روسیه چه زمانی در تولید چیپس خودکفا خواهد شد؟

کمبود تراشه برای جنگ روسیه و اوکراین وجود ندارد، اما در مورد تراشه برای صنایع غیرنظامی چطور؟

تولید تراشه - رقابت جهانی فناوری

تراشه‌ها نقش بسیار مهمی در صنایع مدرن ایفا می‌کنند. این امر به ویژه در طول همه‌گیری اخیر کووید-۱۹ مشهود بود. به دلیل کمبود قطعات الکترونیکی، در سال ۲۰۲۱، تولید جهانی خودرو به یک چهارم کاهش یافت، زیرا تولیدکنندگان تراشه پیش از این بر لوازم خانگی، رایانه، تلفن و وسایل نقلیه الکتریکی تمرکز داشتند.

برای صنایع روسیه، کمبود تراشه به ویژه در سال ۲۰۲۲ حاد شد، زمانی که تولیدکنندگان تراشه خارجی یکی پس از دیگری از عرضه خودداری کردند. تولید خودرو در روسیه به دلیل کمبود واحدهای کنترل ABS (سیستم ترمز ضد قفل) و کیسه‌های هوا برای چند ماه راکد ماند. با راه‌اندازی تولید داخلی ABS در شهر کالوگا ایتلما تحت لیسانس چین، اوضاع تا حدودی بهبود یافت. اما دشوارترین بخش محصول، یعنی مغز الکترونیکی واحد کنترل، در چین پیش‌ساخته است. ایجاد یک ABS مستقل به بیش از یک سال زمان و بیش از یک میلیارد دلار سرمایه‌گذاری نیاز دارد. روسیه اکنون مجبور است چنین هزینه‌ای را برای دهه‌ها غفلت خود بپردازد. صنعت خودرو تنها یک نمونه از زنجیره‌های تولید بی‌شماری است که در آنها روسیه مجبور به استفاده از تراشه‌ها و قطعات وارداتی است.

استقلال صنعت میکروالکترونیک به عوامل زیادی، چه داخلی و چه خارجی، بستگی دارد. محدودیت‌های واردات نیمه‌رساناهای پیشرفته نه تنها روسیه، بلکه چین را نیز هدف قرار داده است. شرکت هلندی ASM Lithography که پیشرفته‌ترین لیتوگرافی (ماشین ساخت تراشه) در جهان را تولید می‌کند، توسط ایالات متحده از فروش محصولات خود به چین منع شده است. از آگوست 2022، ایالات متحده قانون CHIPS (ایجاد مشوق‌های مفید برای تولید نیمه‌رساناها) یا قانون محرک تولید نیمه‌رساناها را دارد. هدف اصلی انتقال بخشی از تولید میکروچیپ به ایالات متحده است. در حال حاضر، ایالات متحده 70 تا 75 درصد نیمه‌رساناها را در تایوان (چین) تولید می‌کند. قانون CHIPS قصد دارد 52 میلیارد دلار برای توسعه تولید در ایالات متحده و بیش از 24 میلیارد دلار برای مشوق‌های مالیاتی مرتبط سرمایه‌گذاری کند.

علاوه بر این، ایالات متحده در حال بررسی ممنوعیت عرضه پردازنده‌های گرافیکی پیشرفته از شرکت آمریکایی انویدیا به روسیه و چین است که برای ساخت ابررایانه‌ها استفاده می‌شوند. طبق محاسبات ایالات متحده، این امر توسعه فناوری هوش مصنوعی این دو رقیب را کند خواهد کرد. در مارس 2023، قانون CHIPS تسلط خود را بر چین تشدید کرد. ممنوعیتی بر سرمایه‌گذاری در تولید تراشه‌هایی با ساختارهای اتصال کوچکتر از 28 نانومتر در چین وضع شد. در پاسخ و برای محافظت از امنیت و منافع ملی، پکن از اول آگوست امسال کنترل صادرات بر فلزات گالیوم و ژرمانیوم را که به طور گسترده در میکروالکترونیک استفاده می‌شوند، اعمال کرد. چین در حال حاضر حدود 80 درصد از گالیوم و 60 درصد از ژرمانیوم جهان را تولید می‌کند.

درس‌هایی از کشورهایی که تلاش می‌کنند در زمینه تراشه خودکفا شوند

در سال ۲۰۱۵، دولت چین طرح «ساخت چین ۲۰۲۵» را اعلام کرد که بر اساس آن تا سال ۲۰۲۵، این کشور بیش از ۷۰ درصد از نیازهای نیمه‌هادی داخلی خود را تأمین خواهد کرد. اما تا سال ۲۰۲۲، این رقم تنها ۱۶ درصد بود. این پروژه موفقیت‌آمیز نبوده است، اگرچه چین در حال حاضر در «موقعیت» بسیار مطلوب‌تری نسبت به روسیه قرار دارد.

برای هند، کشوری با سطح فناوری اطلاعات نسبتاً بالا، برنامه‌ریزی برای ساخت فناوری تراشه خود نیز بسیار دشوار است. برای سازماندهی تولید میکروچیپ‌ها در داخل کشور، هند از فاکسکان تایوان (چین) دعوت کرد. در ابتدا، آنها استاندارد تولید تراشه را در ۲۸ نانومتر هدف قرار دادند که بعداً به ۴۰ نانومتر کاهش یافت، اما در نتیجه، تایوان (چین) این پروژه را ترک کرد. ممکن است دلایل زیادی وجود داشته باشد، اما دلیل اصلی این است که در هند یافتن یک تیم فنی بسیار ماهر برای تولید غیرممکن است.

روسیه قصد ندارد از جنگ جهانی تراشه‌ها دور بماند، هرچند که خیلی دیر شده است. در حال حاضر، روسیه می‌تواند تراشه‌هایی با توپولوژی حداقل ۶۵ نانومتر یا بالاتر تولید کند، در حالی که شرکت تایوانی (چینی) TSMC به فناوری ۵ نانومتری دست یافته است.

یکی از سوالاتی که در درگیری فعلی روسیه و اوکراین مطرح شده این است که چگونه روسیه می‌تواند موشک‌ها و سایر سلاح‌ها را تا این حد بی‌پایان پرتاب کند. پاسخ این است که تراشه‌های موشک‌ها و سایر تجهیزات نظامی را می‌توان با ساختارهای اتصال ۱۰۰ تا ۱۵۰ نانومتری ساخت که روسیه می‌تواند ابتکار عمل را در دست بگیرد. روسیه تراشه‌های ۶۵ نانومتری را منحصراً با تجهیزات وارداتی تولید می‌کند که قبلاً تحت لیسانس نیکون و لیتوگرافی ASM بودند.

در مورد پروژه‌های تراشه‌های غیرنظامی، روسیه گام‌های اولیه‌ای برداشته است. یک کارخانه ساخت تراشه ۲۸ نانومتری در زلنوگراد در حال ساخت است و شرکت میکرون وام ۷ میلیارد روبلی (۱۰۰ میلیون دلار) برای گسترش تولید دریافت کرده است. علاوه بر این، مرکز فناوری نانو زلنوگراد در حال توسعه مناقصه‌ای به ارزش ۵.۷ میلیارد روبل (۷۰ میلیون دلار) برای ساخت یک دستگاه لیتوگرافی ۱۳۰ نانومتری است. نزدیک به یک میلیارد روبل برای ساخت یک دستگاه ۳۵۰ نانومتری به این مرکز اختصاص داده شده است. این فناوری آشکارا قدیمی است، اما کاملاً تولید داخلی است. پنج میلیارد روبل به ساخت شبکه‌ای از سایت‌های آزمایشی برای تولید تراشه‌های توسعه‌یافته، مانند موسسه فناوری الکترونیک مسکو، در سن پترزبورگ و سایر شهرهای روسیه اختصاص داده شده است.

اما پول همه چیز نیست. مشکلات برنامه خودمختاری تراشه‌ها نه تنها به پیچیدگی محصول، بلکه به مشکلات دیگری نیز محدود می‌شود. اول از همه، کمبود مهندس وجود دارد. صدها میلیارد روبل را می‌توان برای برنامه‌های اولویت‌دار اختصاص داد، اما یافتن متخصصان بسیار ماهر غیرممکن است. ایجاد نیمه‌هادی‌های در سطح جهانی نیازمند تلاش صدها، اگر نگوییم هزاران مهندس و دانشمند است. و نه از یک موسسه یا شرکت طراحی، بلکه از کل یک شرکت. طبق گزارش کومرسانت، در ژوئیه 2023، 42 درصد از تأسیسات صنعتی روسیه با کمبود کارگر مواجه بودند. شرکت کرونشتات، یک کارخانه معروف ساخت پهپاد، نتوانست همزمان در نه تخصص، کارگر پیدا کند که مهمترین آنها مهندسان عملیاتی و آزمایش، مهندسان فرآیند، مونتاژکنندگان هواپیما و نصاب‌های برق هواپیما بودند. این مشکل احتمالاً اکنون بدتر خواهد شد. بنابراین سوال این است که از کجا می‌توان برای کارخانه‌های میکروچیپ آینده کارگر پیدا کرد.

مشکل بعدی، انتقال نتایج از آزمایشگاه به تولید انبوه است. به عنوان مثال، موسسه فیزیک ریزساختاری آکادمی علوم روسیه مدت‌هاست که در تحقیقات لیتوگرافی EUV کاملاً موفق بوده است. این‌ها ماشین‌های مدرنی هستند که با اشعه ایکس کار می‌کنند و قادر به تولید تراشه‌هایی با ساختارهای 10 نانومتر یا کمتر هستند. در سال 2019، نیکولای سالاشچنکو، کارشناس ارشد موسسه، عضو افتخاری آکادمی، گفت که روسیه در حال کار بر روی یک مدل لیتوگرافی است که ده برابر ارزان‌تر از تجهیزات خارجی موجود است و امیدوار است که این دستگاه بتواند در پنج تا شش سال تکمیل شود. این یک ماشین بسیار مورد انتظار برای ایجاد تراشه‌های میکروسکوپی خواهد بود و می‌تواند در مقیاس کوچک تولید شود.

این ایده جاه‌طلبانه بود، اما در واقعیت، پس از نزدیک به ۵ سال، هنوز هیچ خبری از پیشرفت در فناوری لیتوگرافی نیست. حتی اگر دانشمندان نمونه اولیه‌ای بسازند، هنوز باید یک فرآیند تولید ایجاد کنند و سپس یک کارخانه بسازند. در تئوری، روسیه می‌تواند یک دستگاه لیتوگرافی نمونه اولیه بی‌نقص، بهتر از هر چیزی که نیکون و ASM Lithography تا به حال تولید کرده‌اند، بسازد، اما در تولید انبوه آن شکست می‌خورد. این امر در زمان شوروی غیرمعمول نبود و هنوز هم یک مشکل است.

منبع