太清晰。路透社的報道稱Synopsys首席執行官Sassine Ghazi在財報後的電話會議上表示，該公司尚未收到BIS的信函。不過從FT報道的方式和顆粒度來看，的確展示了一種不小的可能性：BIS發出“告知函”（is informed letter），要求三家在中國佔據80%市場份額的西方EDA公司配合對EDA進行全面的對華出口管制，並在隨後以《出口管理條例》（EAR）正式規則更新對外發布。

自2022年10月7日拜登政府發動史無前例的對華半導體出口管制以來，外界的關注大多集中在對高性能芯片和製造設備的限制上，但其實這場“芯片戰爭”的真正起點，在更早之前的EDA領域就已打響。

多年來，先進芯片製造是台積電一家獨大，設計所用的EDA工具則是“三足鼎立：基本被三大美國EDA廠商Cadence、Synopsys、Mentor Graphics（後被西門子收購，更名西門子EDA）壟斷。

中國企業購買EDA工具，主要通過與上述廠商簽訂軟件許可協議，獲得一套或多套EDA工具使用權。這些協議通常按照模塊、用户數量和使用期限計費，授權週期以年計。企業購買的是使用權而非所有權，軟件安裝在本地服務器上，但授權密鑰需要定期聯網驗證，確保授權有效。在授權獲得之後，企業需配合安裝、激活，並定期接受廠商提供的更新、維護和支持服務。

2022年以前，美國政府對EDA軟件的管制主要是定點針對具體的企業。2018年，美國禁止中興通訊獲取美國EDA工具，重創其芯片設計業務。2019年，美國又將華為海思列入實體清單，切斷了其與Cadence等美國EDA公司的合作，導致華為一度難以推進芯片設計。這些早期的限制，後來為拜登政府對EDA進一步管制提供了借鑑。

2022年8月15日，BIS發佈臨時最終規則，根據《出口管制改革法》（ECRA）第1758條，首次將EDA軟件正式納入關鍵技術出口管制範圍，針對的是可用於設計GAAFET（環繞柵極晶體管）結構的EDA工具。新規為此類軟件新增了一個ECCN 3D006，並明確基於“國家安全”和“反恐”理由施加管制。

自2022年10月14日起，這類EDA軟件對中國出口被推定拒絕。GAAFET EDA允許芯片設計師通過創建環繞晶體管電流的柵極來更好地控制芯片能量，憑這個創新結構成為唯一能設計 3 納米及以下製程芯片的 EDA。這是美國政府首次針對具有特定能力的EDA、針對中國實施全面限制。

2024年12月2日，BIS再次發佈新規，對EDA軟件的出口管制進一步升級，新設了四個ECCN分類，對多種關鍵EDA軟件進行限制：1）3D993.a：管控用於開發/生產特定半導體制造設備（3B993類設備）的軟件；2）3D993.b：專門針對用於“多重曝光（multipatterning）”技術的電子計算機輔助設計（ECAD）工具，常用於先進製程芯片設計；3）3D993.c：針對計算光刻軟件，用於優化芯片圖形精度和良率；4）3D993.d：限制提升深紫外（DUV）光刻設備效率的軟件。

可以看出，這次管制的重點是製造類EDA，具體來説是能輔助和提升先進芯片製造能力的EDA，設計類EDA還沒有受到很大影響。但新規首次明確將EDA軟件的授權密鑰（license key）納入出口管制，要求其與對應軟件或硬件歸為相同ECCN編碼。這意味着，即便企業已獲得EDA軟件，如無法續約或獲取新密鑰，就可能被迫停用。

本次傳言中的EDA管制，如若確有其事，估計是建立在上述數次EDA管控基礎上的一次更全面、力度更大的限制，但針對應該還是此前已被管制的先進計算芯片，要在設計端卡脖子。拜登下台最後幾天BIS新規對代工和封測的限制，已經顯示了美國政府對國產自研先進計算芯片的日益關注，從流片到設計全面圍堵不令人意外，手法甚至有可能都會一樣。

目前，美系的三大EDA廠家（Mentor Graphics雖被西門子收購，但在美國設有業務實體，並使用大量美國技術，仍受EAR長臂管轄）在中國市場佔據八成的份額。國內自研芯片用的EDA軟件，多是從三家公司買license，IP核（有知識產權的芯片設計模塊）則依賴ARM和Synopsys。目前看，國內先進計算芯片的設計對三大EDA廠家的依賴度仍比較高，國產EDA目前儘管大致能覆蓋全部場景，但有一些領域的確沒有替代工具，且bug偏多，可用性較差。因此，EDA管禁令如果實際落地，對中國的芯片自研設計還是會帶來很多壓力。

資料圖

雖然EDA禁令旨在打擊中國芯片設計能力，但美系三大EDA廠商自身也勢必承受損失。根據Cadence2024年披露的Q3財報，中國單一市場貢獻了其當年全球營收的約13%，接近歐洲、中東非洲和日本等整區域的營收總和。Synopsys據稱2024財年從中國市場獲得接近10億美元收入，佔全年總營收的約16%。對這些企業而言，中國市場不僅體量大，且利潤高，沒了肯定是肉疼。FT報道出來後，Synopsys和Cadence當日美股股價分別大跌9.64%和10.67%，也反映了中國市場對兩家公司的重要性。

根據一些公開報道，從2022年8月美國首次限制GAAFET EDA開始，Cadence 和 Synopsys似乎已推過閹割版/特供中國版：例如，Cadence 推出刪去GAAFET功能的InnovusExport21，原完整版改名為Innovus211，並啓用不同的許可證密鑰系統；Synopsys對其核心工具 Fusion Compiler也據稱開發了面向中國市場的閹割版，以保住部分營收。

值得一提的是，Synopsys去年1月宣佈以約350億美元的現金加股票方式收購美國工程仿真軟件公司Ansys，旨在整合EDA與多物理場仿真能力，構建從芯片到系統的完整設計平台。如果這次併購成功，Synopsys就會坐穩EDA行業頭把交椅的王座。該交易已通過歐盟、英國、日本、韓國等多個司法管轄區的反壟斷審查，但還需要中國國家市場監督管理總局的批准。

美國一些公開的研究和分析曾指出，在美國出口管制下，中國企業可能通過破解獲取EDA軟件，但EDA工具多為複雜的模塊化軟件，涵蓋從RTL設計、邏輯綜合到後端佈線、驗證、版圖抽取等環節，使用過程本身也高度依賴代工廠提供的PDK（工藝設計套件）支持，往往與台積電、中芯國際等Foundry的流程深度綁定，PDK會頻繁更新並校驗許可證，盜版軟件很快就會失效。

也有些報道披露，部分企業試圖通過變通手段繞開限制，比如在新加坡、香港等地設立殼公司，以“第三國客户”身份購買軟件後再轉交國內團隊使用；也有的通過雲服務租用海外服務器，在境外環境中遠程使用EDA工具。這種“迂迴採購”的方式在過去曾被多次報道，但在BIS加強“明知”（knowledge）審查和美國企業合規盡調義務的背景下，相關的風險正在增加。

長期看，美國對EDA加強管制恐怕是個大趨勢，國內終極解法仍在於實現EDA工具的完全國產替代。目前，國產EDA產生了華大九天、概倫電子、廣立微、芯原股份等龍頭企業，國產EDA市場份額據稱已超過20%。此外，國家“EDA創新中心”也已組建完成，並結合政策補貼、高校課題和龍頭企業共研，形成了攻關機制。美國EDA禁令短期是一記重擊，同時也對國產EDA從低端走向突破猛推了一把。

（本文轉載自公眾號“東不壓橋研究院”。）