CSIS報告：美國對華EDA制裁反噬自身？中國如何見招拆招？

導讀

近日，美國戰略與國際研究中心(CSIS）發佈《半導體出口管制雙刃劍-電子設計自動化》，主要聚焦半導體出口管制背景下中國在晶片設計領域的 “去美國化”策略，指出美國憑藉龍頭企業佔據全球晶片設計市場約 70% 份額的優勢實施出口管制，但這把“雙刃劍”既試圖限制中國獲取先進技術，也導致美國晶片設計收入佔比直線下降。

一、電子設計自動化（EDA）在半導體產業的角色及產業格局

（一）EDA在半導體產業的角色

電子設計自動化（EDA）是晶片設計的“基礎設施”，起到連接晶片前端邏輯設計與後端物理製造，並承擔三大功能 — 驗證半導體製造工藝性能、確保晶片設計符合製造規範、監控產後晶片性能，是 7nm 及以下先進製程晶片設計的“必需品”。

（二）EDA的產業格局

全球EDA市場呈現美國企業主導的高度集中格局，Synopsys、Cadence、Siemens EDA 三大美國廠商合計佔據全球約 70% 的市場份額，在中國市場的主導地位雖有鬆動，但 2023 年仍佔據約 80% 的份額，較六年前的 90% 佔比有所下降。

中國EDA產業在政策與資金支援下取得一定進展，2022 年本土企業在國內市場的份額提升至 12.5%（2020 年為 11.5%），2023 年中國 EDA 市場規模達 1.69 億美元（約佔全球 10%）。不過，中國 EDA 產業與國際領先水平仍存在顯著差距：本土工具僅覆蓋約 70% 的 EDA 工具類別，尚未形成完整的全流程平台或工具鏈，在人才、研發投入上也有較大差距，難以與美國企業的技術積累和生態優勢抗衡。

（三）半導體智慧財產權(SIP)

半導體智慧財產權(SIP)指預設計、預驗證的晶片元件（IP 核），分為兩類：

——硬 IP：物理設計文件、程式碼塊（如記憶體控製器、模擬 IP），可直接用於製造；

——軟 IP：製造 / 維運階段文件（如使用者手冊、軟體日誌），需 “硬化” 為物理佈局後使用（如數位電路的暫存器傳輸級設計）。

SIP的核心價值在於幫助設計企業縮短研發周期、降低複雜元素整合風險，同時讓企業聚焦差異化創新。全球 SIP 市場呈現美英企業主導格局，中國 SIP 產業雖在快速發展，且在芯粒（Chiplet）技術等領域積極佈局以降低對先進製程的依賴，但整體仍落後於國際領先水平，高端 IP（如先進 AI 加速器、高性能處理器核）仍依賴進口，尤其在IP 質量穩定性、與國際 EDA 工具及代工廠工藝的相容性上存在差距。

下圖為2024年半導體IP市場份額。

二、美國對中國在晶片設計域的制裁和影響

（一）美國對中國在電子設計自動化領域的制裁

美國對中國在晶片設計領域的制裁可以簡要總結為以下幾個關鍵節點：

2022 年 8 月：在瓦森納安排框架下，美國協調 41 國實施多邊管制，限制可開發 3nm 以下 GAAFET 技術（指一種常用於高端晶片封裝製造的銜接電晶體結構）的 EDA 工具出口。

2022 年 10 月：拜登政府擴大制裁，限制美國企業向中國出口用於製造 14nm 以下晶片的半導體製造裝置（SME）。

2023 年 10 月：BIS 修訂規則封堵漏洞，將輝達為中國定製的 A800/H800 晶片納入管制，新增 43 個關聯國家管制以防止技術轉移，擴大實體清單並細化 “資料中心用晶片” 限制。

2024 年 9 月：新增 GAAFET、量子計算等技術管制，設 18 個新 ECCN 編碼，同時設 2 項 GAAFET 許可平衡供應鏈。

2024 年 12 月：強化管控，新增 140 家實體（136 家中國企業）至清單，強化規則針對華為關聯方。

（二）制裁中國對美國的影響

制裁中國除了降低了美國企業在華的市場份額外，還在無形中影響了美國從全球吸納半導體領域的頂尖人才。根據半導體行業協會（SIA）與牛津經濟學 2023 年報告，預計到 2030 年，美國半導體行業將面臨 6.7 萬名半導體技術人才（含技術員、電腦科學家、工程師）短缺，若擴展至整個美國經濟，相關人才缺口將達 140 萬。

然而，美國針對半導體技術出口的 “推定拒絕” 許可政策，對來自中國等 “受關注國家”（Countries of concern） 的人才申請技術轉移許可時，默認傾向於拒絕審批。這一政策直接導致美國半導體企業在招聘全球高端人才（尤其是具備豐富晶片設計經驗的中國籍 STEM 人才）時面臨阻礙 。

三、中國公司規避出口管制的措施

報告隨後總結了中國公司在晶片設計領域規避出口管制的方式，包括但不限於以下幾種方式：

（一）利用存量許可與技術支援空窗期

在 2022 年美國針對 3nm 以下 GAAFET 技術 EDA 工具實施制裁前，中國頭部晶片設計企業已通過長期合作，從美國 EDA “三巨頭”（Synopsys、Cadence、Siemens EDA）獲取了長期有效（部分達 10 年）的 EDA 軟體使用許可。這類許可覆蓋當時主流及部分先進製程的設計工具，核心目標是確保晶片設計的連續性。

制裁生效後，中國企業雖無法獲得美國 EDA 工具的軟體更新（如針對 5nm 以下製程的功能迭代）和技術支援（如設計故障排查、與代工廠工藝適配指導），但已獲取的存量許可仍能正常啟動使用，成為維持晶片設計的 “生命線”。

然而，利用存量許可與技術支援空窗期”是中國企業應對制裁的 “短期緩衝策略”，雖保障了基本設計能力，但也倒逼企業加速本土 EDA 工具研發，以突破長期技術依賴。

（二） 聚焦非管制技術路徑

芯粒技術是中國企業重點佈局的非管制路徑，其本質是將傳統單塊 “系統級晶片（SoC）” 拆解為多個功能獨立的 “小晶片（芯粒）”，通過先進封裝技術（如 2.5D/3D 封裝）將不同製程、不同功能的芯粒整合，形成性能接近先進製程晶片的系統。

這種技術路徑的關鍵優勢在於：無需依賴 5nm 以下先進製程及配套管制 EDA 工具 —— 芯粒可採用 28nm、14nm 等成熟製程（美國對 14nm 以上成熟製程裝置 / 工具管制較寬鬆）生產，單個芯粒設計難度低、所需 EDA 工具多為非管制類型，通過整合多個成熟製程芯粒，即可實現高端晶片的功能需求（如 AI 計算、高性能儲存），從技術源頭繞開對管制先進製程的依賴。

（三）依託政府支援強化本土替代

中國政府的“十四五”規劃將 EDA 列為半導體領域“卡脖子”技術，2022年成立國家EDA技術創新中心，整合企業、高校資源協同攻關。

資金上，半導體大基金三期 2024 年募集超 475 億美元，專項扶持華大九天等本土 EDA 企業，僅華大九天就獲多輪資金注入以推進工具研發。

在市場培育上，政府通過政策引導國內晶片設計企業優先採用本土 EDA 工具，2022年中國本土 EDA 企業市場份額升至 12.5%（2018 年僅 6.24%）。同時，政府推動本土EDA企業與中芯國際等代工廠合作，加速工具與成熟製程（28nm/14nm）工藝適配，逐步實現部分環節替代，為全流程工具鏈突破奠定基礎。 (稻香湖下午茶)