На днях Китайская ассоциация науки и технологий (CAST) перечислила проблемы, с которыми сталкивается страна в полупроводниковой промышленности. Их немало, включая дефицит квалифицированных кадров, сложности с логистикой и давление торговых санкций. Но основная проблема — отсутствие современных литографов и возможности производить их внутри страны.
Индустрия развивается, но есть одна неприятность
Если говорить о любых проблемах индустрии, кроме литографов, то КНР более-менее успешно их решает. Несколько лет назад правительство КНР разработало программу развития электронной отрасли, выделив более триллиона долларов США на эти нужды. Государственный проект называется Made in China 2025. Средства выделяются постепенно, поддержка направляется крупнейшим профильным компаниям — например, Alibaba Group, Huawei Technologies Co. Ltd, SenseTime Group Ltd.
Все это дает плоды. Китай продолжает увеличивать объемы выпускаемых интегральных микросхем — даже в условиях жестких санкций со стороны США. Результаты известны — например, в марте 2023 года производство полупроводников увеличилось сразу на 28,4%. В абсолютном значении это 36,2 млрд различных электронных компонентов. В I квартале 2024 года было выпущено почти 100 млрд чипов — это на 40% больше, чем в последнем квартале 2023 г.
По мнению экспертов из TrendForce, к 2027 году доля Китая в глобальном производстве чипов достигнет 39%. Прежде всего речь идет о поставках так называемых «зрелых» микросхем, то есть тех, что выпущены по технологиям прошлых лет. Это 28-нм и менее современные техпроцессы.
Здесь и кроется основная проблема — отсутствие доступа у КНР к новым литографам, которые нужны для выпуска современных чипов. Решить ее не так просто, но Китай очень старается.
Немного подробностей
Объем внутреннего производства инструментов для изготовления чипов в Китае для полупроводниковой индустрии — около 20%. Отечественные инструменты для литографии составляют менее 1% (по сравнению с 93% ASML на мировом рынке).
Китайские компании уже закупили большое количество литографов. Они умудряются покупать их и сейчас, несмотря на санкции, но оптовые закупки все равно невозможны. Договоры относительно приобретения литографов привлекают большое внимание со стороны регуляторов.
Проблема здесь не только в том, что литографы недоступны напрямую. Но и в том, что поставщики таких систем не могут заниматься ремонтом и обслуживанием машин, которые были проданы в Поднебесную раньше. Тоже из-за торговых санкций. Если такая система выходит из строя, починить ее либо некому, либо ремонт длится дольше, чем нужно. Причем далеко не факт, что под рукой окажется запчасть, которая нужна для восстановления, ведь их поставки в Китай тоже запрещены.
Выход есть
Китайские компании ищут способы производить собственные литографы, и у некоторых из них неплохо получается. Так, в конце 2023 года Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE) анонсировала создание первого китайского литографического сканера, предназначенного для выпуска чипов по 28-нм техпроцессу.
SMEE — далеко не ноунейм. Она достаточно крупная, но раньше производила лишь литографические сканеры серии SSA600. Они предназначались для работы с техпроцессами прошлых лет — 90-нм, 110-нм и 280-нм. 28-нм технологию нельзя назвать суперсовременной, но все же она актуальна для многих отраслей. Новый сканер получил название SSA/800-10W. Для его производства используются лишь сырье и компоненты из КНР. Импорта из-за рубежа нет, так что санкции повлиять на работу компании не могут.
Еще одна компания из Китая, SMIC, модифицировала свое оборудование DUV, добавив компоненты осаждения и травления. Это позволило обойти заявленные технические ограничения, и SMIC теперь может выпускать 5-нм чипы. Однако стоимость процессоров будет выше, чем у TSMC. Все потому, что оборудование не позволяет наладить выпуск чипов с низким уровнем брака. Машины не слишком качественные, поэтому «выход» пригодных к работе чипов составляет примерно треть от того, что предлагает TSMC. Но это лучше, чем ничего.
Эта же компания вместе с Huawei запатентовала технологию литографии самовыравнивающимся четырехкратным рисунком (self-aligned quadruple patterning, SAQP) для производства микросхем по топологии 3 нанометра. Конечно, путь от патента до развертывания всей необходимой инфраструктуры будет долгим. Но если помнить, что партнеры — это две крупнейшие в Китае компании, которые производят собственные чипы, все это звучит уже не так фантастично. К тому же SAQP — технология, разработанная самими китайцами, то есть санкции всего этого не коснутся.
Китай использует сразу несколько стратегий для развертывания производства современных чипов в стране:
закупка литографических машин прошлых лет, которые не подлежат санкциям;
модернизация таких систем, их доработка для выпуска более современных чипов;
использование литографов, которые ввезли в страну раньше;
разработка ПО для проектирования чипов;
создание собственных литографов, пусть и работающих по устаревшим технологиям.
Бизнес и правительство Китая понимают, что если не создать надежные литографы по выпуску современных чипов, страна безнадежно отстанет в электронной гонке. Удастся ли Китаю преодолеть сложности, будет понятно в 2027 году, когда государственная поддержка крупных компаний закончится.
Комментарии (14)
almaz1c
22.07.2024 17:28Ну 28 нм от SMEE, - имхо, это не так уж и плохо. От простого к сложному. Ещё 5-10 лет и начнет теснить предельно политизированный ASML.
amartology
22.07.2024 17:28Только вот они его уже десять лет обещают, и до сих пор не сделали. В 2023 году они его тоже в очередной раз анонсировали, а не сделали)
almaz1c
22.07.2024 17:28Печально, если так. Все же будем ждать новостей от SMEE. Так же как и от ЗНТЦ по поводу 130/350нм.
amartology
22.07.2024 17:28+1Вот что легко гуглится в новостях.
2020: Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) will deliver the first domestic 28nm lithography machine between 2021 and 2022, helping narrow the gap with the world’s chip-making technology, industry websites said.
2021: While some in the industry say that SMEE might be capable of starting to sell this tool as soon as in Q4 2021, others question such a schedule.2023: New reports backed by state media claim that the launch of SMEE’s 28 nm lithography machine is imminent, at the latest by year-end 2023.
И есть серьезные причины полагать, что так будет продолжаться и дальше, особенно с учетом того, что большая госпрограмма по поддержки микроэлектроники в Китае заканчивается в следующем году.
z-h-y
22.07.2024 17:28+1Иногда создается впечатление, что хабр - китайский сайт, а комменты пишут исключительно китайцы. Все радуются успехам китайцев, одобряют или высказывают претензии их правильному или неправильному развитию. Похоже, на собственное развитие ни у кого даже надежды нет.
amartology
22.07.2024 17:28+1SMIC... модифицировала свое оборудование DUV, добавив компоненты осаждения и травления
Модицифировали литограф, сделав его еще и аппаратом для травления? Вам ничего не кажется странным в этой фразе? Она звучит как "модифицировали мотоцикл, добавив к нему функциональность бетономешалки".
К тому же SAQP — технология, разработанная самими китайцами, то есть санкции всего этого не коснутся.
ЛОЛ ок, SAQP как "технология" - это все же не китайкое изобретение, она активно применяется по всему миру уже лет пятнадцать. Может все-таки стоит хотя бы википедию открывать, когда статьи пишете? SMIC и Huawei запатентовали способ реализации SAQP, а не сам SAQP. Этот патент имеет примерно такую же технологическую ценность, как патент на форму корпуса айфона.
Так, в конце 2023 года Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE) анонсировала создание первого китайского литографического сканера, предназначенного для выпуска чипов по 28-нм техпроцессу.
Они уже лет десять раз в год анонсируют, что через год литограф по 28 нм будет. И в очередной раз после этого анонса не произошло вообще ничего. По факту как десять лет назад у них ничего не было, так и сейчас нет.
Daddy_Cool
Очень интересно, но тема не раскрыта.
Что именно не получается делать у китайцев?
Общие принципы работы литографов известны, вот голландцы же делают? Очевидно, всё упирается в незнание каких-то конкретных технологий. А в конкретных технологиях всё упирается в какие-то ноу-хау. Но! А как же привлечение своих умных научных сотрудников? Как же привлечение специалистов из-за рубежа? А как же промышленный шпионаж
первым деломв конце-концов? Я почему-то думаю, что причины в плохом менеджменте и недостатке воли у руководства. Возможно причины в менталитете.Может быть еще вариант, что сделать современный литограф Китай может - но он будет стоить как чугунный мост в степени крыла от самолета и окупится к моменту смерти вселенной, тогда мои претензии снимаются.
SinsI
Не очевидно, ведь речь идёт не об экспериментальном, а об массовом промышленном производстве - а оно будет расчитанно на доступную продукцию..
Там могут быть технологии, сделаные под параметры материалов, производимой одной конкретной шахтой. Переход на аналоги от других производителей потребует новой многолетней научной работы для их адаптации.
Grikhan
"современный" - это про гонку. Сначала нужно освоить менее "современные" и занять долю мирового рынка. Если ты производишь только для внутренних нужд втридорога, что возможно только в условиях господдержки, то это не про импортозамещение, не про технологическую независимость и не про другие красивые лозунги, а про распил. Себестоимость снижается только за счет массовости, при которой автоматизация становится выгодной.
S_gray
Сокращаем фразу. "Если ты производишь только для внутренних нужд...[бла, бла-бла], то это... распил" То есть, внутренних нужд не существует, - есть только внешний рынок. Массовость... Рассуждая логически, должен настать момент, когда внешний рынок будет недостаточно массовым и любая разработка будет относится "знающими людьми" в категорию "распил". Всё, - производство остановлено, цивилизация умерла... Хоть каплю логики-то добавьте в свою "глобальную экономику".
Глобальная экономика - это, всего-навсего, про эксплуатацию бедных стран (с низкой стоимостью рабочей силы) богатыми в рамках капиталистического разделения труда. Производительность труда - это трудозатраты на единицу товара, причём всё это - в денежном выражении. Пытаться сравняться в производительности труда с китайским (а далее - с индийским, а потом - с африканским) рабочим бессмысленно. Если бы в мире условия были одинаковыми, никакой глобальной экономики в современном понимании не существовало бы. Все держались бы только за свое реальное преимущество - производительность труда своих собственных рабочих. Международные корпорации снимают ренту с разницы в стоимости рабочей силы - только и всего.
Daddy_Cool
" должен настать момент, когда внешний рынок будет недостаточно массовым .... Всё, - производство остановлено, цивилизация умерла"
В какой-то мере такое может наступить.
Нынешний пример - скоростная магистраль Москва-Питер которая не окупится никогда. И чем дальше - тем хуже. Новые прорывы будут требовать (и уже требуют) всё более дорогих исследований, а удешевиться за счет массовости нет шансов. Тот же космос никак не станет туристическим. И на Марсе яблоки никак не посадят. Ну там будут технологии продления активной жизни до 200 лет за 100 млрд дойлеров, т.е. это хорошо, но не массово. И процессоры на условный терафлопс терафлопсов за 1 млрд. И т.п...
S_gray
А почему она не окупится? Она ведь нужна людям? Или самолёты? Их же строят, на самом деле, не для того чтобы деньги делать, а потому что они нужны. И с микроэлектроникой та же самая ситуация. Просто не надо ставить телегу впереди лошади - деньги это всего-навсего обменный инструмент, - функция, а не цель.
Daddy_Cool
Частично так, частично нет. Если проект государственный, то строится на налоги. Вам лично скажем высокоскоростная магистраль не нужна. Вы согласны сброситься на её строительство чтобы ездил я?
Самолеты принадлежат авиакомпаниям которые получают прибыль. Бизнес который не окупается - исчезает (и основатели идут жить под мост) или дотируется государством - т.е. ВСЕ скидываются.
Вопрос экономической целесообразности он сложный - особенно когда вступают в действие неэкономические факторы.
saboteur_kiev
Когда технологический процесс настолько сложный, что не может поместитья в голову одного или десяти человек, вот просто потому что количество информации слишком велико, требуется высокая экспертиза не от нескольких умных научных сотрудников, а от крупных коллективов. И такие крупные коллективы невозможно просто взять и нанять, их нужно выращивать прямо на работе, в течение определенного количества лет.
И все это за огромные деньги, которые тратятся на эксперименты с технологиями, оборудованием и так далее.
Подумайте про обычную вещь - бозон Хиггса был теоретически давно предсказан, аж в 1964 году.
Большой адронный коллайдер, на котором смогли обнаружить бозон Хиггса, начали строить в 2001, запустили в 2008, бозон обнаружили в 2012.
Еще через год, в 2013, ЦЕРН уже окончательно подтвердил что это он.
Почему нельзя было привлечь умных научных сотрудников и все сделать в 1964? Или в 2001? Ну сложно это. Реально сложно и трудно.