Mikor lesz Oroszország önellátó chipsben?

Nincs hiány chipekből az orosz-ukrán háborúhoz, de mi a helyzet a polgári iparban használt chipekkel?

Chipgyártás – globális technológiai verseny

A chipek nagyon fontos szerepet játszanak a modern iparágakban. Ez különösen a közelmúltbeli Covid-19 világjárvány idején volt nyilvánvaló. Az elektronikus alkatrészek hiánya miatt 2021-ben a globális autógyártás negyedével esett vissza, mivel a chipgyártók korábban a háztartási gépekre, számítógépekre, telefonokra és elektromos járművekre koncentráltak.

Az orosz ipar számára a chiphiány különösen súlyos volt 2022-ben, amikor a külföldi chipgyártók sorra megtagadták a szállítást. Az orosz autógyártás több hónapig stagnált az ABS (blokkolásgátló fékrendszer) vezérlőegységek és légzsákok hiánya miatt. A helyzet némileg javult a hazai ABS-gyártás megkezdésével Kaluga Itelma városában kínai licenc alapján. A termék legnehezebb részét, a vezérlőegység elektronikus agyát azonban Kínában előre gyártják. Egy saját ABS létrehozása több mint egy évet és több mint egymilliárd dolláros beruházást igényelne. Oroszország most ilyen árat kénytelen fizetni az évtizedes hanyagságáért. Az autóipar csak egy példa a számtalan termelési láncra, ahol Oroszország kénytelen importált chipeket és alkatrészeket használni.

A mikroelektronikai ipar autonómiája számos tényezőtől függ, mind belső, mind külső tényezőktől. A high-tech félvezetők importjára vonatkozó korlátozások nemcsak Oroszországot, hanem Kínát is célozzák. A holland ASM Lithography vállalatot, amely a világ legfejlettebb litográfiáját (chipgyártó gépét) gyártja, az Egyesült Államok megtiltotta, hogy termékeit Kínába értékesítse. 2022 augusztusa óta az Egyesült Államokban érvényben van a CHIPS törvény (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act), más néven a Semiconductor Manufacturing Stimulus Act. A fő cél a mikrochipgyártás egy részének az Egyesült Államokba való áthelyezése. Jelenleg az Egyesült Államok a félvezetők 70-75%-át Tajvanon (Kínában) gyártja. A CHIPS törvény 52 milliárd dollárt tervez befektetni az Egyesült Államokbeli termelés fejlesztésébe, és több mint 24 milliárd dollárt a kapcsolódó adókedvezményekbe.

Emellett az Egyesült Államok fontolgatja, hogy megtiltja az amerikai Nvidia fejlett grafikus processzorainak szállítását Oroszországba és Kínába, amelyeket szuperszámítógépek építéséhez használnak. Az amerikai számítások szerint ez lelassítja e két rivális mesterséges intelligencia technológiájának fejlődését. 2023 márciusában a CHIPS törvény szigorította Kínával szembeni ellenőrzését. Betiltották a 28 nanométernél kisebb összekötő struktúrájú chipek gyártásába történő beruházásokat Kínában. Válaszul, valamint a nemzetbiztonság és az érdekek védelme érdekében Peking idén augusztus 1-jétől exportkorlátozásokat vezetett be a mikroelektronikában széles körben használt gallium- és germániumfémekre. Kína jelenleg a világ galliumtermelésének mintegy 80%-át, germániumtermelésének pedig 60%-át termeli.

Tanulságok a chip-önellátóvá válni próbáló országoktól

2015-ben a kínai kormány bejelentette a „Made in China 2025” koncepciót, amely szerint 2025-re az ország a hazai félvezetőigény több mint 70%-át fogja kielégíteni. 2022-re azonban ez a szám már csak 16% volt. A projekt nem járt sikerrel, bár Kína jelenleg sokkal kedvezőbb „pozícióban” van, mint Oroszország.

India, egy meglehetősen magas szintű információtechnológiával rendelkező ország számára, szintén nagyon nehéz megtervezni a saját chiptechnológia kiépítését. A mikrochipek hazai gyártásának megszervezésére India felkérte a tajvani (kínai) Foxconn-t. Először a 28 nm-es chipgyártási szabványt tűzték ki célul, később 40 nm-re csökkentették, de ennek eredményeként Tajvan (Kína) kilépett a projektből. Ennek számos oka lehet, de a fő ok az, hogy Indiában lehetetlen magasan képzett műszaki csapatot találni a gyártáshoz.

Oroszországnak esze ágában sincs kimaradni a világméretű chipháborúból, bár meglehetősen későn. Jelenleg Oroszország legalább 65 nm-es vagy annál magasabb topológiájú chipeket tud gyártani, míg a tajvani (kínai) TSMC az 5 nm-es technológiát is elsajátította.

Az egyik kérdés, ami felmerült a jelenlegi orosz-ukrán konfliktusban, az, hogy Oroszország hogyan képes ilyen végtelenül rakétákat és más fegyvereket kilőni. A válasz az, hogy a rakétákhoz és más katonai felszerelésekhez szükséges chipek 100-150 nm-es összekapcsoló struktúrákkal előállíthatók, amiben Oroszország kezdeményezhet. Oroszország kizárólag importált, korábban licencelt berendezéseken, Nikon és ASM Lithography kamerákon gyárt 65 nm-es chipeket.

Ami a polgári chipprojekteket illeti, Oroszország megtette a kezdeti lépéseket. Zelenográdban egy 28 nanométeres chipgyártó üzem épül, a Mikron pedig 7 milliárd rubeles (100 millió dolláros) hitelt kapott a termelés bővítésére. Ezenkívül a Zelenográdi Nanotechnológiai Központ egy 5,7 milliárd rubeles (70 millió dolláros) pályázatot dolgoz ki egy 130 nm-es litográfiai gépre. Közel egymilliárd rubelt különítettek el a központ számára egy 350 nm-es gép létrehozására. A technológia nyilvánvalóan régi, de teljes egészében hazai gyártású. Öt milliárd rubelt különítettek el a kifejlesztett chipek gyártására szolgáló teszttelepek hálózatának kiépítésére, például a Moszkvai Elektronikai Technológiai Intézetben, Szentpéterváron és más orosz városokban.

De a pénz nem minden. A chipautonómia program nehézségei nem korlátozódnak a termék összetettségére, hanem más problémákra is. Először is, hiány van mérnökökből. Több százmilliárd rubelt lehetne elkülöníteni a prioritást élvező programokra, de lehetetlen magasan képzett szakembereket találni. Világszínvonalú félvezetők létrehozása több száz, ha nem több ezer mérnök és tudós erőfeszítését igényli. És nem egy intézettől vagy tervezőcégtől, hanem egy egész vállalattól. A Kommerszant szerint 2023 júliusában Oroszország ipari létesítményeinek 42%-a küzdött munkaerőhiánnyal. A kronstadti vállalat, egy híres dróngyár, egyszerre kilenc szakterületen nem talált munkavállalókat, amelyek közül a legfontosabbak az üzemeltetési és tesztmérnökök, a folyamatmérnökök, a repülőgép-összeszerelők és a repülőgép-villamossági szerelők voltak. Ez a probléma valószínűleg most súlyosbodni fog. Tehát a kérdés az, hogy honnan lehet munkavállalókat szerezni a jövő mikrochipgyárai számára.

A következő probléma az eredmények laboratóriumi tömegtermelésbe való átvitele. Például az Orosz Tudományos Akadémia Mikrostrukturális Fizikai Intézete régóta meglehetősen sikeresen kutatja az EUV litográfiát. Ezek modern gépek, amelyek röntgensugarakkal működnek, és képesek 10 nm-es vagy annál kisebb szerkezetű chipek gyártására. 2019-ben az intézet főszakértője, Nyikolaj Szalashcsenko tiszteletbeli akadémikus elmondta, hogy Oroszország egy olyan litográfiai modellen dolgozik, amely tízszer olcsóbb, mint a meglévő külföldi berendezések, és reméli, hogy ez a gép öt-hat éven belül elkészülhet. Ez egy nagyon várt gép lesz mikroszkopikus chipek létrehozására, és kis léptékben is előállítható.

Ambiciózus terv volt, de a valóságban, közel 5 év elteltével, még mindig nincsenek hírek a litográfiai technológia áttöréséről. Még ha a tudósok prototípust is készítenek, akkor is ki kell dolgozniuk egy gyártási folyamatot, majd fel kell építeniük egy gyárat. Elméletileg Oroszország kifejleszthetne egy tökéletes prototípus litográfiai gépet, amely jobb lenne, mint bármi, amit a Nikon és az ASM Lithography valaha gyártott, de nem sikerülne tömeggyártása. Ez a szovjet időkben nem volt ritka, és ma is probléma.

[hirdetés_2]
Forrás