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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，采用這些材料生產出來的設備具備更高的軍事潛力。

按照材料性質劃分，半導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，被廣泛應用于光電子和微電子領域；

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

氧化鎵、金剛石等被視為第四代半導體材料。

北京科技大學教授李成明曾介紹，氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導體材料，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、強輻射等極端環境下保持穩定的性質；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。

從市場調查公司富士經濟2019年6月對寬禁帶功率半導體元件的全球市場預測來看，2030年氧化鎵功率元件的市場規模將會達到1542億日元（約合人民幣92.8億元），這個市場規模甚至超過氮化鎵功率元件的規模（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、高校和研究所都對氧化鎵的性能寄予厚望，但距離真正實際應用還需要解決很多關鍵的瓶頸問題。這種材料研發上遇到的障礙主要有兩方面，一是大尺寸高質量單晶的制作，目前僅有日企研發出6英寸單晶，但還未實現批量供貨；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，在大規模實際應用方面還有欠缺。

中國科技部今年已將氧化鎵列入“十四五重點研發計劃”。而美國目前正從前沿軍事技術布局的角度大力發展氧化鎵材料。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合作，開發耐更高電壓、尺寸更小、更耐輻射的氧化鎵功率器件。

需要指出的是，盡管在半導體襯底材料中有代際劃分的說法，但并不能籠統地認為“后一代優于前一代”。第二代、第三代半導體并不能取代第一代半導體，而是根據不同材料的特性，在不同領域應用。

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

ECAD是一類用于設計、分析、優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，是專門被用于開發具有全柵極場效應晶體管 (GAAFET) 結構集成電路的軟件。

GAAFET晶體管結構是實現3nm及以下技術節點的關鍵。該技術使生產更快、更節能、更耐輻射的集成電路成為可能，可以用于推進許多商業和軍事應用，包括國防和通信衛星。

今年6月，三星已使用GAAFET技術量產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晶體管結構，最早到2nm制程時才會使用GAAFET結構。

曾有半導體行業媒體撰文指出，采用GAAFET晶體管結構制造的芯片，性能有望提升25%，功耗降低50%。而使用FinFET結構，性能和功耗的改善大致都在15%到20%的范圍內。但兩種技術的難度和成本應該并不相同。

元達律師事務所資深顧問詹凱向觀察者網指出，用于開發GAAFET晶體管結構的ECAD軟件將被美國添加到新的出口管制分類編號3D006下的商業管制清單（CCL）中。對于在NS列中帶有“X”的國家/地區，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領域是比較困難的，因為這將給當前已經面臨嚴重不確定性的半導體產業帶來巨大傷害。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，而不是全產品線和產業鏈均需要使用的EAD產品。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，國內已涌現出華大九天、廣立微、概倫電子、芯和半導體等多家EDA廠商。今年6月，被視為國產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計和數字電路設計EDA工具產品中，部分工具能夠支持5nm先進工藝制程，達到國際領先水平。但尚未實現全部工具對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，該公司數字電路設計EDA工具尚未實現全流程的覆蓋，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（Pressure Gain Combustion，PGC）

BIS公告稱，壓力增益燃燒技術在陸地和航空航天領域具有廣泛的應用潛力，涉及應用包括火箭和高超音速系統等。2020年，美國國家科學院曾把壓力增益燃燒等技術列入先進燃氣輪機十大優先研究領域。該技術利用多種物理現象，包括共振脈沖燃燒、定容燃燒和爆震，導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中的發動機使用了這項技術，但已經有大量研究指向潛在生產。

根據BIS公告，對氧化鎵、金剛石以及壓力增益燃燒技術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，這四項技術被美國納入新的出口管制后，美國政府可能會設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勢的新技術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置不同的管制要求。比如同一個半導體材料，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，很可能就無法拿到許可證。

“對中國企業而言，如果未來美國在半導體領域加速與中國脫鉤，中國企業一方面可能要加速去美化，也就是說在半導體領域里，要盡量減少對美國的依賴。另一方面也要注意，供應商中有沒有受到美國制裁的企業，一旦與受到美國制裁的企業進行相關交易的話，可能自己也會受到美國制裁。”楊杰分析稱。

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，對他國特定企業進行打壓遏制，這是對自由貿易規則的嚴重破壞，對全球產業鏈供應鏈安全的嚴重威脅，也是對包括美國在內的各國人民福祉利益的嚴重損害。

盡管在目前的大環境下，美國繼續出手打壓中國相關產業的概率很大，但也有業內人士向觀察者網指出，美國能夠使用的手段其實比較有限，不可能像美商務部長雷蒙多所說的那樣，輕易就能讓某家企業“關門”。

首先，全球半導體產業離不開中國半導體產業的配合。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備，全球半導體供應鏈將面臨中斷，美國企業也將成為受害者。當前，半導體制造業在東亞的聚集，不僅是美國產業的選擇，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體制造業，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。特朗普執政時期，試圖施壓讓制造業回流美國，但他們很難說服普通人前往汽車制造業、鋼鐵業以及技術含量更高的半導體制造業就業。一是因為半導體制造需要高強度工作，二是人才培訓不可能短期完成。

“美國的干擾會一直存在，但具體作用沒有那么夸張。”前述業內人士認為，半導體對整個國民經濟和工業發展起著至關重要的作用，中國半導體產業要做好長期艱苦奮斗的打算，不能急功近利。

“我認為半導體產業并不是人和人的競爭，甚至也不是企業之間的競爭，而是國家間的競爭。”他指出，國內政策對半導體產業的支持力度還遠遠沒有到頭，“比起當年對高鐵、光伏等行業的支持，政策方面還有很多牌可以出，還有很多工作可以做，中國半導體未來還是充滿希望的。”

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