而这样的结果，原因已经人尽皆知，美国的疯狂制裁，遏制华为这类中国半导体企业。就是为了限制中国半导体产业的天花板高度，你可以做得比别人好 但是你不能超过我，归根到底就是钱。
目前中国每年的半导体产品进口额，已超过三千亿美元。贸易逆差超两千亿美元。这样的逆差是什么概念？也就是说我们每年要给半导体全球产业链上的国家，贡献两千多亿美元，两千亿美元的外汇又是什么概念，我们每年的原油进口额不到两千亿美元。随着中国互联网的全面扩大，半导体产品进口已经悄无声息地成为进口商品第一大项目。如果我们在半导体上取得突破，某些人不仅会失去全球最大的客户，还会被自己的客户抢去饭碗，也正是因为这样的逆差，我们更要下定决心发展自己的半导体产业。
目前旧版的EDA软件还能用，各种公版芯片架构也还没被限制授权。华为芯片设计水平依然能处于世界一流水平，麒麟9000芯片制程已经缩小到5纳米级别。能够媲美苹果旗舰芯片。其实，看美国人有多紧张，就能知道今天的华为有多出色。目前被抓住咽喉的是如何把设计变成产品，至于为什么说是目前，不言而喻，EDA设计软件停更 架构限制授权，都会成为美国接下来的限制工具。目前美国砍向华为的大刀是让华为喘不过气来的荷兰阿斯麦尔EUV光刻机。我们不生产芯片，我们只是光刻机制造商。这是一家一年卖222套机器，净利润就有14.67亿欧元的光刻机垄断企业。
阿斯麦尔也是全球唯一一家，能够提供7纳米及以下制程的企业，为什么这么牛X的企业不在法国，不在美国。而是在一个以发达农业著称。全球工作时间最短的荷兰。
1984年阿斯麦尔和飞利浦合资成立阿斯麦尔，后来阿斯麦尔买下了飞利浦的股份，成为阿斯麦尔独资公司。成立之初只有31名员工，那时候的光刻机还是日本和美国企业的天下。
一直到2007年，阿斯麦尔都没办法在尼康面前抬起头，直到台积电的工程师林本坚提出浸润式光刻机。阿斯麦尔翻身的日子来了。日美没有光刻机公司愿意和台积电联合研发浸润式光刻机。阿斯麦尔决定赌一把，和台积电合作，最终成功实现了132纳米的芯片工艺。一把把尼康甩在身后，阿斯麦尔的EUV光刻机迅速走红。台积电、英特尔年年砸钱抢着要，荷兰只是阿斯麦尔的注册地背后是整个欧洲和美国的支持。德国工业的蔡司镜头，Cymer的光源技术，HMI的电子束检测设备等。阿斯麦尔自然也受到美国的监管和扶持，也正是因为荷兰实力较弱，把阿斯麦尔放在荷兰让美国人很放心。
两年前我们好说歹说，为荷兰送去天价的贸易订单，换来阿斯麦尔2019年向中芯国际，交付两台极紫外EUV光刻机，但是这两台光刻机目前来看已经是化为泡影。等到若干年后阿斯麦尔履行合同已经是老旧产品，人类文明发展到如今，一块芯片是目前人类文明最为顶尖的体现，一台顶级光刻机是比航母战斗群还要致命的国之重器。
美国人自然要牢牢抓着光刻机，美国掌握全球半导体产业的话语权这点不奇怪。要分析的是美国为什么会掌握着全球半导体产业的话语权，向来在 科技 领域藐视美国的日本，为什么突然显得无声无息。
早在1946年，世界第一块PN结型晶体管在美国人威廉·肖克利的手中诞生。1960世界第一块硅集成电路在美国仙童半导体公司出现。标志着半导体产业进入“硅”时代。彼时的日本还是一个意气风发的少年，完全看不出是首都被炸得满目疮痍。两个城市挨过原子d的国家，战后的日本人什么都想做 也什么都能做。对于半导体而言，日本人志在必得。
1955年，索尼成立仅十年，开始涉足半导体产业，用来制造收音机。日本企业纷纷加入生产，大量爆款收音机涌入美国。十年后的1959年，一年内日本就制造了8600万个晶体管直接超越美国成为世界第一晶体管生产国，真的是初生牛犊不怕虎。日本又在一个行业超越了老大哥三菱、京都电气等也在日本政府的扶持下，在美国技术的基础上 涉足半导体产业，这种上下一心通力合作的单一民族国家，不可谓不可怕。
1973年石油危机爆发。经济衰退，欧美家庭加不起油也买不起电脑，半导体产业衰退。日本人的卡西欧计算器遭遇了滑铁卢。美国人又研发出了更先进的 IC集成电路。日本人就从危机中看到了机会，日本迅速落实DRAM制法革新，日本政府出资320亿日元。民间企业抱团出资400亿日元。差不多有2.36亿美元 这是70年代，日本VLSI 技术研究所由此成立，专攻电子计算机领域。日本最终实现了DRAM的全国产化，DRAM这个东西很常见，也就是现在计算机上的内存条，是一种作为存储功能的半导体元件。而这时候的中国，选择了解决温饱加强国防 科技 为优先的道路。
日本人没炸出核d，却炸出了一个半导体。日本继续投入研发在半导体的道路上迅速超越了美国。SUMCO、京瓷、东京电子等很多现在耳熟能详的日本企业在当年都是日本半导体产业链上的功勋企业，而在最关键的光刻机领域，日本也实现了国产化。尼康光刻机誉满全球。没错，早期的世界光刻机霸主是尼康。
1985年日本半导体市场占有率超过美国。日本企业占有率达53%，美国仅37%，拿得出手的公司只有德州仪器、因特尔、摩托罗拉，此时欧共体占12%。主要由飞利浦的阿斯麦尔贡献，当年谁也没想到这家阿斯麦尔才是最后的赢家。说个题外话，这一年的韩国也有1%的市场份额。总之，全球半导体产业已经由美国转移到日本。而且日本半导体已经强大到难以想象，用形容美国的词来说，就是一超多强。
除了战后美国要扶持日本，更因为日本自己就是一个DRAM大市场。仅 汽车 产业一块 每年就有源源不断的订单，而美国的半导体订单更多的是来自军方，其实看很多产业 美国和日本都是亦敌亦友的存在，不过是兄弟又能怎么样，本来是我吃肉你喝汤，现在把我的肉都吞了。
在PC还没普及的年代，全世界已经知道未来的工业引擎一定会从内燃机转移到半导体芯片上。正好赶上80年代国际局势缓和，日本在远东的政治作用下降，美日之间的贸易问题反而浮出水面。
仅在1985年，日本就给美国送去了497亿美元的贸易逆差。美国人对日本半导体产业的崛起已经不想忍了，美日半导体战争爆发，今天在中兴、华为身上发生的。在上个世纪的日本已经上演过。
第一波被针对的日本企业是三菱和日立，FBI假扮成IBM的员工，把10卷包含商业机密的文件，主动发给日立公司高级工程师林贤治。这位不幸的工程就这么上钩了。
1931年的南满铁路路轨和1937年的卢沟桥。日本人也是同样的手段 现在自己也要挨炮了，日本企业窃取美国技术的新闻迅速传开，日本威胁论也在美国大行其道。
1989年美国人最喜欢做的民意调查显示，68%的美国人认为日本是最大的敌人。第一次美日半导体谈判，美国要求没多的半导体，在日本的市场提升到20%~30%。建立价格监督机制。终止第三国倾销。加上一份《广场协定》和房地产增值，日本陷入经济泡沫。没办法，如果不让美国芯片进入日本市场，老大哥的各种的制裁让你不得安生，就不给你国防扶持。
1986年7月31日日本人签下了条约，但是美国半导体企业还是不争气，老爹都这样铺路了 市场份额还是不及日本企业。日本给美国制造的贸易逆差扩大到了586亿美元，美国人软硬兼施，先是在二战后第一次向日本低头，肯定日本半导体行业主动涨价。
1987年东芝事件被曝光，美国趁着东芝私自给苏联出口大型铣床为由，对东芝好一顿胖揍 目的自然是要打压东芝的半导体生产，1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》。
但是日本的半导体产业真的是小强完全打不死。美国人准备开始搞第三次《日美半导体保障协定》，这一回美国人开始玩起了套路，开始扶持韩国来和日本竞争，这时候全球通讯技术刚好进入1G时代。三星和现在的韩国车一样，凭借性价比出击市场，而日本企业还在走品质路线，所以吃了不少亏。美国帮助三星拿下东芝的半导体生产线 从日本企业挖人。美国对日本进口的半导体产品征税100%，对韩国半导体产品只征收象征性的0.74%，做到这一步 第三次《日美半导体保障协定》没有签署。因为美国的预期已经达到了。
韩国人也真不是吃素的，鹬蚌相争渔翁得利。三星迅速崛起，形成了全球半导体产业以美日韩三国鼎立的局面。
时间到了1995年，死扛了十余年的日本半导体企业终于喘不过气。NEC(第一)、东芝(第二)、日立制作所(第三)、富士通(第八)、三菱电机(第九)这个排名是1995年全球半导体产业企业排名。日本企业交出的成绩单，也是最后的光辉时刻。到了九十年代末期，日本半导体市场不仅被美国超越，还被韩国超越。全球半导体产业从日本转移到韩国，韩国还超越了美国，仅仅靠三星一家公司，而三星为什么能活到现在。
作为韩国最大的财阀，三星的股本有多少是美资，心知肚明，20世纪的最后一年，日本还能喘息的几家半导体企业联合成立Elpida，也就是尔必达。这个尔必达注定是个南明政权。美国人没有手下留情，继续出击，2012年尔必达宣布破产。
日本企业全面退出DRAM的全球竞争，尼康光刻机也在2007年败下阵来，日本半导体行业进入萧条期。回顾日本半导体产业成长的近半个世纪时间，政府牵头避免企业间重复研发，敏锐的嗅觉，超高的良品率，都是日本半导体辉煌的原因。失败的原因也很明显，除了来自老大哥的压力 日本也有自己的内因。
90年代末期，日本半导体公司就没有预期到PC时代的全面普及。在电脑芯片领域完全败下阵来，更别说在现在的智能手机时代分一杯羹了。不过瘦死的骆驼比马大，现在的日本半导体产业，还能老老实实为全球提供硅片、溅射靶材、光刻胶等半导体材料。每年依然赚的满满当当，而美国重新回到半导体产业的头把交椅，整个行业一直拿捏得死死的。
日本半导体产业当年挨打的 历史 ，和今天的华为如出一辙，还有中兴的前车之鉴，证明了一只狼，就算是已经吃饱的狼，不可能喂饱。不断割肉只会削弱自己的实力。在半导体产业上的落后，我们承认，但是我们不认输。由中芯国际已经能生产14纳米级别芯片，理论上可以在未来几年内完成对7纳米芯片的冲刺，而且能自主制造90纳米光刻机，底子还是有的。而摆在华为，中芯国际眼前的掣肘就是这个东西我知道长什么样子，但是我要怎么做出这个样子的东西，一台光刻机难倒了14亿中国人。除了光刻机，还要拿下EDA软件，更高自主性的架构才能设计出更高性能芯片。
这是一条非常长的路，可能是一场长达十余年的没有硝烟的战争。我们也没把鸡蛋放在一个篮子里，随着摩尔定律的逼近。如果阿斯麦尔这几年不能交付2纳米的EUV光刻机，全球半导体产业即将迎来天花板，不然芯片就要从纳米级跳进原子级别，想用 *** 刀原子来建造一座指甲盖大小的超级城市，这就不是地球上的光刻机能完成的了。
其实硅基半导体并不是信息产业唯一的支柱，如果说半导体技术是打开了20世纪的大门，那么叩响21世纪大门的 则是量子信息技术，在集成电路逐渐触及天花板的情况下，量子通信有望实现降维打击。传统的集成电路只能现实0或者1，需要进行大量运算，需要海量电路，属于二进制信息单元，即经典比特，而量子芯片能通过亚原子粒子编码数据，以量子比特进行运算，最大的优势就是能进行叠加态运算。
经典比特需要一次一次运算，需要更密集的集成电路。而量子比特可以用量子状态进行表示能同时进行一百次的运算或者存储，而且量子芯片能摆脱硅基的限制，能改变欧美光刻机垄断的局面。
中国在量子信息技术上已经走在了世界前列，世界首颗量子卫星“墨子号”世界第一条量子通信保密干线、京沪干线都由出自中国科学家之手，芯动不如行动，只要肯做 肯投入、肯合作、沉得住气，距离国产芯片摆脱掣肘的一天 并不会太远。
2020年8月7日，华为余承东公开表示海思麒麟高端芯片已经“绝版”，中国最强的芯片设计公司，就在我们眼皮子底下被锁死了未来。
华为海思推出第一款麒麟（Kirin）芯片是在2009年，虽然当时反响一般，但奏响了麒麟腾飞的乐章，随后每一年都有不小的进步：麒麟925带领Mate7打入高端阵营；麒麟955助力华为P9销量过千万……自己研发的芯片，成为华为手机甩开国内友商的最大武器。
然而到了2020年8月7日，麒麟系列的高端芯片却被迫提前退休，余承东表示麒麟系列中最先进的Kirin 990和Kirin 1000系列，在9月15日之后将无法生产，华为Mate40将成为麒麟高端芯片的绝唱。绝版的原因很简单：受到美国禁令影响，台积电将不再为华为代工。
台积电并非没有抗争。全球高制程工艺一线难求，台积电话语权其实很强，而且几周前刚刚超过英特尔成为世界第一大半导体公司。所以面对美国禁令，台积电也曾斡旋过，但只要美国提起一个公司的名字，就能让台积电高管们吓出冷汗。这个公司就是： 福建晋华。
福建晋华成立于2016年，目标是在存储芯片领域实现突破。福建晋华是IDM一体化工艺，即设计、制造、封装都要做，一旦产品落地，对大陆整个半导体工艺的都会有所带动和提升。晋华一期投资款高达370亿元，还和台湾第二大代工厂台联电进行了技术合作。
研发人员日夜奋战，成立一年多后，晋华就打造出了一座12寸的生产线，并准备投产，不料却迎来了 资本主义的铁拳。
2017年12月，美国镁光 科技 即刻以窃取知识产权为由开始狙击晋华，晋华也不甘示弱，双方在中国福州和美国加州互相起诉。就当局势焦灼之时，早就虎视眈眈的特朗普政府在2018年10月29日发起了闪电战： 将福建晋华列入实体名单，严禁美国企业进行合作。
禁令发出后，和晋华合作的美国应用材料公司（Applied Materials）的研发支持人员当天就打包撤离，另外两家美商科磊和泛林也迅速召回了前来合作的工程师。更严重的是，由于设备中含有美国原件，欧洲的阿斯麦、日本东京电子也暂停了对晋华的设备供应。
晋华员工回忆外资撤退场景时，总结说：“这些人根本给我们时间道别。”
福建晋华官网上的生产进度，停留在了2018年试投片日，迟迟没有更新，而产品页则直接显示“页面在建设”中。去年5月10日，英国《金融时报》称，晋华已经开始寻求出租或者出售自己的工厂。仅仅一个回合，担当中国存储突破的种子选手，就被打倒在了起跑线上。
“实体名单”就像是一份死刑通知书，可以瞬间让企业坠入地狱。美国制裁的决心、打击的力度，令同样采用美国核心零部件和核心技术支撑的台积电不寒而栗。同样，本来兴致勃勃要来抢台积电蛋糕的三星没了下文；中芯也含蓄地表示，可能不能为“某些客户”代工。
为什么这些公司不愿意去触碰美国“逆鳞”？半导体领域，美国真的就独霸天下吗？其实并不然。
虽然美国半导体行业产值大约占全世界的47%，体量上处于绝对优势；但韩国、欧洲、日本、中国台湾、中国大陆等其他“豪强”也各有擅长，与美国的差距并不是无法越过的鸿沟。
比如， 韩国 在产值1500亿美金的存储芯片领域，占据压倒性优势，双强（三星、海力士）占据65%市场；
欧洲 在模拟芯片领域有三驾马车（英飞凌、意法半导体、恩智浦），从80年代起就从未跌出全球二十强。
日本 不但有独步天下的图像识别芯片，以信越日立为首的几家公司，更是牢牢扼住了全世界半导体的上游材料。
中国台湾在千亿美元级别的芯片代工领域，更胜美国一筹，台积电和联电占据60%的规模，以日月光为首的封测代工也能抢下50%的市场；
中国大陆依托庞大的下游市场，近年芯片设计领域发展迅速，不但诞生了世界前十的芯片设计巨头华为海思，整体芯片设计规模也位居世界第二。
这些企业从账面实力来看，甚至可以让芯片行业“去美国化”，合力搞出一部没有美国芯片的手机。 但美国515禁令一下，各路豪强却莫敢不从。
一超多强的局面似乎就像“纸老虎”，在美国霸权之下，众半导体商分封而治可能才是目前的“真相”。大家忌惮的，其实是美国手握的两把利剑：芯片设备和设计工具 。 这两把剑又和日本的材料一起，组成了威力极强的美日半导体霸权三张牌： 设备、工具和材料。
那么，美日手中握的这三把剑究竟可怕在何处？是如何能挟制各路 科技 巨头豪强？了解这些答案，才能了解华为们的突围之路。
一、设备：芯片制造的外置大脑
设备商对于一般行业而言，就是个卖铲子的，交钱拿货基本就完事儿了；但 半导体设备商却不同，不仅提供设备卖铲子，还要全程服务卖脑子，可谓是芯片制造商的外置大脑 。
芯片制造成本高昂，只有将良品率控制在90%上下，才不会亏本。但要知道，芯片制造，工序一千起步，这就导致，哪怕每一步合格率都有99%，最终良率都会在0.9*0.9的多次累积下，趋近于0。因此，要想不亏本， 每个步骤的合格率就得控制在99.99%乃至99.999%以上。
要达到这个状况，就对设备的复杂度提出了超高要求。 就目前最先进的EUV光刻机来说，单台设备里超过十万个零件、4万个螺栓，以及3000多条线路。仅仅软管加起来，就有两公里长。这么一台庞大的设备，重量足足有180吨，单次发货需要动用40个货柜、20辆卡车以及3架货机才能运完。
而更为重要的是，即使设备买回来，也远不是像电视冰箱一样，放好、插电就能开动这么简单。一般来说，一台高精度光刻机的调试组装，需要一年时间。而零件的组装、参数的设置、模块的调试，甚至螺丝的松紧、外部气温都会影响生产效果。哪怕一里外的一辆地铁经过，都能导致多数设备集体失灵。
这也是所有精密仪器的“通病”。比如，十年前，北京大学12个高精度实验室里价值4亿元的仪器突然失灵，而原因居然是位于地下13.5米深的北京4号线经过了北大东门产生了1Hz~10Hz的震动，为此北大高精度实验室不得不集体搬家。
因此， 半导体制造设备每开动一段时间，就必须联系专门原厂服务人员上门调校。 荷兰光刻机巨头ASML阿斯麦曾有一个客户，要更换光器件；由于当时阿斯麦的工程师无法出国，便邀请客户优秀员工到公司学习，用了近2个月，才仅仅掌握了单个零部件更换的技能。
因此，阿斯麦、应用材料等半导体巨头，不只是把设备卖掉就结束了，更是在中国建立了2000人左右的庞大支持团队。其中应用材料的第二大收入就是服务，营收占比超过25%，而且稳定增长，旱涝保收。
而设备厂的可怕之处正在于， 不但通过“一代设备，一代工艺，一代产品”决定了制造厂的工艺制程，更是通过售后服务将制造厂牢牢的拿捏在手中 。 随着工艺越来越越高精尖，设备商的话语权也正在进一步提升。
设备商的强势，可以从利润上明确的反映出来。过去5年，芯片制造厂的头部效应越来越明显，但上游设备商的净利润率反而大幅提升：泛林利润率从12%提升到22%，应用材料从14%上升到18%。代工厂想要客大欺店，那是根本不存在。
也正因如此，在长达六十年的时间里，美国一直都在以各种手段，来保证自己在设备领域的绝对主导地位。
根据2019年全球顶级半导体设备厂商排名，全球前五大半导体设备商占据了全球58%行业营收。 其中，美国独占三席；其余两席，一席是日本的东京电子，另一席荷兰的阿斯麦，恰巧，这两家又都是美国一手扶持起来的。
具体来说，应用材料（AMAT）和泛林（LAM）、科磊（KLA），是根正苗红的美国企业。
其中，泛林在刻蚀机的市场占有率高达50%以上。应用材料则不仅在刻蚀机领域与泛林平分秋色，在离子注入、化学抛光等等细分设备环节也都占据半壁江山，甚至高达70%。科磊则在半导体前道检测设备领域占据了50%以上的市场，并在镀膜测量设备的市占率达到了98%。
而光刻机巨头阿斯麦，看似是一家荷兰企业，其实有一颗美国心。 早在2000年前后，光刻机市场还停留在DUV（深紫外）光刻阶段，日本尼康才是真正的霸主，但到了EUV（极紫外）阶段，尼康却在美国的一手主导下被淘汰出局。
原因很简单，EUV技术难度登峰造极： 从传统DUV跨越到EUV，意味着光源从193nm剧烈缩短到13.5nm。这需要将20KW的激光，以每秒5万次的频率来轰击20微米的锡滴，将液态锡汽化成为等离子体。这相当于在飓风里以每秒五万次的频率，让乒乓球打中一只苍蝇两次。
当年，全球最先进的EUV研发机构是英特尔与美国能源部带头组建的EUV LLC联盟， 这里有摩托罗拉、AMD、IBM，以及能源部下属三大国家实验室，可谓是集美国科研精华于一身。 可以说，只有进入EUVLLC联盟，才能获得一张EUV的门票。
美国彼时正将日本半导体视为大敌，自然拒绝了日本尼康的入会请求，而阿斯麦则保证55%零部件会从美国供应商处采购，并接受定期审查。这才入了美国的局，从后起之秀变成了“帝花之秀”。
美国不仅对阿斯麦开了门，还送了礼：允许阿斯麦先后收购了美国掩罩技术龙头Silicon Valley Group、美国光刻检测与解决方案玩家Brion、美国紫外光源龙头Cymer等公司。 阿斯麦技术心、研发身，都打上了星条旗烙印。那还不是任凭美国使唤。
而早年的东京电子，只是美国半导体始祖仙童半导体（Fairchild）的设备代理商，后来又与美国Thermco公司合资生产半导体设备，直到1988年才变成日本独资，但东京电子身上也已经流着美国公司的血。
因此，在2019年六月，面对第一轮美国禁令，东京电子就表示：“那些被禁止与应用材料和泛林做生意的中国客户，我们也不会跟他们有业务往来”，义正词严表明了和美系设备商共进退。
至此，美国靠着多年的“时间积累”和超高精密度“工艺技术”，在设备领域形成了牢牢的主动权。而时间和技术，都不是后进者可以一蹴而就的。
二、EDA(设计软件）：生态网络效应下的“幌金绳”
如果说设备是针对芯片生产的一把封喉剑，那么 EDA无疑是芯片设计环节的“幌金绳”，虽不致命但可以令“孙悟空”束手束脚、无处施展。
EDA这根“幌金绳”分三段： 首先，它是芯片设计师的“PS软件+素材库”， 可以让芯片设计从几十年前图纸上画线的体力活，变成了软件里“素材排列组合+敲敲代码”的脑力活。而且，现在仅指甲盖大小芯片，也有几十亿个晶体管，这种工程量，离开了EDA简直是天方夜谭。
20年前的英特尔奔腾处理器的线路图一角，目前晶体管密度已经上升超过1000倍
其次，EDA的奥秘，在于其丰富的IP库。 即将经常使用的功能，标准化为可以直接调用的模块，而无需设计公司再重新设计。如果说芯片设计是厨师做菜的话，软件就是厨具，IP就是料包。
而事实上，EDA巨头公司，往往是得益于其IP的独占。比如Cadence（楷登电子）拥有大量模拟电路IP，而其也是模拟及混合信号电路设计的王者；而Synopsys（新思 科技 ）的IP库更偏向DC综合、PT时序分析，因而新思在数字芯片领域独占鳌头。
而在全球前三的IP企业中，EDA公司就占了两个，合计市场份额高达24.1%。在Synopsys的历年营收中，IP授权是仅次于EDA授权的第二业务。
EDA还有一项重要的功能是仿真 ，即帮设计好的芯片查漏补缺。毕竟一次流片（试产）的成本就高达数百万美金，顶得上一个小设计公司大半年的利润。业内广为流传一句话： 设计不仿真，流片两行泪。
加州大学教授有一个统计测算，2011年一片SoC的设计费用大概为4000万美元，而 如果没有EDA，设计费用则会飙升至77亿美元，增加了近200倍。
因此，EDA被誉为半导体里的最高杠杆，虽然全球产值不过一百多亿美元，但却可以影响全球五千多亿集成电路市场、几万亿电子产业的发展。
EDA如此高效好用，那我国自主化状况如何呢？很可惜，比 *** 作系统还尴尬 。
我国最大的EDA厂商华大九天在全球的份额差不多是1%，而美国三大厂商Synopsys（新思 科技 ）、Cadence（楷登电子）以及Mentor Graphics（明导 科技 ，2016年被西门子收购）则占据了80%以上的市场。
这也就导致了虽然我国芯片设计位居世界第二，但美国一声令下，芯片设计就会面临“工具危机”，巧妇难为无米之炊。不过，既然软件已经交过钱了， 用旧版本难道不行吗？
很可惜，并不能。
因为这背后有一张EDA商、IP商、代工厂们互相嵌合的生态网。EDA是不断更新的。新的版本对应更新的IP库和PDK文件。而PDK即工艺设计包，则又包含了芯片工艺中的电流、电压、材料、流程等参数，是代工厂生产时的必备数据。 新EDA、新IP、新工艺，互相促进、互为一体。
因此，用旧版的软件就会处处“脱节”：做设计时无法获得最新的设计IP库，找代工厂时又无法和工艺需要最新的EDA、PDK进行匹配。长此以往，技术越来越落后，合作伙伴也越来越少。不过既然EDA不过是0101的代码，从破解小组里找几个高手不就好了吗？
很遗憾，也几乎不可能。
每个EDA软件出厂时都会内嵌一个Flexlm加密软件， 把EDA和安装的设备进行一一锁定 ，包括主机号、设备硬盘、网卡、使用日期等信息。而Flexlm的密钥长度达239位，暴力破解的难度非常大。如果用英特尔高性能的CPU来破解的话，需要4000左右的核年（core-year），也就是说 用40核的CPU，需要100年 。
当然，也可以采用分布式的方式，继续增加CPU数量减少时间。然而，即使破解成功了，来到了全新的IP库门前时，也会被EDA厂商通过“修改时间、文件大小、确认IP来源”等方式，再次进行验证，然后被拒绝。油然而生一股挖了百年地下隧道、却撞到石头上的酸爽。
破解并不有效，也不敞亮，还和我国知识产权保护的态度相违背。因此，依然还是要靠华大九天等公司自研崛起。那么， 这条出路有多宽呢？ 其实单纯写出一套软件，难度并不大。关键还是要有海量丰富的IP、PDK，以及产业上下游的支持配合。单点突破未必有效，需要军团全面突围，而这并非一朝一夕之功。
三、材料：工匠精神最后的堡垒
2019年，日韩闹了矛盾，双方都很刚，但日本断供了韩国几款半导体材料后，没多久韩国三星掌门人李在镕就飞往日本恳请松口了，后来他更是跑到比利时、中国台湾，试图绕道购买或者收点存货过日。
按理说，韩国也是半导体强国，三星在设计、制造领域更是主要玩家，但面对区区几亿美金的材料，却被闹得狼狈不堪。
材料真的有这么难吗？讲真，半导体原始材料是非常丰富的，比如硅片用的就是满地球的沙子。但要实现半导体的“材料自由”，却并不容易，必须打通任督二脉： “纯度”、“配方” 。
纯度是一个无止境之路。我国已经实现自产的光伏硅片，一般纯度是6-8个9，即99.999999%，但半导体的硅片纯度却是11个9，而且还在不断提高。小数点后多3到5位，就意味着杂质含量相差了1000到10万倍。
这个差距有多大呢？ 假设，光伏硅片里包含的杂质，相当于一桶沙子洒在了 *** 场上；那么半导体硅片的要求则是在两个足球场大的面积里，只能容下一粒沙子。
那么， 为什么必须将杂质含量降到这么低呢？ 因为原子的大小只有1/10纳米，哪怕仅有几个原子大小的杂质出现在硅片上，也会彻底堵塞一条电路通道，导致芯片局部失灵。如果杂质含量更高的话，甚至会和硅原子混在一起，直接改变硅片的原子排列结构，让硅片的导电效率完全改变。
经过刻蚀后的硅表面和锡颗粒，如同明月在金字塔后升起
要达到如此纯度，需要科学和工艺的完美结合。
一方面，需要大量基础科学仪器来辅助。比如在材料生产过程中，设备自身就会有金属原子渗透影响纯度，因此需要不断改良。而要确认纯度，也是高难度。就像特种气体，就需要专门的仪器来检测10亿分之一（PPB级）的杂质含量水平。实现这个难度，就不仅需要半导体企业，还需要奥林巴斯等光学企业出马助力。
另一方面，从实验室到工厂车间也需要工艺积累。材料制造，不仅对生产设备要求高，就连工厂里的地垫、拖把，也都是高级别特供。而且，生产车间温度、湿度的不同，也会影响材料纯度，就不得不反复尝试后得出标准。
而高纯度只是第一步，复合材料（比如光刻胶）的配置更是难以跨越的鸿沟。如果说 “纯度”是个艺术科学的话，那么“配方”就是玄学科学 。
其实，无论提纯、还是配置，基本的理论原理、工艺技术都不是难事儿。但如何选材、配比，从而实现极致的效果，却需要高度依赖经验法则，即业内常说的 “know-how” 。
同样的材料，不同的配比就会有不同的效果；就像我们用红黄蓝三色去搭配，不同的配比就能得到不同的颜色。而即使用同样的配方、采用同样的工艺， 在不同的湿度、温度甚至光照下，也会有不同，甚至相差很远的效果。
这些影响材料效果的参数，无法通过精密计算获得，只能是实验室、车间里一次次调配、实验、观察、记录、改良。有时候，为了得到10%的效果改良，可能需要花费几年。然而，这提升的10%，虽然抢占的只是几百亿规模的市场，但却影响着万亿半导体行业。
因此， 无论是提纯，还是配方，其实需要的都是超长的耐心待机、极致专注。 这不禁令人会想到日本的寿司之神，一辈子只做寿司，而一个学徒仅拧毛巾就要练五年。虽然在生活中，这种执着看起来有些迂腐可笑，但事实上，材料领域做得最好的，正是日本企业。
据SEMI推测，2019年日本企业在全球半导体材料市场，所占份额达到66%。19种主要材料中，日本有14种市占率超过50%。而在占据产值2/3的四大最核心的材料：硅片、光刻胶、电子特气和掩膜胶等领域，日本有三项都占据了70%的份额。最新一代EUV光刻胶领域，日本的3家企业申请了行业80%以上的专利。
日本在材料产能上占据优势后，又用服务将客户捆绑得死死的 。
许多半导体材料都有极强的腐蚀性和毒性，曾有一位特种气体的供应商描述，一旦气体泄漏，只需一瓶，就可以把整个厦门市人口消灭。因此，芯片制造商只能把材料的运输、保存、检测等环节，都交给材料的“娘家”材料商。
而另一方面，材料虽小、威力却大。半导体制造中几万美金的材料不达标，就能让耗资数十亿美金生产线的产品大半报废，因此制造商们只会选择经过认证的、长期合作的供应商。新进玩家，几乎没有上桌的机会。
而对于材料公司而言，下游用得越多，得到的反馈就越多，就有更多的案例支持、更多的验证机会来提升工艺、改善配比，从而进一步拉大和追赶者的差距。对于后进者而言，商业处境用一句话来形容就是：一步赶不上、步步都白忙。
日本能取得这个成就，其实离不开日本“经营之圣”稻盛和夫在上世纪80年代给日本规划的方向：欧美先进国家不愿再转让技术的条件下，日本人除了将自己固有的“改良改善特质”发扬光大之外，别无出路；各类企业都要在各自的专业领域内做彻底，把技术做到极致，在本专业内不亚于世界上任何国家的任何企业。
这种匠人精神，令日本在规模不大的材料领域，顶住美国、成为领主。
四、何处突围
我们在做产业研究的时候，有个强烈的感受， 中国似乎在美国的打压中，陷入一个被无限向上追溯的绝境：
发现芯片被卡脖子后，我们在芯片设计领域有了崛起的华为海思，但随后就发现：还需要代工领域突破；当中芯国际攻坚芯片代工制造时，却又发现：需要设备环节突破；当中微公司、北方华创在逆袭设备、有所收获时，却又发现：设备核心零部件又仰人鼻息；当零部件也有所进展时，又发现：芯片材料还是被卡脖子。
而当我们继续一步步向前溯源、“图穷匕见”时，才发现一切都回到了任正非此前无数次强调的 基础科学 。
回顾来看，如果没有1703年建立的现代二进制，那么两百年后的机器语言就无从谈起；如果没有1874年布劳恩发现物理上的整流效应，那么就没有大半个世纪后晶体管的发明和应用；而等离子物理、气体化学，更是刻蚀机等关键设备的必备基础。
而在美国大学中，有7所位列全球物理学科排名前十，有6所位列全球数学学科排名前十，有5所位列全球材料学科排名前十。 基础科学强大的统治力，成为美国半导体公司汲取力量的源泉。
在强势的基础学科背后，却又是1957年就已经埋下伏笔的美国基础学科支持体系—— 对大学基础学科进行财政支持；通过超级 科技 项目带领应用落地。
当年美苏争霸，苏联的全球第一颗人造卫星升空刺激了美国执政者，这也成为美国 科技 发展的重要转折点：
一方面，为了保持“美国领先”，政府开始直接对研究机构发钱。美国国家科学基金会（NSF）给大学的基础研究经费从1955年的700万美金，飙升到1968年的2亿美金。在2018年，NSF用于基础研究的经费，更是高达42亿美金。这长达50年的基础研究经费里， 美国联邦政府出了一半 。
尤其值得一提的是，NSF每年为数以千计的基础学科研究生提供奖学金，这其中诞生了 42位 诺贝尔奖得主。
另一方面， 美国启动了超级工程来落地研发成果。 1958年，NASA成立，挑战人类 科技 极限的阿波罗登月和航天飞机工程也就此启动。
在研究需要250万个零件的航天飞机过程中（作为对比，光刻机零件大约是10万个，一辆 汽车 只有1万多个零件），大量尖端技术找到用武之地；而这些当时“冷门”的尖端技术，又在条件成熟时，相继转化为杀手级民用品（比如从航天飞机零件中诞生的人造心脏、红外照相机）。
航天飞机的技术外溢，并不是孤例。 医院核磁共振设备中采用的超导磁铁，也正是在美国粒子加速“Tevatron”的研发中应用诞生。美国的超级 科技 工程，成为基础学科成果的试验田、练兵场和民用转化泉。
事实上，通过基础研究掌握源头 科技 ，随后一步步外溢建立产业霸权，这条路径并不只是美国的专利，也应该是各个产业强国的选择，更是面对美国打压时一条真正可行的道路。王侯将相，宁有种乎。 避免无穷尽的“国产替代向上突破”的陷阱，实现和“基础研究向下溢出”的大会师。
事实上，我们面临的困难、打压，日本也经历过。
上世纪八十年代后期，美国对日本半导体产业发起突袭：政治封杀、商业打压、关税压迫无所不用其极，尤其是培养了“新小弟”韩国来挤压日本半导体产业。没几年，日本就从全球第一半导体强国宝座上跌落了。日本半导体引以为傲的三大楷模，松下、东芝、富士通的半导体部门先后被出售。
面对美国的压制，日本选择 进军高精尖材料，用时间换空间、用匠心换信心。
1989年，韩国发力补贴存储芯片，而日本通产省制定了投资160亿日元的“硅类高分子材料研究开发基本计划”，重点补贴信越化学为首的有机硅企业。
1995年，韩国发动第二轮存储价格战前夕，而日本东京应化（TOK）则实现了 KrF光刻胶商业化，打破了美国IBM长达10余年的垄断，并在随后第五年，其产品工艺成为行业标准，全球领先。
2005年，三星坐上存储芯片老大的位置，而日本凸版印刷株式会社以710亿日元收购了美国杜邦公司的光掩膜业务，成为光罩龙头。
在韩国全力扩张产能，和其他半导体下游厂搏杀的日子里，日本一步步走到了材料霸主的宝座前。从看似掌握着无解优势的美国人手里，硬生生抢下了一把霸权剑。
但日本的成功仅仅是因为换了一个上游战场吗？显然不是。在过去30年，三大自然科学领域， 日本共计收获了16个诺贝尔奖，其中有6个都属于是化学领域 ，而这些才是日本崛起的坚实地基。
我国的基础研究怎么样呢？2018年，我国基础研究费用，在全年总研发支出中仅占5%，而这还是10年来占比最高的一年。而同期美国基础研究占比则是17%，日本是12%。 在国内各个学校论坛上，劝师弟师妹们从基础学科转向金融计算机等应用学科的帖子，层出不穷。
所以有人笑称，陆家嘴学集成电路的，比张江还多。
今年7月份，更是爆出了中科院某所90多人集体离职的迷思。诚然，每个人都有择业的自由，但需要警示的，是大家做出选择的理由。基础学科研究的长周期、弱转化、低收入，令研究员们在日益上涨的房价、动则数百亿利润造假套现面前，相形见绌。
任正非曾经感叹道：国家发展工业，过去的方针是砸钱，但钱砸下去不起作用。我们国家修桥、修路、修房子……已经习惯了只要砸钱就行。但是芯片砸钱不行，得砸数学家、物理学家、化学家……
64年前，苏联率先发射的一颗卫星让美国惊醒。美国人一边加码“短期对抗”，一边酝酿“长期创新”，从而开启了多个领域的突破、领先；而今，一张张禁令也让我们惊醒，我国不少产业只是表面上的大，急需要的是骨子里的强。
这些危机之痛，总是令人后悔不已。过去几十年，落后就要挨打的现实一次次提醒着我们， 要实现基础技术能力的创新和突破，才能赢取下一个时代。
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