מתי רוסיה תהיה עצמאית מבחינת צ'יפס?

אין מחסור בשבבים למלחמת רוסיה-אוקראינה, אבל מה לגבי שבבים לתעשייה האזרחית?

ייצור שבבים - תחרות טכנולוגית עולמית

שבבים ממלאים תפקיד חשוב מאוד בתעשיות מודרניות. הדבר ניכר במיוחד במהלך מגפת הקורונה האחרונה. עקב מחסור ברכיבים אלקטרוניים, בשנת 2021, ייצור הרכב העולמי ירד ברבע, שכן יצרני שבבים התמקדו בעבר במכשירי חשמל ביתיים, מחשבים, טלפונים וכלי רכב חשמליים.

עבור התעשיות הרוסיות, המחסור בשבבים היה חמור במיוחד בשנת 2022, כאשר יצרני שבבים זרים סירבו לספק אחד אחרי השני. ייצור המכוניות הרוסי קפא על שמריו במשך מספר חודשים עקב מחסור ביחידות בקרה ABS (מערכת נגד נעילת בלמים) וכריות אוויר. המצב השתפר מעט עם השקת ייצור ABS מקומי בעיר קלוגה איטלמה ברישיון סיני. אבל החלק הקשה ביותר של המוצר, המוח האלקטרוני של יחידת הבקרה, מיוצר מראש בסין. יצירת ABS משלה תדרוש יותר משנה והשקעה של יותר ממיליארד דולר. רוסיה נאלצת כעת לשלם מחיר כזה על עשרות שנות הזנחה. תעשיית הרכב היא רק דוגמה אחת לשרשראות ייצור רבות מספור בהן רוסיה נאלצת להשתמש בשבבים ורכיבים מיובאים.

האוטונומיה של תעשיית המיקרואלקטרוניקה תלויה בגורמים רבים, פנימיים וחיצוניים כאחד. הגבלות על יבוא מוליכים למחצה מתקדמים אינן מכוונות רק לרוסיה אלא גם לסין. חברת ASM Lithography ההולנדית, המייצרת את הליתוגרפיה (מכונת ייצור שבבים) המתקדמת ביותר בעולם, נאסרה על ידי ארצות הברית למכור את מוצריה לסין. מאז אוגוסט 2022, בארצות הברית קיים חוק CHIPS (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act) או חוק תמריצים לייצור מוליכים למחצה. המטרה העיקרית היא להעביר חלק מייצור המיקרו-שבבים לארצות הברית. נכון לעכשיו, ארצות הברית מייצרת 70-75% מהמוליכים למחצה בטייוואן (סין). חוק CHIPS מתכנן להשקיע 52 מיליארד דולר בפיתוח ייצור בארצות הברית ויותר מ-24 מיליארד דולר בתמריצי מס קשורים.

בנוסף, ארה"ב שוקלת לאסור על אספקת מעבדי גרפיקה מתקדמים מחברת Nvidia האמריקאית לרוסיה ולסין, המשמשים לבניית מחשבי-על. על פי חישובים אמריקאיים, הדבר יאט את פיתוח טכנולוגיית הבינה המלאכותית של שתי יריבות אלו. במרץ 2023, חוק ה-CHIPS הידק את אחיזתו בסין. הוצא איסור על השקעות בייצור שבבים עם מבני חיבור קטנים מ-28 ננומטר בסין. בתגובה וכדי להגן על הביטחון והאינטרסים הלאומיים, בייג'ינג הטילה הגבלות ייצוא על מתכות גליום וגרמניום, הנמצאות בשימוש נרחב במיקרואלקטרוניקה, החל מה-1 באוגוסט השנה. סין מייצרת כיום כ-80% מהגליום העולמי ו-60% מהגרמניום.

לקחים ממדינות המנסות להפוך לעצמאיות בתחום השבבים

בשנת 2015 הכריזה ממשלת סין על הקונספט "תוצרת סין 2025", לפיו עד שנת 2025 המדינה תספק יותר מ-70% מצרכי המוליכים למחצה המקומיים שלה. אך עד שנת 2022, נתון זה יעמוד רק ב-16%. הפרויקט לא צלח, למרות שסין נמצאת כעת ב"מצב" נוח הרבה יותר מרוסיה.

עבור הודו, מדינה עם רמה גבוהה למדי של טכנולוגיית מידע, קשה מאוד גם לתכנן בניית טכנולוגיית שבבים משלה. כדי לארגן את ייצור המיקרו-שבבים באופן מקומי, הודו הזמינה את פוקסקון מטייוואן (סין). בתחילה, הם כיוונו לסטנדרט ייצור שבבים של 28 ננומטר, מאוחר יותר ירד ל-40 ננומטר, אך כתוצאה מכך, טייוואן (סין) פרשה מהפרויקט. ייתכנו סיבות רבות, אך הסיבה העיקרית היא שבהודו בלתי אפשרי למצוא צוות טכני מוסמך ביותר לייצור.

לרוסיה אין שום כוונה להישאר מחוץ למלחמת השבבים העולמית, אם כי בשלב מאוחר יחסית. נכון לעכשיו, רוסיה יכולה לייצר שבבים עם טופולוגיה של לפחות 65 ננומטר ומעלה, בעוד שטיוואן (סין) TSMC שלטה ב-5 ננומטר.

שאלה אחת שעלתה בסכסוך הנוכחי בין רוסיה לאוקראינה היא כיצד רוסיה יכולה לשגר טילים וכלי נשק אחרים ללא סוף. התשובה היא שניתן לייצר שבבים לטילים ולציוד צבאי אחר באמצעות מבני חיבור של 100-150 ננומטר, שרוסיה יכולה ליזום. רוסיה מייצרת שבבים של 65 ננומטר באופן בלעדי על ציוד מיובא שהיה מורשה בעבר, תוך שימוש בליתוגרפיה של ניקון ו-ASM.

באשר לפרויקטים של שבבים אזרחיים, רוסיה נקטה בכמה צעדים ראשוניים. מפעל לייצור שבבים 28 ננומטר נבנה בזלנוגרד, ומיקרון קיבלה הלוואה של 7 מיליארד רובל (100 מיליון דולר) להרחבת הייצור. בנוסף, מרכז הננוטכנולוגיה של זלנוגרד מפתח מכרז של 5.7 מיליארד דולר (70 מיליון דולר) עבור מכונת ליתוגרפיה 130 ננומטר. כמעט מיליארד רובל הוקצו למרכז ליצירת מכונה 350 ננומטר. הטכנולוגיה ישנה כמובן, אך היא מיוצרת כולה באופן מקומי. חמישה מיליארד רובל מוקצים לבניית רשת של אתרי ניסוי לייצור שבבים שפותחו, כמו במכון מוסקבה לטכנולוגיה אלקטרונית, בסנט פטרסבורג ובערים רוסיות אחרות.

אבל כסף זה לא הכל. הקשיים של תוכנית האוטונומיה של השבבים אינם מוגבלים למורכבות המוצר, אלא גם לבעיות אחרות. ראשית, קיים מחסור במהנדסים. ניתן להקצות מאות מיליארדי רובלים לתוכניות עדיפות, אך בלתי אפשרי למצוא מומחים מוסמכים ביותר. יצירת מוליכים למחצה ברמה עולמית דורשת את מאמציהם של מאות, אם לא אלפי, מהנדסים ומדענים. ולא ממכון אחד או חברת עיצוב, אלא מתאגיד שלם. על פי קומרסנט, ביולי 2023, 42% מהמתקנים התעשייתיים של רוסיה התמודדו עם מחסור בעובדים. חברת קרונשטאדט, מפעל רחפנים מפורסם, לא הצליחה למצוא עובדים בתשעה התמחויות בו זמנית, כאשר המרכזיים שבהם הם מהנדסי תפעול ובדיקה, מהנדסי תהליכים, מרכיבי מטוסים ומתקיני חשמל של מטוסים. בעיה זו צפויה להחמיר כעת. לכן השאלה היא היכן ניתן להשיג עובדים למפעלי המיקרו-שבבים של העתיד.

הבא בתור הוא בעיית העברת התוצאות מהמעבדה לייצור המוני. לדוגמה, המכון לפיזיקה מיקרו-מבנית של האקדמיה הרוסית למדעים הצליח למדי במחקר ליתוגרפיה של EUV במשך זמן רב. אלו הן מכונות מודרניות הפועלות על קרני רנטגן ומסוגלות לייצר שבבים בעלי מבנים של 10 ננומטר או פחות. בשנת 2019, המומחה הראשי של המכון, האקדמאי הכבוד ניקולאי סלאשצ'נקו, אמר כי רוסיה עובדת על מודל ליתוגרפיה זול פי עשרה מציוד זר קיים ומקווה שניתן יהיה להשלים מכונה זו תוך חמש עד שש שנים. זוהי תהיה מכונה מצופה מאוד ליצירת שבבים מיקרוסקופיים וניתן לייצר אותה בקנה מידה קטן.

זה היה שאפתני, אבל במציאות, אחרי כמעט 5 שנים, עדיין אין חדשות על פריצת דרך בטכנולוגיית הליתוגרפיה. גם אם מדענים ייצרו אב טיפוס, הם עדיין צריכים לבנות תהליך ייצור ואז לבנות מפעל. בתיאוריה, רוסיה יכולה לפתח אב טיפוס מושלם של מכונת ליתוגרפיה, טובה יותר מכל דבר ש-Nikon ו-ASM Lithography ייצרו אי פעם, אך לא תצליח לייצר אותה בייצור המוני. זה לא היה נדיר בתקופה הסובייטית ועדיין מהווה בעיה כיום.

[מודעה_2]
מָקוֹר