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氧化鎵（Gallium Oxide，Ga2O3）和金剛石（diamond）

BIS公告稱，氧化鎵和金剛石是可以在更惡劣條件下工作的半導(dǎo)體材料，能承受更高的電壓或更高的溫度，采用這些材料生產(chǎn)出來的設(shè)備具備更高的軍事潛力。

按照材料性質(zhì)劃分，半導(dǎo)體襯底目前大致可劃分為四代：

第一代以硅（Si）、鍺（Ge），為代表，主要應(yīng)用于低壓、低頻、低功率的部分功率器件、集成電路；

第二代以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等為代表，被廣泛應(yīng)用于光電子和微電子領(lǐng)域；

第三代以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體為代表，在介電常數(shù)、導(dǎo)熱率及工作溫度等方面具有顯著優(yōu)勢，目前已逐步應(yīng)用在5G通信、新能源汽車、光伏等領(lǐng)域；

氧化鎵、金剛石等被視為第四代半導(dǎo)體材料。

北京科技大學(xué)教授李成明曾介紹，氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料，與碳化硅、氮化鎵相比，氧化鎵的禁帶寬度達到了4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化鎵的3.4eV，確保了其抗輻照和抗高溫能力，可以在高低溫、強輻射等極端環(huán)境下保持穩(wěn)定的性質(zhì)；而其高擊穿場強的特性則確保了制備的氧化鎵器件可以在超高電壓下使用，有利于提高載流子收集效率。

從市場調(diào)查公司富士經(jīng)濟2019年6月對寬禁帶功率半導(dǎo)體元件的全球市場預(yù)測來看，2030年氧化鎵功率元件的市場規(guī)模將會達到1542億日元（約合人民幣92.8億元），這個市場規(guī)模甚至超過氮化鎵功率元件的規(guī)模（1085億日元，約合人民幣65.1億元）。

目前，針對氧化鎵展開研究的各大企業(yè)、高校和研究所都對氧化鎵的性能寄予厚望，但距離真正實際應(yīng)用還需要解決很多關(guān)鍵的瓶頸問題。這種材料研發(fā)上遇到的障礙主要有兩方面，一是大尺寸高質(zhì)量單晶的制作，目前僅有日企研發(fā)出6英寸單晶，但還未實現(xiàn)批量供貨；二是氧化鎵材料大功率、高效率電子器件還處于實驗室階段的研發(fā)，在大規(guī)模實際應(yīng)用方面還有欠缺。

中國科技部今年已將氧化鎵列入“十四五重點研發(fā)計劃”。而美國目前正從前沿軍事技術(shù)布局的角度大力發(fā)展氧化鎵材料。美國空軍研究實驗室、美國海軍實驗室和美國宇航局，積極尋求與美國高校和全球企業(yè)合作，開發(fā)耐更高電壓、尺寸更小、更耐輻射的氧化鎵功率器件。

需要指出的是，盡管在半導(dǎo)體襯底材料中有代際劃分的說法，但并不能籠統(tǒng)地認為“后一代優(yōu)于前一代”。第二代、第三代半導(dǎo)體并不能取代第一代半導(dǎo)體，而是根據(jù)不同材料的特性，在不同領(lǐng)域應(yīng)用。

電子計算機輔助設(shè)計軟件（Electronic Computer-Aided Design，ECAD）

ECAD是一類用于設(shè)計、分析、優(yōu)化和驗證集成電路或印刷電路板性能的軟件工具。

BIS公告稱，此次被納入管制范圍ECAD軟件，是專門被用于開發(fā)具有全柵極場效應(yīng)晶體管 (GAAFET) 結(jié)構(gòu)集成電路的軟件。

GAAFET晶體管結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)3nm及以下技術(shù)節(jié)點的關(guān)鍵。該技術(shù)使生產(chǎn)更快、更節(jié)能、更耐輻射的集成電路成為可能，可以用于推進許多商業(yè)和軍事應(yīng)用，包括國防和通信衛(wèi)星。

今年6月，三星已使用GAAFET技術(shù)量產(chǎn)3nm制程芯片，尚未公布具體客戶名單。而臺積電已宣布，3nm制程仍將采用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)，最早到2nm制程時才會使用GAAFET結(jié)構(gòu)。

曾有半導(dǎo)體行業(yè)媒體撰文指出，采用GAAFET晶體管結(jié)構(gòu)制造的芯片，性能有望提升25%，功耗降低50%。而使用FinFET結(jié)構(gòu)，性能和功耗的改善大致都在15%到20%的范圍內(nèi)。但兩種技術(shù)的難度和成本應(yīng)該并不相同。

元達律師事務(wù)所資深顧問詹凱向觀察者網(wǎng)指出，用于開發(fā)GAAFET晶體管結(jié)構(gòu)的ECAD軟件將被美國添加到新的出口管制分類編號3D006下的商業(yè)管制清單（CCL）中。對于在NS列中帶有“X”的國家/地區(qū)，出于國家安全 (NS) 和反恐 (AT) 的原因，這將需要出口許可證，包括中國也屬于受限國家。

他認為，美國嚴格限制EDA領(lǐng)域是比較困難的，因為這將給當前已經(jīng)面臨嚴重不確定性的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來巨大傷害。本次美國采取的臨時禁令和之前判斷一致，主要針對的是“3nm及以下”先進制程的ECAD，而不是全產(chǎn)品線和產(chǎn)業(yè)鏈均需要使用的EAD產(chǎn)品。從這個角度看，美方“小院高墻”的出口管制政策并沒有改變。

目前，國內(nèi)已涌現(xiàn)出華大九天、廣立微、概倫電子、芯和半導(dǎo)體等多家EDA廠商。今年6月，被視為國產(chǎn)EDA龍頭的華大九天在招股書中披露，該公司目前模擬電路設(shè)計和數(shù)字電路設(shè)計EDA工具產(chǎn)品中，部分工具能夠支持5nm先進工藝制程，達到國際領(lǐng)先水平。但尚未實現(xiàn)全部工具對5nm先進工藝制程的支持，與國際頂尖水平存在一定差距。此外，該公司數(shù)字電路設(shè)計EDA工具尚未實現(xiàn)全流程的覆蓋，與國際巨頭也存在一定差距。

圖源：華大九天招股書（注冊稿）

壓力增益燃燒技術(shù)（Pressure Gain Combustion，PGC）

BIS公告稱，壓力增益燃燒技術(shù)在陸地和航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，涉及應(yīng)用包括火箭和高超音速系統(tǒng)等。2020年，美國國家科學(xué)院曾把壓力增益燃燒等技術(shù)列入先進燃氣輪機十大優(yōu)先研究領(lǐng)域。該技術(shù)利用多種物理現(xiàn)象，包括共振脈沖燃燒、定容燃燒和爆震，導(dǎo)致穿過燃燒器的有效壓力上升，而消耗的燃燒量相同，有潛力把燃氣渦輪發(fā)動機效率提高10%以上。不過，BIS目前尚無法確認任何正在生產(chǎn)中的發(fā)動機使用了這項技術(shù)，但已經(jīng)有大量研究指向潛在生產(chǎn)。

根據(jù)BIS公告，對氧化鎵、金剛石以及壓力增益燃燒技術(shù)的出口管制將自今年8月15日起生效，對ECAD軟件的出口管制將在自今年8月15日起60天后生效。

楊杰告訴觀察者網(wǎng)，這四項技術(shù)被美國納入新的出口管制后，美國政府可能會設(shè)定新的許可證和要求。而BIS所提到的對美國國家安全造成嚴重影響，往往是對美國的軍事優(yōu)勢存在一定威脅。未來也不排除美國把更多自身掌握一定優(yōu)勢的新技術(shù)和新物項納入出口管制，從而加強對中國的打壓。

他分析指出，美國的出口管制是針對不同的物項和不同的最終用戶設(shè)置不同的管制要求。比如同一個半導(dǎo)體材料，如果向英國出口可能就不需要特別的許可證，但如果出口到中國，可能就需要特殊的許可證。甚至也有可能禁止對華出口，像一些被列入實體清單的中國企業(yè)，很可能就無法拿到許可證。

“對中國企業(yè)而言，如果未來美國在半導(dǎo)體領(lǐng)域加速與中國脫鉤，中國企業(yè)一方面可能要加速去美化，也就是說在半導(dǎo)體領(lǐng)域里，要盡量減少對美國的依賴。另一方面也要注意，供應(yīng)商中有沒有受到美國制裁的企業(yè)，一旦與受到美國制裁的企業(yè)進行相關(guān)交易的話，可能自己也會受到美國制裁?！睏罱芊治龇Q。

對于美國頻繁動用出口管制等手段打壓中企，中國外交部早就表明過態(tài)度：美國動用國家力量，泛化國家安全，不斷濫用出口管制等措施，對他國特定企業(yè)進行打壓遏制，這是對自由貿(mào)易規(guī)則的嚴重破壞，對全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全的嚴重威脅，也是對包括美國在內(nèi)的各國人民福祉利益的嚴重損害。

盡管在目前的大環(huán)境下，美國繼續(xù)出手打壓中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的概率很大，但也有業(yè)內(nèi)人士向觀察者網(wǎng)指出，美國能夠使用的手段其實比較有限，不可能像美商務(wù)部長雷蒙多所說的那樣，輕易就能讓某家企業(yè)“關(guān)門”。

首先，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)離不開中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的配合。荷蘭光刻機巨頭阿斯麥就曾直言，如果美國迫使該公司停止向中國大陸銷售其主流光刻設(shè)備，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈將面臨中斷，美國企業(yè)也將成為受害者。當前，半導(dǎo)體制造業(yè)在東亞的聚集，不僅是美國產(chǎn)業(yè)的選擇，也是全球化資源配置最高效的辦法。

第二，美國政府試圖重建本土半導(dǎo)體制造業(yè)，不見得符合全部美國資本的立場，甚至也不符合美國勞動者的立場。特朗普執(zhí)政時期，試圖施壓讓制造業(yè)回流美國，但他們很難說服普通人前往汽車制造業(yè)、鋼鐵業(yè)以及技術(shù)含量更高的半導(dǎo)體制造業(yè)就業(yè)。一是因為半導(dǎo)體制造需要高強度工作，二是人才培訓(xùn)不可能短期完成。

“美國的干擾會一直存在，但具體作用沒有那么夸張?！鼻笆鰳I(yè)內(nèi)人士認為，半導(dǎo)體對整個國民經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要做好長期艱苦奮斗的打算，不能急功近利。

“我認為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)并不是人和人的競爭，甚至也不是企業(yè)之間的競爭，而是國家間的競爭?！彼赋?，國內(nèi)政策對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支持力度還遠遠沒有到頭，“比起當年對高鐵、光伏等行業(yè)的支持，政策方面還有很多牌可以出，還有很多工作可以做，中國半導(dǎo)體未來還是充滿希望的?！?

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