“芯片之母”遭殃！美国对中国封杀EDA：没这么简单

当地时间8月12日，美国商务部工业和平安局（BIS）在《联邦公报》中披露了一项新增的出口限制暂且最终规则，涉及先进半导体、涡轮发念头等领域。

该禁令对具有GAAFET（围绕栅极场效应晶体管）结构的集成电路所必须的EDA/ECAD软件、以金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体质料、包罗压力增益燃烧（PGC）在内的四项手艺实行了新的出口管制。

GAAFET相关EDA软件

EDA/ECAD指的是用于设计、剖析、优化和验证集成电路或印刷电路板性能的电子盘算机辅助软件。早在8月3日，芯智讯就报道了“美国将对华断供GAAFET手艺相关的EDA工具”的新闻。此次禁令宣布也进一步印证了该新闻。

作为FinFET的继续者，GAAFET被以为是批量生产3nm及以下半导体制程工艺的要害手艺。

今年6月尾，三星已宣布率先量产基于GAAFET手艺的3nm工艺。而台积电现在正在量产的3nm仍然是基于FinFET手艺，预计将会在2nm导入GAAFET手艺。

也就是说，美国此次的禁令将限制可以被用于3nm及以下先进半导体制程工艺芯片设计的EDA软件的对华出口。此举将限制中国芯片设计厂商向3nm及以下先进制程的突破。

BIS现在还正在征求民众意见，以确定ECAD的哪些特定功效在设计砷化镓场效应晶体管电路时稀奇有用，以确保美国政府能够有用执行该律例。

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氧化镓和金刚石

至于宽带隙半导体质料氧化镓（Ga2O3）和金刚石（包罗碳化硅SiC）：氮化镓和碳化硅是生产庞大微波、毫米波器件或高功率半导体器件的主要质料，有可能制造出更庞大的器件，能够遭受更高的电压或温度。

现在，以碳化硅和氮化镓为代表的化合物半导体受到的关注度异常高高，它们在未来的大功率、高温、高压应用场所将施展传统的硅器件无法实现的作用。

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稀奇是在未来三大新兴应用领域(汽车、5G和物联网)之一的汽车方面，会有异常广漠的生长远景。然则，氧化镓依附其比碳化硅和氮化镓拥有更宽的禁带，使得该种化合物半导体在更高功率的应用方面具有怪异优势。

氧化镓是一种宽禁带半导体，禁带宽度Eg=4.9eV，远超碳化硅(约3.4eV)、氮化镓(约3.3eV)和硅(1.1eV)，其导电性能和发光特征优越，因此，其在光电子器件方面及大功率场景有广漠的应用远景。

虽然氧化镓迁徙率和导热率低，稀奇是导热性能是其主要短板，不外相对来说，这些瑕玷对功率器件的特征不会有太大的影响，这是由于功率器件的性能主要取决于击穿电场强度。

△Ga2O3的结晶形态确认有α、β、γ、δ、ε五种，其中，β结构最稳固，那时，与Ga2O3的结晶生长及物性相关的研究讲述大部门都使用β结构。β-Ga2O3的击穿电场强度约为8MV/cm，是Si的20多倍，相当于SiC及GaN的2倍以上。

相对于硅质料、氮化镓、碳化硅等，金刚石半导体质料的禁带宽度更是高达5.45 eV，最大优势在于更高的载流子迁徙率(空穴:3800 cm2V-1s-1，电子:4500 cm 2V-1s-1) 、更高的击穿电场(＞10 MVcm-1 )、更大的热导率( 22 WK-1cm-1)。

其本征质料优势是具有自然界最高的热导率以及最高的体质料迁徙率，可以知足未来大功率、强电场和抗辐射等方面的需求，是制作功率半导体器件的理想质料，在智能电网、轨道交通等领域有着广漠的应用远景。

不外据北京科技大学新质料手艺研究院教授李成明先容，金刚石现在实现商业应用尚有较大距离。金刚石质料的高成本和小尺寸是制约金刚石功率电子学生长的主要障碍。

举例而言，CVD 制备中掺氮的金刚石单晶薄片( 6 mm x 7 mm) 的位错密度现在可低至400 cm-2 ; 但金刚石异质外延手艺的晶圆达4～8 英寸时，位错密度仍高达近107 cm-2量级，高缺陷密度仍是一个挑战。

压力增益燃烧

压力增益燃烧（PGC）这项手艺有可能将燃气涡轮发念头的效率提高10%以上，可能会影响航空航天、火箭和高明音速导弹系统。

PGC手艺行使种种物理征象，包罗共振脉冲燃烧、定容燃烧和爆震，从而在燃烧室中发生有用压力，同时消耗相同的燃烧量。

BIS现在无法确认生产中的任何发念头是否使用该手艺，但已经有大量研究指向潜在的生产。

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话题标签：美国半导体EDA芯片