itemscope itemtype="http://schema.org/Article">

О трудностях Китая в мировой конкуренции полупроводников

США блокируют доступ КНР к технологиям производства интегральных микросхем по передовым технологическим нормам

0
413
Время на чтение 6 минут

США блокируют Китаю доступ к полупроводникам

Источник: ФСК

Фото: REUTERS/Jonathan Ernst

 

Курс США на перестройку цепочек поставок в полупроводниковой промышленности с целью вытеснить КНР с мирового рынка полупроводников и затормозить его технологическое развитие сопровождается всё более высокими ограничительными барьерами в отрасли. Сейчас США усиливают давление на мировые полупроводниковые компании, требуя создания мощностей на своей территории и пытаются заблокировать доступ Китая к технологиям производства интегральных микросхем (ИМС) по самым передовым технологическим нормам.

В начале года стало известно, что производитель микросхем памяти Micron Technology из США к концу 2022 г. прекратит производство микросхем оперативной компьютерной памяти (DRAM) в Шанхае, а некоторым из 150 китайских инженеров, работающих на производстве, будут предоставлены льготные условия иммиграции в США или Индию. Показательный пример, свидетельствующий об интенсивности конкуренции между Китаем и США за инженерные кадры в полупроводниковой отрасли.

От того, какое место та или иная страна стремится занять в цепочке поставок на рынке полупроводниковой продукции зависит как её стратегия НИОКР в области микроэлектроники, так и стратегия конкуренции на рынках. Успех в конкуренции с иностранными производителями на внутреннем рынке и технологическая независимость страны в данной отрасли не означает автоматически успех в конкуренции на мировом рынке. И, наоборот, лидерство страны (или просто значимая доля) на мировом рынке ИМС не означает автоматически её технологической независимости. Это последнее относится к Китаю.

Технологическая независимость состоит из двух слагаемых – самостоятельного производства ИМС и производства оборудования для их производства или как минимум контроля за мировой цепочкой поставок комплектующих. Для мирового лидерства добавляется ещё одно условие – наличие производства ИМС по передовой технологии.

В этом смысле только США обладают относительной технологической независимостью в данной отрасли. Китай, хоть и занимает по ряду направлений лидерские позиции на мировом рынке ИМС, но существенно зависит от поставок наиболее передовых образцов, которые он не может производить у себя. Здесь критическим фактором является отсутствие в Китае производства оборудования (фотолитографов) для создания ИМС, и в частности по передовой технологии.

Отсутствие собственного производства литографического оборудования становится проблемой лишь для тех стран, которые ставят цель достичь технологической независимости в электронной промышленности, а значит, и в целом в высоких технологиях, как Россия, или вдобавок к этому борются за лидерство на мировом рынке полупроводников, как КНР.

Иные страны либо всецело полагаются на закупки готовой электронной продукции и комплектующих к ней, либо находятся в орбите американского влияния.

Общая проблема Китая и России – импортозамещение по всем критическим электронным комплектующим на внутреннем рынке – в китайском случае усложняется борьбой за мировое лидерство в полупроводниковом производстве. Её решение затрудняется отсутствием в КНР собственного полного цикла производства литографического оборудования (степперов) для обоих технологических процессов производства интегральных микросхем (ИМС), как для длины волны 193 нм, так и для 13,5 нм. Различие в данных технических процессах определяет основные направления конкуренции на мировом рынке полупроводников в целом, а также стратегию развития Китаем (как и Россией) данной отрасли.

Цель фотолитографии в микроэлектронике — формирование заданного изображения на кремниевой пластине для получения необходимой топологии (количества и порядка размещения транзисторов) микросхемы. Создание ИМС напоминает процесс проявления фотографии, только вместо плёнки служит кремниевая пластина. Внутри литографа (степпера) в процессе фотолитографии свет лазера в ультрафиолетовом диапазоне проходит через поверхность с фотошаблоном, задающим топологию будущей ИМС, проецирует уменьшенную версию схемы размещения транзисторов на кремниевую пластину со светочувствительным материалом (фоторезистом). В результате на ней создаются миниатюрные черты, требуемые для создания миниатюрных транзисторов и контуров внутри современных процессоров. После последующей обработки фоторезиста на пластине, как на фотоплёнке, остается заданный рисунок. Чем меньше длина волны излучения, тем меньше размеры получаемых элементов рисунка.

До недавнего времени абсолютно все ИМС, начиная с начала 90-х годов создавались с использованием ультрафиолетовой литографии со светом на длине волны 193 нм (глубокий ультрафиолет, или DUV-литография).

Чтобы получить в микросхемах структуры меньше примерно 50 нм (14, 10 нм и 7 нм) с использованием DUV-литографии, ведущие производители ИМС вместо одного засвета через одну единую маску с цельным рисунком расположения транзисторов использовали несколько масок с разными рисунками, которые дополняют друг друга (множественное экспонирование). Побочным результатом стало удорожание процесса и увеличение количества бракованных изделий.

Радикальным решением проблемы явилась экстремальная ультрафиолетовая литография (EUV-литография) на длине волны 13,5 нм, которая как раз и позволила создать качественные ИМС размером 10, 7, 5 нм. Технология EUV-литографии использует источник, который излучает свет с длинной волны в 13,5 нанометров, то есть на нижней границе ультрафиолетового спектра. Эти литографы производит только полностью подконтрольная западному капиталу нидерландская компания ASML, являющаяся монополистом в этой области.

Особенностью данной технологии является не только очень высокая стоимость EUV-литографов, но и увеличение количества дорогих расходных материалов (фоторезиста, набор фотошаблонов) для производства одного типа ИМС. Их стоимость может достигать миллионов долларов. В результате EUV-литография становится конкурентоспособной только при массовом производстве, которое достигает десятков миллионов ИМС в год. А это возможно лишь при сбыте продукции на мировом рынке. Все это в совокупности делает технологию EUV-литографии доступной только единичным крупным компаниям, таким как Intel, Samsung, TSMC, Global Foundries.

КНР занимает заметную долю мирового рынка электроники и претендует на лидерство в производстве ИМС по обоим техпроцессам – глубокого (193 нм) и экстремального (13,5 нм) ультрафиолета. Для производства ИМС размером 280, 110 и 90 и 65 нм китайская компания Shanghai Micro Electronic Equipment (SMEE) уже достаточно давно выпускает литографы для DUV-литографии на длине волны 193 нм.

Однако такие китайские компании, как Lenovo, Huawei, Meizu и Xiaomi борются с конкурентами из США, Южной Кореи и Японии за лидерство на мировом рынке смартфонов и вычислительной электроники, где критическое значение имеет минимальный размер транзисторов. Здесь востребованы ИМС, выполненные по техпроцессу 28, 14 и менее 10 нм. Чем меньше размер транзисторов, тем больше их помещается на кремниевой пластине, быстрее проходят вычислительные операции, меньше потребление электроэнергии, дольше служит батарея и в целом выше конкурентоспособность изделия по качеству и цене.

До последнего времени китайские компании беспрепятственно закупали такие ИМС в США и на Тайване. По данным Джона Дэна, главного торгпреда Тайваня, остров экспортирует на материк 40% полупроводников. Кроме того, тайваньские компании, в частности TSMC, имеют в КНР свои производственные площадки.

Однако зависимость китайских производителей от внешних поставок ИМС именно по самому передовому техпроцессу, особенно созданному с использованием экстремального ультрафиолета, стала серьёзной проблемой по мере того, как США при Трампе начали вытеснение Китая с мирового рынка полупроводников. Попытки КНР решить эту проблему закупкой в 2020 г. в Нидерландах у компании ASML EUV-литографов для собственного производства микросхем натолкнулись на отказ правительства этой страны под давлением США. Под американским же давлением в 2022 г. сорван план реконструкции южнокорейской SK Hynix своего завода по производству ИМС в КНР (г. Уси, провинция Цзянсу). Реконструкция предполагала оснащение предприятия передовым оборудованием для наиболее тонких процессов литографии (менее 14 нм).

Стратегическое преимущество конкурентов Китая из Тайваня, США, Ю. Кореи в борьбе за мировое лидерство в полупроводниковой отрасли состоит в том, что они имеют свободный доступ к литографическим станкам (степперам) нидерландского производителя для производства ИМС всех видов, которые наиболее востребованы на мировом рынке. Приобретение ими этих литографов ограничено лишь производственными возможностями ASML, а не политическими ограничениями и санкциями.

Плотно встроенные в подконтрольную США цепочку поставок высокотехнологичного оборудования, Тайвань, Южная Корея и Япония могут печатать микросхемы по самым передовым техническим нормам.

(Окончание следует)

 

Заметили ошибку? Выделите фрагмент и нажмите "Ctrl+Enter".

Организации, запрещенные на территории РФ: «Исламское государство» («ИГИЛ»); Джебхат ан-Нусра (Фронт победы); «Аль-Каида» («База»); «Братья-мусульмане» («Аль-Ихван аль-Муслимун»); «Движение Талибан»; «Священная война» («Аль-Джихад» или «Египетский исламский джихад»); «Исламская группа» («Аль-Гамаа аль-Исламия»); «Асбат аль-Ансар»; «Партия исламского освобождения» («Хизбут-Тахрир аль-Ислами»); «Имарат Кавказ» («Кавказский Эмират»); «Конгресс народов Ичкерии и Дагестана»; «Исламская партия Туркестана» (бывшее «Исламское движение Узбекистана»); «Меджлис крымско-татарского народа»; Международное религиозное объединение «ТаблигиДжамаат»; «Украинская повстанческая армия» (УПА); «Украинская национальная ассамблея – Украинская народная самооборона» (УНА - УНСО); «Тризуб им. Степана Бандеры»; Украинская организация «Братство»; Украинская организация «Правый сектор»; Международное религиозное объединение «АУМ Синрике»; Свидетели Иеговы; «АУМСинрике» (AumShinrikyo, AUM, Aleph); «Национал-большевистская партия»; Движение «Славянский союз»; Движения «Русское национальное единство»; «Движение против нелегальной иммиграции»; Комитет «Нация и Свобода»; Международное общественное движение «Арестантское уголовное единство»; Движение «Колумбайн»; Батальон «Азов»; Meta

Полный список организаций, запрещенных на территории РФ, см. по ссылкам:
https://minjust.ru/ru/nko/perechen_zapret
http://nac.gov.ru/terroristicheskie-i-ekstremistskie-organizacii-i-materialy.html

Иностранные агенты: «Голос Америки»; «Idel.Реалии»; «Кавказ.Реалии»; «Крым.Реалии»; «Телеканал Настоящее Время»; Татаро-башкирская служба Радио Свобода (Azatliq Radiosi); Радио Свободная Европа/Радио Свобода (PCE/PC); «Сибирь.Реалии»; «Фактограф»; «Север.Реалии»; Общество с ограниченной ответственностью «Радио Свободная Европа/Радио Свобода»; Чешское информационное агентство «MEDIUM-ORIENT»; Пономарев Лев Александрович; Савицкая Людмила Алексеевна; Маркелов Сергей Евгеньевич; Камалягин Денис Николаевич; Апахончич Дарья Александровна; Понасенков Евгений Николаевич; Альбац; «Центр по работе с проблемой насилия "Насилию.нет"»; межрегиональная общественная организация реализации социально-просветительских инициатив и образовательных проектов «Открытый Петербург»; Санкт-Петербургский благотворительный фонд «Гуманитарное действие»; Мирон Федоров; (Oxxxymiron); активистка Ирина Сторожева; правозащитник Алена Попова, социолог Искэндэр Ясавеев, журналист Евгения Балтатарова; писатель Дмитрий Глуховский; Социально-ориентированная автономная некоммерческая организация содействия профилактике и охране здоровья граждан «Феникс плюс»; автономная некоммерческая организация социально-правовых услуг «Акцент»; некоммерческая организация «Фонд борьбы с коррупцией»; программно-целевой Благотворительный Фонд «СВЕЧА»; Красноярская региональная общественная организация «Мы против СПИДа»; некоммерческая организация «Фонд защиты прав граждан»; интернет-издание «Медуза»; «Аналитический центр Юрия Левады» (Левада-центр); ООО «Альтаир 2021»; ООО «Вега 2021»; ООО «Главный редактор 2021»; ООО «Ромашки монолит»; M.News World — общественно-политическое медиа;Bellingcat — авторы многих расследований на основе открытых данных, в том числе про участие России в войне на Украине; МЕМО — юридическое лицо главреда издания «Кавказский узел», которое пишет в том числе о Чечне.

Списки организаций и лиц, признанных в России иностранными агентами, см. по ссылкам:
https://minjust.gov.ru/ru/documents/7755/
https://ria.ru/20201221/inoagenty-1590270183.html
https://ria.ru/20201225/fbk-1590985640.html

РНЛ работает благодаря вашим пожертвованиям.
Комментарии
Оставлять комментарии незарегистрированным пользователям запрещено,
или зарегистрируйтесь, чтобы продолжить

Сообщение для редакции

Фрагмент статьи, содержащий ошибку:
Виктор Пироженко
«Лучший способ гарантировать, что войны не будет, – это иметь силу, чтобы выиграть её»
С прицелом на возможную военную операцию на Тайване
15.11.2022
В отношениях Китай – США поворотный момент пройден
В последние дни Китай создал для США ситуацию принципиальной неопределённости относительно своих военных намерений в тайваньском вопросе
11.08.2022
Китай на пути к независимости от иностранных технологий в области производства полупроводников
Опора на собственные силы и кооперация с региональными партнёрами
05.07.2022
В США осмысливают слабости «украинской схемы» сдерживания России
Особое место при подготовке тайваньского кризиса США отводят Индии и Японии
18.06.2022
Все статьи Виктор Пироженко
Последние комментарии
Образец великого борца за Россию и русскую литературу
Новый комментарий от Мирянин
27.11.2022 03:37
Одна большая ошибка длиною в 9 лет
Новый комментарий от Наблюдатель
27.11.2022 02:39
Корни астрологии – в Вавилоне
Новый комментарий от E.O.
27.11.2022 00:48
Нам нужны заметные, прорывные результаты
Новый комментарий от Адриан Послушник
26.11.2022 21:07
1000 объектов на Украине принадлежат российским олигархам
Новый комментарий от наталья чистякова
26.11.2022 17:22