截至 2020 年，我国被「卡脖子」的都有哪些技术和工业？

在看了这么多回答之后，我们不得不承认瓦森纳协议与欧美技术封锁对中国的伤害是极为巨大的。我们不是与某一个国家竞争，而是不得不与发达国家全部十几亿人竞争。以尼康为例子，他们的光源一般是Gigaphoton的，镜头来自尼康自己磨出来的，而加工镜头的超精密磨床可以采购Moore或者QED的设备，当然别说本子自研。贵本子大型SDTM不行全世界都知道。然后本子可以采购Zygo的干涉仪，KEYSIGHT的测量系统。OK 一台带日本知识产权的全球领先光刻机出来惹！

然后你是C国某微电子搞光刻机的。众所周知90纳米节点关键零件都禁运情况下国家要求你完成28纳米节点，这不是要命吗？于是这个时候开始你可以先画大饼，然后等国内子项目突破。首先是NUDT的超精密抛光技术突破，然后是的SIOM的干涉仪突破，然后你要继续等安徽光机所国产准分子深紫外光源，清华大学朱教授早日把磁悬浮双工件台研发完成并产业化………有些时候诸位想找点进口玩意，结果发现瓦森纳协议天降新条款，只能骂MMP继续自研。所以你以为我们对手还只是美国，日本，欧盟这些单纯主权国家吗？？

EDA工具对芯片设计的重要性：

2019年5月，全球三大EDA巨头Synopsys、Cadence、Mentor都被迫停止向华为海思授权工具license，AE也已经撤出，华为还可以继续使用已获得的license，但是license到期后将不再支持。与芯片制造一样，这是对芯片设计公司最为严重的打击。迄今为止，一年过去了，EDA工具也没有向海思开放。

1、几乎全世界的所有的芯片设计公司都依赖于EDA工具，甚至可以说无一例外。EDA工具犹如战士的武器、工匠的工具，是芯片设计方案与半导体物理世界的纽带，是芯片物理世界在虚拟世界中的重现，失去它，就切断了与晶圆厂之间联系。

2、挑战也是机遇！国产EDA公司或将就此获得比赛的正式入场券，全面登上主流Fabless公司的舞台。

--------------正文--------------

1、Synopsys和Cadence主要有哪些软件产品？为什么芯片设计行业无法脱离Synopsys和Cadence的EDA工具？

不知道是否还有人记得这张照片，2017年3月3日，在小米5C手机和小米自主SoC芯片澎湃S1的发布会结束时，雷军公布了这张致谢图。图中红色框的即是EDA领域的三大巨头：Synopsys、Cadence、Mentor，绿色框是我们国产的EDA公司华大九天。印象中，这是EDA公司第一次出现在消费类电子产品的发布现场。

三巨头几乎都可以提供芯片设计全流程工具，但是Synopsys的优势在于数字芯片和FPGA逻辑综合相关工具，其逻辑综合工具DesignCompiler、静态时序分析工具PrimeTime、调试工具Verdi在业界具有近乎垄断性的地位，2019年6月Synopsys在SNUG2019也推出了更为先进的工具；Cadence在模拟IC全流程工具方面具有绝对优势，而且近几年旗下的数字布局布线工具Innovus攻城略地，获得了非常好的市场份额；Mentor目前已经被德国西门子收购，虽然在全流程方面相对较弱，但是Calibre signoff和DFT方面一骑绝尘。

芯片设计是一个准入门槛极高的领域，对产品可靠性和历史口碑要求到极其苛刻，在虚拟仿真阶段任何微小错误都有可能造成芯片流片失败，流片失败则意味着数年的工作毁于一旦，公司面临市场失守的悲惨境地。因此，在芯片设计领域，全球几乎没有任何一家EDA公司有和三大巨头掰手腕的实力。在EDA领域，创业最成功的结局就是被上述三大巨头收购。

因此，三大巨头的EDA工具几乎是Fabless公司的唯一选择。

2、EDA工具的研究难在哪里？

如前所述，芯片设计环节繁多、精细且复杂，EDA工具在其中承载了极为重要作用：①将复杂物理问题用数学模型高度精确化表述，在虚拟软件中重现芯片制造过程中的各种物理效应和问题；②在确保逻辑功能正确的前提下，利用数学工具解决多目标多约束的最优化问题，求得特定半导体工艺条件下，性能、功耗、面积、电气特性、成本等的最优解；③验证模型一致性问题，确保芯片在多个设计环节的迭代中逻辑功能一致。

（1）先进工艺节点：“晶圆厂+Fabless+EDA”协同推进的成果

首先，SOI、FinFET等新器件结构的发明将带来晶体管电学和物理特性的变革；其次，在半导体工艺制造方面，摩尔定律的演进伴随着众多不可预知的物理问题逐渐浮现。处于摩尔定律推进一线的晶圆厂从材料、化学、工艺过程控制等各种制造细节来创新、调试和求证。而EDA公司借助晶圆厂积累的大量测试数据探索物理效应和工艺实施细节的准确和高精度模型化。然而，这并不意味着新工艺节点研发的终点，顶尖Fabless公司将基于此模型和工具进行芯片设计与试产，并且依托强大和丰富的芯片设计不断发现和排除新工艺节点在模型和制造中的各种量产问题。在此期间，芯片设计工程师、EDA公司的AE、晶圆厂工程师等等往往长年累月在一起办公，集中攻破新问题，修复新bug。晶圆厂、Fabless、EDA三者通力合作，反复迭代，如此才能最终将达到商用和量产要求的工艺节点推向市场。一旦有一个环节出题，前功尽弃。

因此，摩尔定律任何一代最先进工艺节点，无一不是由拥有最先进工艺制造条件的晶圆厂、顶尖EDA团队和设计经验丰富的Fabless公司三者协力共同推进的成果。这也是为什么台积电最先进制程的第一批产品总是由苹果、高通、华为来发布，只有顶尖的Fabless公司才具备参与调试最先进工艺节点的能力。这也是为什么三大EDA巨头始终把控细分市场的一个重要的原因。

（2）数学问题

以一个铝互连时代工艺过程中经典的互连线偏差问题为例，在形成铝互连线时二氧化硅层夹在互连图形的金属层之间，氧化物淀积在已经成形的金属层上，一般都会留下一些台阶高度或者表面形貌，在理想情况下，采用CMP方法对层间电介质进行厚度剖平后如图a所示。

但实际的情况是，虽然在特定范围内能够达到很高的平整度，但从整个芯片范围上来讲平整度就很有限，如图所示，不同的厚度又对电介质的电容等电特性产生不同的影响。

EDA工具要做的事就是尽可能高精度地在虚拟的软件世界中重新和拟合类似上述现实中的物理和工艺问题，以期望在芯片设计阶段将其纳入考虑范围之内，以系统性的方法和预测性的裕量来应对和纠正，最终保证芯片设计仿真结果同流片结果一致。

同时，EDA工具需要对数千种情境进行快速设计探索，以求得性能、功耗、面积、成本等芯片物理指标和经济指标的平衡。随着集成电路制造工艺进入7nm以下，数字芯片中标准单元数量已经达到亿数量级，EDA算法已经成为典型的数据密集型计算的典型代表。且现有布局布线方法大都采用组合优化算法，可接受的计算时间内，不一定能得到局部最优解，甚至有可能得到一个劣解，算法复杂度较高。以上两点导致EDA算法的计算时间非常冗长，以小时计。

以一个简单的布线算法示意图为例，以下动图为EDA工具在寻求源点和终点之间的金属走线方案。试想一下，芯片内部单元以亿级数量计，内部布线金属层多达数层，如何从一个点在只能走直线和90度拐弯的限定下，经过各种不可布线的障碍并不断做出前行的抉择，穿过层层金属，最终准备到达芯片中的另一个点，期间探索方案的计算空间需求巨大，且整体还要满足时序和总线长最小的目标，并必须考虑上文所述的工艺偏差。

（3）半导体、数学、芯片设计三者交叉学科人才培养问题。

EDA算法问题起点和终点是半导体工艺等物理问题，解决工具是数学问题，应用对象是芯片设计实现具体问题。一般来说本科生很难如此既宽泛又具体的知识储备和体系，因此，三大EDA巨头公司研发工程师的平均学历都很高。同时，在硕士和博士阶段，单独从事数学、芯片设计、半导体器件和工艺的人较多，但是三者兼具的人又非常少。

我国当前仅有清华大学、复旦大学、浙江大学、北京航空航天大学、电子科技大学、西安电子科技大学、福州大学等少数学校从事EDA方向的研究和人才培养。尤其是清华大学计算机系在1970年代就开始相关研究，为我国国产熊猫EDA工具（华大前身）、华大九天EDA工具的研发做出了很大的贡献，而且培养了大量的EDA算法人才。

值得欣喜的是，国内EDA的研发力量近几年也有长足的进步。2017年6月在集成电路计算机辅助设计领域的旗舰会议--第54届设计自动会议（ACM/IEEE Design Automation Conference 2017）上，福州大学陈建利老师的论文Toward Optimal Legalization for Mixed-Cell-Height Circuit Designs获得最佳论文奖（作者：Jianli Chen, Ziran Zhu, Wenxing Zhu, Yao-wen Chang）。这是54年来中国大陆作者第一次以第一单位/第一作者获得该会议最佳论文奖。

3、国产EDA公司的机遇

如本文在第一节所述，国产EDA工具目前还主要以点工具为主，只有华大九天有模拟IC设计的全流程工具。但是，也不乏亮点。在过去的几年，华大九天的Xtime物理设计时序优化与Sign-off工具和解决方案，得到了业界一线工程师的一致好评，已经成功打入全球一流芯片设计公司中，成为数字全流程中的重要一环。而且，华大九天是全球是全球唯一可提供液晶平板显示全流程EDA设计解决方案的提供商，国内市场占有率超过90%。

此困境之下，国产EDA工具将进入国内Fabless的视野，取得扩大市场份额的契机，进而获得与拥有先进制程的晶圆厂合作机会，国产EDA元年或将就此开启。

如果想对EDA行业有一个大概的认识，推荐阅读2019年东兴证券写的“工业软件产业报告之二：电子设计软件 EDA 是芯片产业皇冠上的明珠---- 全球 EDA”。内容翔实，虽然里面有些工具名称有点老，但是瑕不掩瑜。图片中基本上列举了国产EDA工具供应商和主要业务， 除此以外，还有专注于数字后端的鸿芯微纳，以及今年成立、专注于数字验证的芯华章，这两家公司的创业团队都出身名门，有很强大的研发实力。

欢迎关注作者公众号“硬件加速与EDA”！

本文撰写于2019年5月。感觉也很合适这个题目，转过来为EDA和工业软件发声。

扩展阅读：

1、为什么我国目前没有强大的EDA工具软件？

2、数字芯片设计的EDA工具划分流程

3、如何看待谷歌 Jeff Dean 用 AI 6 小时就能设计一款芯片，强力碾压集成电路设计专家？

4、AI与EDA

《 数字集成电路静态时序分析基础 》所有章节均已更新完毕，非常适合校招季对ASIC前端、ASIC后端、FPGA开发岗位感兴趣的同学。本课程目前在IC创新学院的选课人数一直排名第一，课程链接为如下。也可在“IC创新学院”搜索课程名称，免费注册学习。

你知道国人看病就医对哪些进口医疗器械很依赖吗？

国内病人群体数量巨大，大量病例样本促成发达的医疗体系。

量变引起的质变却不尽人意，主要原因，还是高端医疗器械依旧被「卡脖子」。

目前全球医疗器械增长率差不多为5%，到2022年会达到5千亿美金。排在前几位的有体外诊断、心脏产品、特殊影像检查，像CT、骨科、眼科、普外、整形还有内窥镜。

反观我们的出口情况，除了迈瑞以及蒙发利是我们自己的企业，其他也都是美国企业，他们在中国生产再反销回去，从这个角度上看中美之间贸易差距还是非常大的。

从过去几年我国医疗器械行业的总体上来看，我国医疗器械行业发展很快，规模以上生产企业主营业务收入增速在11.66—22.20%，明显高于同期国民经济发展的增幅，高端医疗器械研发生产形势喜人，创新产品加速涌现。

但是从我国医疗器械行业总体发展来看，特别是与发达国家医疗器械行业相比，还存在较大差距。

医疗器械蓝皮书指出：

首先，我国医疗器械生产企业平均规模偏小。据推算2016年全国医疗器械生产企业平均主营业务收入仅为3230万元人民币。国外的跨国医疗器械公司，如强生医疗公司2016年全球销售额251亿美元，美敦力医疗公司2016年全球销售额达288亿美元，通用医疗（GE公司）2016年全球销售额达183亿美元，西门子医疗公司2015年全球销售额达142亿美元，飞利浦医疗公司2015年全球销售额达120亿美元，日立医疗公司2015年全球销售额101亿美元，奥林巴斯公司全球销售额54亿美元，而我国医疗器械企业在规模上较小。要改变我国医疗器械生产企业平均规模偏小的局面，我们还需要付出艰巨的努力，而且还需要较长的时间。

第二，我国已经能够生产的高端医疗器械产品总体质量还有差距。据初步调查，目前发达国家能够生产的医疗器械，我国基本上都能够生产。但我国高端医疗器械在总体质量和技术水平上与发达国家的同类产品相比还有不小的差距，赶超发达国家高端医疗器械技术水平，还需要付出巨大努力。有些产品同质化严重,例如我国仅生产输液器、注射器的企业就有200多家，不同企业之间的产品质量和性能上没有明显的差别。

第三，研发投入比例低，原始创新能力弱。如，2016年我国主营业收入前20名医疗器械企业营业收入总额503.19亿元，研发投入22.70亿元，研发投入占营业收入比例平均为4.51%。据查阅发达国家有关上市公司资料：强生医疗公司2016年研发费用投入15.48亿美元，占当年销售额的6.2%；美敦力公司2016年投入研发费用22亿美元，占当年销售额的7.7%；飞利浦医疗公司2015年投入研发费用9.48亿美元，占当年销售额的7.9%；西门子医疗公司2015年投入研发费用18.46亿美元，占当年销售额的13%，我国医疗器械行业研发投入严重不足，整个医疗器械行业投入研发的总费用还不及一家大型跨国公司的研发投入，这影响我国医疗器械行业的创新发展。

第四，国产医疗器械产品进入医院市场有障碍。由于我国医疗器械行业起步晚，特别是高端医疗器械总体技术水平与进口国外产品还有差距，加之目前多数医疗机构“先入为主”的思维定式和使用习惯，多数国产医疗器械进入医院特别是三级甲等医院困难。尽管国家已经出台了有关鼓励医疗机构采购使用国产医疗器械的政策，但效果并不理想，依然影响着我国医疗器械行业的健康发展。

医疗器械行业的兼并、重组将加速。我国医疗器械行业企业间的横向和纵向一体化的兼并、联合、重组都将出现，生产将加快向大型医疗器械企业集中，中小企业将集中精力专注某种器械或者某种器械零部件的研发工作，或者被大型医疗器械生产企业兼并、重组；部分有实力大型医疗器械企业将并购国外有市场前景、有特色的相关医疗器械企业。医疗器械的流通将加快向全国或区域龙头物流企业集中，中小型经销商将向专业化方向发展，或者被大型医疗器械流通企业兼并、重组。

预测今后5-10年，我国医疗器械行业的“航空母舰”将很可能在珠三角、长三角、或者环渤海地区诞生。

参考资料：

1. https:// mp.weixin.qq.com/s/C27L fcWQXwRn_WM00G7iRg 我国医疗器械行业的四个问题和趋势

2.https://mp.weixin.qq.com/s/H7m8fGq4LqRqg5UJw3FWbw国产医疗器械能取代进口货吗？

作为世界工厂的我们 纺织业 依然是被卡住脖子的

纺织业一直是我们中国出口创汇主要行业，是中国的支柱行业。全世界都是 made in china 的衣服，哪怕现在越南、印尼等东南亚国家制造的衣服多了起来，其实背后还是中国转移出去的企业。

我们虽然是纺织业大国，但我们并不是纺织业强国。根据 附加值微笑曲线

我们依然是处在利润最低又透明的生产环节，负责纺纱、织布、印花染色、成衣制造这些劳动力密集的阶段。而在技术环节，像新型纤维、面料的开发，功能性印染助剂的开发（抗紫外、防水），纺织印染机械的生产；在营销环节，我们缺乏知名的品牌，如今每个大商场都会有物美价廉的服装快销品牌（HM、ZARA、优衣库等等），我们虽然是服装生产大国但国内快销品牌却没有建立起来。

我国目前纺织品多以传统的劳动密集型产品为主，缺乏技术附加值，且多数企业承接的是国外品牌的贴牌生产。

从国外获得订单之后，根据对方设计好的样板及质地要求进行生产，单纯依靠的是我国的劳动成本优势，毫无技术附加值可言。受全球经济不景气的影响，国外客户为了保证自身利益，其进口报价益严苟，挤压我方利润。

外商对中国纺织品的生产环节及生产成本非常清楚，如每件出口产品需要多少原材料，有几道生产工序，每件产品的成本单价如何等。进口商仅在纺织品生产成本之上再加的利润外包给中国纺织企业进行贴牌生产，如此之低的利润使我国纺织品生产企业举步维艰。

但我国纺织企业还不得不接受外商利润极低的报价，因为我国纺织品的技术附加值低、可替代性强，进口商完全可以找到其他厂商代为生产。^[1]

行业标准 卡脖子：

行业内有句话说的好

三流企业做产品
二流企业做品牌
一流企业做标准

当品牌标准无法建立起来，不能做好行业的基石的时候，那再优质的产品也是待宰的羔羊。例如第一个工业化的国家英国，纺织业也是第一次工业革命主要的行业，鼎盛时期几乎垄断全球的纺织贸易。如今英国早已去工业化，不进行直接的产品生产，但是却利用行业标准收割着韭菜。

欧盟、美国、日本都在做着这样的事情，你的产品要通过我所指定的标准，要去指定的检测机构检测否则不认可，很简单的几项性能测试，不要半个小时，就要收取上万块的检测费用，比抢银行还赚钱。

技术 卡脖子：

就目前来看，我们许多的纺织印染设备确实是国外做的好，例如意大利圣东尼的圆网纺织机，德国贝宁格冷堆设备等等，毕竟一台设备几百上千万，卖设备可比织布染布挣钱多了。这也得益于它们有着良好、悠久的工业化的基础；而我们自己在技术封锁情况下，探索的路上举步维艰。

不过国内也有一些优秀企业实现了弯道超车，例如杭州宏华的数码喷墨印花可以和国外企业一争高下。

数码喷墨印花，衣服不用像传统染料染色一样，而是像打印机一样直接把图案在衣服上打印出来，那么这样图案就会非常的精细，颜色丰富。

而传统衣服印花则采用丝网印花，把一个图案不同颜色分离出来制成丝网，让颜色浆料透过去，一个图案需要用到许多网，非常麻烦，而且当网的数量多到一定程度时，图案就会有很大偏差了，也就局限了图案的颜色和复杂程度。

品牌营销 卡脖子

大家可能会有一个固有观念，就是生产衣服这种轻工业有什么可赚钱的，实际上衣服的利润是非常高的。直接说出具体利润其实很难有概念，我们看看这些知名服装企业的老总财富排名。

卖服装的Zara创始人是全球首富。
卖服装的H&M创始人是瑞典首富。
卖服装的优衣库创始人是日本首富。
卖服装的Primark创始人是爱尔兰首富。
卖服装的C&A创始人家族是荷兰首富。
卖服装的bestsellers创始人是丹麦二富。

这还不止，在全球五百强和宇宙最强科技企业如云的美国，上市公司从IPO至今的回报来看，卖运动服装的耐克排在第一，力压沃尔玛、可口可乐、亚马逊、微软、通用电器、麦当劳、迪士尼、苹果和谷歌等世界名企。

假如你在耐克上市的时候买了100块钱股票，现在这些股票的价值是6,000,000元。

而且现在中美关系急剧恶化，去年的贸易战打到现在，美国是下定决心要封锁中国科技领域发展了，于此同时就在前几天，中国纺织业中，色纺纱龙头企业“华孚时尚”也被加入美国的“实体清单”行列，这不仅是要在高端制造领域封锁，还要釜底抽薪，把火烧到了纺织制造业。

美国是铁了心要让中国做血汗工厂

吾辈当自强

我已投身纺织印染业，希望后辈努力，中国不再被牵着鼻子走

参考

1. ^ 薛晨菁. 中国纺织品在全球价值链中的位置变化研究[D].陕西师范大学,2014.