Kdy bude Rusko schopno vyrábět vlastní čipy?

Báo Quốc Tế•16/08/2023

Čipů pro válku mezi Ruskem a Ukrajinou není nedostatek, ale co čipy pro civilní průmysl?

Výroba čipů – globální technologická soutěž.

Pro moderní průmysl hrají čipy klíčovou roli. To bylo obzvláště patrné během nedávné pandemie Covid-19. Kvůli nedostatku elektronických součástek klesla celosvětová výroba automobilů v roce 2021 o čtvrtinu, protože výrobci čipů se dříve zaměřovali na domácí spotřebiče, počítače, telefony a elektromobily.

Pro ruský průmysl byl nedostatek čipů obzvláště závažný v roce 2022, kdy zahraniční výrobci čipů postupně odmítali dodávat. Ruská výroba automobilů se na několik měsíců zastavila kvůli nedostatku řídicích jednotek ABS (protiblokovacího brzdového systému) a airbagů. Situace se poněkud zlepšila spuštěním domácí výroby ABS ve městě Kaluga společností Itelma na základě licence z Číny. Nejobtížnější část produktu, elektronický mozek řídicí jednotky, je však v Číně snadno dostupná. Vytvoření vlastního systému ABS by vyžadovalo více než rok a investice přes miliardu dolarů. Rusko je nyní nuceno platit takovou cenu za desetiletí zanedbávání. Automobilový průmysl je jen jedním z nesčetných výrobních řetězců, kde je Rusko nuceno spoléhat se na dovážené čipy a komponenty.

Soběstačnost v mikroelektronickém průmyslu závisí na mnoha faktorech, a to jak interních, tak externích. Omezení dovozu high-tech polovodičů nejsou namířena pouze proti Rusku, ale i proti Číně. Nizozemská společnost ASM Lithography, která vyrábí nejmodernější litografické stroje (stroje na výrobu čipů) na světě, má ve Spojených státech zakázáno prodávat své produkty do Číny. Od srpna 2022 platí v USA zákon CHIPS (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act) neboli Zákon o pobídkách k výrobě polovodičů. Hlavním cílem je přesunout část výroby mikročipů zpět do Spojených států. V současné době USA vyrábějí 70–75 % svých polovodičů na Tchaj-wanu (Čína). Zákon CHIPS plánuje investovat 52 miliard dolarů do rozvoje výroby v USA a přes 24 miliard dolarů do souvisejících daňových pobídek.

USA dále zvažují zákaz dodávek pokročilých grafických procesorů od společnosti Nvidia, které se používají při výrobě superpočítačů, do Ruska a Číny. Podle amerických výpočtů by to zpomalilo rozvoj technologie umělé inteligence u těchto dvou rivalů. V březnu 2023 zákon CHIPS dále zpřísnil omezení vůči Číně. Byl vydán zákaz investic do výroby čipů s topologií menší než 28 nanometrů v Číně. V reakci na to a na ochranu národní bezpečnosti a zájmů Peking zavedl od 1. srpna letošního roku kontroly vývozu galia a germania, které se široce používají ve výrobě mikroelektroniky. Čína v současnosti produkuje přibližně 80 % světové produkce galia a 60 % germania.

Poučení ze zemí usilujících o soběstačnost v oblasti čipů.

V roce 2015 čínská vláda oznámila koncept „Vyrobeno v Číně 2025“, jehož cílem je, aby země do roku 2025 pokryla více než 70 % své domácí potřeby polovodičů. Do roku 2022 však toto číslo kleslo na pouhých 16 %. Projekt selhal, přestože je Čína v mnohem výhodnější pozici než Rusko.

I pro Indii, zemi s relativně vysokou úrovní informačních technologií, je vývoj vlastní čipové technologie náročný. Pro organizaci domácí výroby čipů Indie pozvala tchajwanskou (Čína) společnost Foxconn. Zpočátku se zaměřovali na 28nm standard výroby čipů, později jej snížili na 40nm, ale nakonec Tchaj-wan (Čína) od projektu odstoupil. Dalo by se uvést mnoho důvodů, ale tím hlavním byla neschopnost najít v Indii vysoce kvalifikovaný technický tým pro výrobu.

Rusko nemá v úmyslu se v globální válce čipů vyhýbat, i když spíše pozdě. V současné době dokáže vyrábět čipy s topologií alespoň 65 nm nebo vyšší, zatímco tchajwanská (Čína) TSMC zvládla 5 nm.

Jednou z otázek, která vyvstává v současném rusko-ukrajinském konfliktu, je, proč Rusko dokáže odpalovat rakety a další zbraně tak zdánlivě donekonečna. Odpověď zní, že čipy pro rakety a další vojenské vybavení lze vyrábět s topologií 100-150nm, což je typ, který Rusko může proaktivně vyrábět. Rusko vyrábí 65nm čipy výhradně na dováženém zařízení na základě licence, jako jsou použité čipy Nikon a ASM Lithography.

Pokud jde o projekty výroby spotřebitelských čipů, Rusko podniklo několik prvních kroků. V Zelenogradu se staví závod na výrobu čipů s 28nanometrovou topologií a společnost Mikron získala úvěr ve výši 7 miliard rublů (přibližně 100 milionů dolarů) na rozšíření výroby. Zelenogradské nanotechnologické centrum navíc připravuje kontrakt v hodnotě 5,7 miliardy rublů (70 milionů dolarů) na litografický stroj s 130nm topologií. Centru byla přidělena téměř jedna miliarda rublů na výrobu stroje s 350nm topologií. Technologie je zjevně stará, ale je kompletně vyráběna v tuzemsku. Pět miliard rublů bylo přiděleno na vybudování sítě testovacích pracovišť pro výrobu vyvinutých čipů, například v Moskevském institutu elektronických technologií v Petrohradu a dalších ruských městech.

Peníze ale nejsou všechno. Problémy s programem soběstačnosti čipů se neomezují jen na složitost produktu; existují i další problémy. Prvním je nedostatek inženýrů. Na prioritní programy lze přidělit stovky miliard rublů, ale je nemožné najít vysoce kvalifikované specialisty. Vytváření polovodičů světové úrovně vyžaduje úsilí stovek, ne-li tisíců inženýrů a vědců. A ne z jednoho institutu nebo konstrukční firmy, ale z celých korporací. Podle deníku Kommersant se v červenci 2023 42 % ruských průmyslových závodů potýkalo s nedostatkem pracovních sil. Kronštadt, známý výrobce dronů, nedokázal najít pracovníky v devíti specializacích současně, včetně klíčových pracovníků, jako jsou provozní a zkušební inženýři, procesní inženýři, montéři letadel a instalátoři elektrických zařízení letadel. Tento problém by se nyní mohl ještě zhoršit. Otázkou tedy je, kde najdeme pracovníky pro budoucí závody na výrobu mikročipů?

Dalším úkolem je přenést laboratorní výsledky do hromadné výroby. Například Ústav mikrostrukturní fyziky Ruské akademie věd je již dlouhodobě poměrně úspěšný ve výzkumu litografických strojů pro ultrafialové (EUV) záření. Jedná se o moderní stroje, které fungují na bázi rentgenového záření a jsou schopny vyrábět čipy se strukturou 10 nm nebo méně. V roce 2019 hlavní expert ústavu, čestný akademik Nikolaj Salaščenko, uvedl, že Rusko zkoumá vývoj litografického stroje, který by byl desetkrát levnější než stávající zahraniční zařízení, a doufá, že by tento stroj mohl být zdokonalen do pěti až šesti let. Byl by to velmi očekávaný stroj pro vytváření ultra malých čipů a schopný malosériové výroby.

Je to ambiciózní, ale ve skutečnosti, po téměř pěti letech, stále nejsou žádné zprávy o průlomu v technologii litografického tisku. I když vědci vytvoří prototyp, stále musí vyvinout výrobní proces a poté postavit továrnu. Teoreticky by Rusko mohlo vyvinout dokonalý prototyp litografické tiskárny, lepší než jakýkoli produkt od společností Nikon a ASM Lithography, ale ve velkém měřítku selhalo. To nebylo v sovětské éře neobvyklé a problém to zůstává dodnes.

Zdroj