揭秘将成为中美芯片战争下一战线的工业软件
8月1日，美国对电动汽车电池、计算机芯片和医疗产品在内的一系列中国进口商品关税大幅上调正式生效。
中美贸易战再一次升级，这一次明显从芯片战役扩大到了新能源汽车、锂电池、太阳能等外贸“新三样”，而且再一次深化了对芯片相关技术的封锁，甚至在光刻机、EDA的前提下进一步延伸到半导体封装业务、RISC-V、零部件关税等领域，以及CAD、CAE、CAT、CAM等关键环节的设计研发工业软件。
一、不断收紧的光刻机遏制战略
今年年初，美国遏制我国半导体产业战略的一个关键牵制再次收紧——荷兰光刻机巨头ASML宣布，荷兰政府撤销了部分芯片制造设备向中国大陆出口的许可，受影响的设备型号为NXT:2050i和NXT:2100i光刻机。
可见，2019年开始针对EUV的封锁更多是“威慑”，而这批DUV设备的封锁无疑带来了更直接的影响——40nm以下晶圆制造，包括成熟工艺和一些先进工艺，也受到了“扼杀”。
即使是如此层层加码的环境下，搭载麒麟9000S的华为旗舰Mate 60亮相，说明了国内晶圆代工行业还是有效掌握了量产等效7nm工艺芯片的产能，而且从市场供给表现来看，这些先进工艺芯片的产能仍在攀升。
更重要的是在战略层面，对先进光刻系统的禁止将推动我国上下游产业链的集体“去美国化”。如此，我国芯片制造业将不得不“回溯”每一个工艺节点和产业环节，从而产生较高的经济成本和时间成本。
二、42个国家联合禁止出口EDA
相比70年代的芯片上数千个晶体管，现在的芯片上晶体管的数量已超过一千亿个，手动设计是无法完成的任务。因此，电子设计自动化（EDA）软件应运而生，帮助电子工程师设计和开发越来越复杂芯片的工具。
虽然2021年的EDA市场价值仅为100亿美元左右，仅占5950亿美元半导体市场的一小部分，但它对整个供应链具有独特的重要性。除了芯片设计公司，芯片制造商也非常依赖它，来验证设计在生产前的可行性。
几十年来，EDA市场一直被美国三大巨头垄断——Cadence、Synopsys和 Mentor Graphics（已被西门子收购）。基于此强大筹码，美国商务部对这些EDA工具实施多边出口管制，禁止中国和其他150多个国家（所有非美国传统盟友的国家）在未获得特别许可的情况下使用这些工具。
在这样的背景下，华大九天出现在我们视野。作为我国最早从事EDA研发的企业之一，其拥有国内唯一模拟电路设计全流程EDA工具系统，在EDA工具软件领域居本土企业首位，2020年国内市场份额约为5%。
紧随华大九天其后的X-Epic、全芯智造、芯华章、国微集团等公司，依靠Cadence 或 Synopsys的从业经验，拥有更多的国际经验和更少的历史负担，可能更有能力挑战现状，如果把他们融合形成完整的设计流程，很有可能挽回EDA软件国产替代率低的局面。
三、正在密谋制裁的半导体产业细分业务
1. 提高零部件关税
根据8月1日调整的一系列关税，中国电动汽车面临102.5% 的关税，锂电池的税率增加近4倍，达到25%，太阳能电池进口关税也翻了一番，达到50%。另外，某些钢铁和铝产品的关税升至25%，是目前水平的三倍多。
据悉，芯片的关税也将于2025年生效。随着我国晶圆厂加大产能，美国正试图劝阻企业从中国采购更便宜的成熟节点半导体，并且对来自中国的半导体征收关税从25%提高到50%。
2. 争夺半导体封装业务
封装（将芯片封装在既能保护芯片又能将其连接到电子设备的材料中）是半导体行业创新的新支柱，它将彻底改变整个行业。尤其是对于尚未拥有最先进能力的中国产业来说，封装是实现更高性能的有效方式，也是弥补差距的最佳途径。
由于目前的半导体封装工艺只是该行业的事后业务，主要外包给亚洲。据美国半导体行业协会公开数据，我国在组装、测试和封装市场份额为38%，而美国仅占全球封装产能的3%。
由始以来，美国一直采取双管齐下的策略来限制我国的高科技进步：一方面限制我们获取尖端芯片的渠道，另一方面加强国内半导体生产。这一次，华盛顿也将半导体封装业务作为自给自足计划的一部分，并且耗资30亿美元进行国家先进封装制造计划，意欲成为半导体制造各个环节的领导地位。
3. 筹划限制RISC-V
RISC-V（英文发音“risk five”）技术是从加利福尼亚州一所大学的计算机实验室里发展出来的，已成为各种芯片处理计算任务的基础。RISC-V（意思是“第五代精简指令集”——译注）本质上为设计智能手机、磁盘驱动器、Wi-Fi路由器和平板计算机等设备使用的处理器提供了一种通用语言。
由于该技术是按照开源软件的原则设计的，与Linux等免费软件一样，允许任何开发人员查看和修改其原始代码。当前，它已成为我国一些公司和机构的核心工具，有望在半导体设计方面拥有与美国相同的高超技艺。
对于此现象，美国专门成立了一个跨部门政府委员会研究RISC-V的潜在风险，目前已经在讨论如何扩大限制范围，以免让美国公民在RISC-V方面帮助中国。
不过，扩展该指令集的过程由非盈利组织RISC-V International负责，该组织在70个国家拥有逾4000名成员，其中包括来自中国科学院、华为、阿里巴巴等成员。该组织已将注册地从美国改为瑞士，以平息人们对“政治干扰的担忧”。
尽管存在潜在限制，RISC-V的进入者仍在不断涌现
四、被瞄准上的研发设计工业软件关键环节
除了以上介绍的光刻机、EDA软件、零部件关税、封装业务、限制RISC-V之外，美国还将加大研发设计工业软件核心环节的管制，以控制半导体、锂电池、新能源汽车等我国外贸主力产业以及相关军工行业的发展。
首先在3D建模软件方面，北京天圣华因其涉猎高超音速武器研发及空对空导弹生产，而受到美国指控：与中国军方有联系的研究机构出售了西门子的建模软件，这一举动迫使西门子不得不停止与其合作。
其次在CAE仿真软件方面，代理Ansys仿真软件的安世亚太在2023年6月被纳入美国“实体清单”，再次说明美国对工业软件关键环节的“卡脖子”技术实施精准打压，从而不断对中国的科技自主化进程构成严峻挑战。
根据建模软件和仿真软件的精准限制，在其他国产化薄弱的研发设计工业软件环节，也一样受到美国的随时制裁或断供，比如紧随CAD、CAE之后的CAT公差分析环节，全国只有诚智鹏科技一家企业的技术实力能与国际巨头抗衡，由于前期市场都被西门子、达索、PTC这些巨头占领，即使诚智鹏科技研发出了3D版的公差匹配仿真软件（3DCC），而且具备更高水平的自动建模、更高准确率的公差仿真模型，以及独特的多种装配方案并行验证和本土化优势服务团队，甚至是极具竞争力的市场价格，勉强在新增市场有所成就，但依然很难打破国产替换市场的局面。
产品研发设计流程及对应的软件
除了CAT公差辅助设计环节，CAPP工艺设计环节、CAM生产制造环节，也都被国外巨头占据大部分市场，国产软件的市场份额不足5%。此时，一旦因下游的芯片、军工、外贸等相关产业受到美国遏制，都将带来巨大的挑战和风险。
由此可见，在美国步步紧逼的制裁压力下，工业软件国产化既关乎产业当前紧迫的需要，也关乎智能制造产业的长远发展。制造业转型升级，急需工业软件作为“硬核”支撑，工业软件已被列为当前科技攻关最为紧急、最迫切的问题之一。
