华为的突破能否助力中国芯片设计软件公司追赶美国竞争对手？

中国的芯片设计软件行业正在支持华为技术公司雄心勃勃的新架构，旨在生产能够与全球领先产品竞争的芯片，但分析师警告称，国内企业在打破美国竞争对手的市场垄断之前，仍面临陡峭的上升之路。作为主要的中国电子设计自动化（EDA）提供商，华大九天成为了这一新芯片制造方法的最新支持者。该公司最近推出了 Argus，一个用于三维集成电路（3D IC）设计的新物理验证平台，集成在其不断扩展的工具套件中。它将 3D IC 技术描述为实施华为 “Tau Scaling Law” 的 “关键载体”。这一公告是在北京大学的研究人员声称取得突破后发布的，他们展示了一种使用 “真实 3D” 方法的 EDA 工具原型，声称与华为的 LogicFolding 架构兼容。这一里程碑的发布恰好是在华为上个月底推出其 Tau Scaling 框架的前一天。作为摩尔定律的替代方案，Tau Scaling Law 将芯片开发的重点从缩小晶体管转向压缩系统内的信号传输时间。通过将平面电路垂直堆叠成 3D 结构，采用 “LogicFolding” 方法，旨在在不依赖于受美国制裁限制的先进西方光刻设备的情况下，匹配领先芯片的晶体管密度和性能。这一系列发展凸显了中国半导体行业如何迅速适应华为的范式转变。支持这一新架构需要能够处理新的复杂数学模型的专业 EDA 工具，以应对硅行为。然而，关于这些新兴工具是否能够立即整合到商业工作流程中，仍然存在严重疑问。业内人士表示，中国的国内 EDA 工具包在其更广泛的半导体自给自足努力中仍然是一个薄弱环节。“中国能否开发出自己的支持 EDA 设计和仿真工具，对于 Tau Scaling Law 的采用来说是一个非常困难的挑战，” 中国人工智能芯片公司 ListenAI 的市场副总裁韩朝阳表示。他补充道，这样的发展不仅需要华为的突破，还需要国内芯片供应链的协调努力。“传统 EDA 是为 [二维] 平面布线设计的，而 3D 折叠需要多层布局和布线、跨层时序收敛和跨层电源完整性分析，” 中国半导体研究公司 ICwise 在 5 月底的一份研究报告中表示。它补充道，国内和国际研究人员仍在追赶这一领域。ICwise 预计，这一步骤至少需要四到五年的工程实施。尽管如此，分析师认为，主要的国内 EDA 提供商将从华为到 2031 年实现 1.4 纳米等效芯片的雄心目标中受益。国内 EDA 预计将从 “用海外工具填补空白” 转变为 “面向国内流程、架构和系统的协同创新”，华创证券分析师吴明远在 5 月底的一份研究报告中表示。具备流程协作、制造数据闭环系统和客户生态定位能力的供应商预计将首先受益，吴指出，华大九天、Primarius Technologies 和 Semitronix 这三家上市的国内 EDA 提供商是最大的受益者之一。尽管围绕 Tau Scaling 进展的乐观情绪，三家公司仍在美国技术公司 Synopsys、Cadence Design Systems 和 Siemens EDA 的阴影下运作。“中国无法构建具有竞争力的 EDA 工具，因为软件复杂性没有物理上限，” 研究公司 SemiAnalysis 在最近的一份报告中表示，并补充称，中国供应商更可能在为中国成熟节点市场服务时 “稳定在 5 亿到 10 亿美元的收入”。目前，地方工具大多只能处理孤立的方面，但主要障碍是缺乏国内的 “全流程” 数字解决方案。相比之下，Synopsys 和 Cadence 提供端到端的集成生态系统。尽管如此，SemiAnalysis 的数据表明，近年来，国内公司在北京推动芯片自给自足的背景下，获得了更大的全球市场份额。根据 SemiAnalysis 的数据，中国的 EDA 收入从 2018 年到 2024 年增长，其全球市场份额从 0.9% 上升到 5.3%。这三家上市的中国 EDA 供应商在 2024 年共同创造了 3.08 亿美元的收入，占全球市场的约 1.8%。