Thành công gần đây của Huawei trong việc phát triển chip Kirin 9000S nút 7nm cùng SMIC – nhà sản xuất bán dẫn hàng đầu của Trung Quốc, đã gây ra một làn sóng chấn động trong cộng đồng công nghệ toàn cầu. Điều đặc biệt hấp dẫn là làm thế nào Huawei thực hiện được điều này mà không cần truy cập vào các công cụ EDA của Mỹ?
Trung Quốc đã thiết kế chip Kirin 9000S như thế nào trong bối cảnh cấm vận của công cụ EDA?
Tự động hóa thiết kế điện tử, hay EDA, là tập hợp phần mềm, phần cứng và dịch vụ với mục tiêu chung là hỗ trợ xác định, lập kế hoạch, thiết kế, triển khai, xác minh và sản xuất các thiết bị bán dẫn hoặc chip. Với sự phát triển của các ứng dụng bán dẫn trên nhiều khía cạnh hiện nay (AI, Xe tự lái, IoT, v.v.), EDA đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hàng tỷ bóng bán dẫn, các loại chip và công nghệ hoạt động một cách trơn tru, đáp ứng các mục tiêu hiệu suất cao.
Các công cụ EDA được cho là hỗ trợ các kỹ sư thiết kế tối ưu hóa hiệu suất, bằng cách giảm thời gian thiết kế khi họ cung cấp các phân tích kiến trúc, xác minh, thiết kế vật lý, sản xuất, IP bán dẫn, v.v.
Huawei đã phải đối mặt với thách thức lớn vì các công cụ EDA – “cánh tay đắc lực” trong việc phát triển chip, đang bị Hoa Kỳ hạn chế xuất khẩu sang Trung Quốc. Vậy làm cách nào Huawei vẫn thiết kế được chip Kirin 9000S? Để giải đáp các thắc mắc này, Nikkei Asia đã tổ chức hội thảo trực tuyến với sự tham gia của Chris Miller, tác giả cuốn sách bán chạy nhất Chip War, nhằm khám phá những câu chuyện hấp dẫn về nỗ lực tự chủ chất bán dẫn của Huawei, từ EDA đến đóng gói.
Trong hội thảo nói trên, Dan Hutcheson, phó chủ tịch của TechInsights đã đặt câu hỏi “Các công cụ EDA đến từ đâu?”, làm thế nào Huawei có thể thiết kế được chip Kirin 9000S trong thời gian ngắn như vậy, trong khi những công ty thống trị EDA như Synopsys, Cadence và Siemens Mentor đều có trụ sở tại Mỹ (chiếm khoảng 75% thị phần vào năm 2021) và chịu ràng buộc bởi cấm vận. Bất chấp những hạn chế xuất khẩu, Huawei dường như đã đạt được tiến bộ đáng kể nhờ hai lý do dưới đây.
Hạn chế xuất khẩu “chưa hiệu quả”: Yếu tố kiến trúc GAAFET
Mặc dù IP EDA không nằm trong danh sách hạn chế xuất khẩu, nhưng phần mềm cần thiết cho các IC thiết kế với cấu trúc GAAFET, phù hợp với các quy trình dưới 3nm, lại phải đối mặt với lệnh cấm vận. Kirin 9000S của Huawei, được sản xuất bằng công nghệ N+2 7nm của SMIC, phù hợp với kiến trúc FinFET, giúp các công cụ EDA cần thiết có thể truy cập được ở Trung Quốc.
Eric Chen, nhà phân tích bán dẫn của DIGITIMES Research nhận xét rằng Huawei có khả năng thiết kế chip 7nm ngay cả trước khi bị đưa vào Danh sách bị cấm vận. Họ chỉ cần lấy lại thiết kế cũ của chip thế hệ trước, thực hiện một số nâng cấp và điều chỉnh để có thiết kế chip mới. Bằng cách đó, chiếc Kirin 9000S đã sẵn sàng cho vào xưởng đúc.
Cuộc tranh luận về vi phạm bản quyền: Sử dụng phần mềm EDA trong bối cảnh hạn chế
Mặc dù các nhà cung cấp bị hạn chế thực hiện bất kỳ giao dịch nào với doanh nghiệp Trung Quốc, các chuyên gia trong ngành vẫn chỉ ra khả năng Huawei và HiSilicon sử dụng phần mềm EDA lậu để vượt qua thách thức. Một cựu nhân viên của HiSilicon tiết lộ rằng các giấy phép có thời hạn 10 năm đã được mua rất nhiều trước lệnh cấm vận vào năm 2019, hỗ trợ thiết kế chip Kirin 9000S nhờ công cụ EDA cho chip 7nm.
Sự trỗi dậy của ngành công nghiệp EDA của Trung Quốc
Empyrean Technology, công ty công cụ EDA nội địa lớn nhất Trung Quốc, báo cáo mức tăng trưởng đáng kể, phản ánh thành công chung của ngành EDA Trung Quốc. Cụ thể, doanh thu của họ có mức tăng trưởng 51,9% trong nửa đầu năm 2023 (so với cùng kỳ năm ngoái).
Ngoài Empyrean, Huawei cũng cam kết thử nghiệm các công cụ/ phần mềm EDA cho các chip tiên tiến hơn (trên 14nm), nhấn mạnh hơn nữa sự hợp tác đang nở rộ giữa các công ty EDA trong nước, theo thông báo của Chủ tịch luân phiên Huawei Xu Zhijun vào đầu năm 2023.
Nguồn: Viện ChipInsights, do DIGITIMES tổng hợp, tháng 10 năm 2023
Ngoài Empyrean, các công ty khác như Primarius và các công ty khởi nghiệp như Shanghai Ledatech, S2C của SMiT, XEPIC, Shanghai Univista và Cellixsoft đang đóng góp vào bối cảnh EDA sôi động ở Trung Quốc. Sự lạc quan được thúc đẩy bởi chính quyền địa phương trợ cấp cho các công ty thiết kế vi mạch sử dụng các công cụ EDA trong nước.
Một giám đốc điều hành công ty EDA Trung Quốc cũng chia sẻ quan điểm lạc quan của mình về triển vọng của ngành EDA địa phương của Trung Quốc vì thị trường EDA ngày càng phát triển đòi hỏi phải mở ra cơ hội thay thế trong nước.
Nguồn thông tin:
https://www.synopsys.com/glossary/what-is-electronic-design-automation.html#b