チップ製造 – 世界的な技術競争。
現代の産業にとって、半導体は極めて重要な役割を果たしています。これは、最近の新型コロナウイルス感染症(COVID-19)のパンデミックにおいて特に顕著でした。半導体メーカーはこれまで家電製品、コンピューター、携帯電話、電気自動車に注力していたため、電子部品の不足により、2021年の世界の自動車生産量は4分の1に減少しました。
ロシア産業界にとって、2022年に海外のチップメーカーが相次いで供給を拒否したため、チップ不足は特に深刻だった。ABS(アンチロック・ブレーキ・システム)制御ユニットとエアバッグの不足により、ロシアの自動車生産は数ヶ月間停滞した。しかし、中国からのライセンス供与を受け、カルーガ・イテルマ市でABSの国産化が始まったことで、状況は幾分改善した。しかし、製品の最も難しい部分である制御ユニットの電子頭脳は、中国から容易に入手できる。独自のABSシステムを開発するには、1年以上の歳月と10億ドル以上の投資が必要となる。ロシアは今、数十年にわたる放置の代償を払わされている。自動車産業は、ロシアが輸入チップや部品に頼らざるを得ない無数の生産チェーンの一例に過ぎない。
マイクロエレクトロニクス産業の自立は、内外の多くの要因に左右されます。ハイテク半導体の輸入制限は、ロシアだけでなく中国にも向けられています。世界最先端のリソグラフィー装置(チップ製造装置)を製造するオランダのASM Lithography社は、米国によって中国への製品販売を禁止されました。米国では2022年8月以降、CHIPS法(半導体生産への有益なインセンティブ創出法、略称:半導体生産インセンティブ法)が施行されています。主な目的は、マイクロチップの生産の一部を米国に回帰させることです。現在、米国は半導体の70~75%を台湾(中国)で生産しています。CHIPS法は、米国での製造業の開発に520億ドル、関連する税制優遇措置に240億ドル以上を投資する計画です。
さらに、米国は、スーパーコンピューターの製造に使用されるNVIDIAの高度なグラフィックプロセッサのロシアと中国への供給禁止を検討している。米国の試算によると、これは両国のライバルにおける人工知能(AI)技術の開発を鈍化させると見られている。2023年3月には、CHIPS法が中国に対する規制をさらに強化した。28ナノメートル未満のトポロジーを持つチップの中国における製造への投資が禁止された。これに対し、北京は国家安全保障と国益を守るため、今年8月1日から、マイクロエレクトロニクス製造で広く使用されているガリウムとゲルマニウムの輸出規制を実施した。中国は現在、世界のガリウムの約80%、ゲルマニウムの約60%を生産している。
チップの自給自足を目指す国々からの教訓。
中国政府は2015年、「中国製造2025」構想を発表し、2025年までに国内半導体需要の70%以上を自国で賄うことを目指しました。しかし、2022年までにその数字はわずか16%にまで低下しました。中国は現在、ロシアよりもはるかに有利な立場にあるにもかかわらず、この計画は失敗に終わりました。
比較的高い情報技術レベルを持つインドでさえ、独自のチップ技術を開発するのは容易ではありません。インドは国内生産体制を整えるため、台湾(中国)のFoxconnを誘致しました。当初は28nmのチップ製造規格を目指し、後に40nmに引き下げましたが、最終的に台湾(中国)がプロジェクトから撤退しました。理由は様々ですが、主なものはインド国内に製造に必要な高度な技術を持つチームを見つけることができなかったことです。
ロシアは、やや遅ればせながら、世界的な半導体戦争から身を引くつもりはない。現在、ロシアは少なくとも65nm以上のトポロジーを持つチップを生産可能であり、台湾(中国)のTSMCは5nmを達成している。
現在のロシアとウクライナの紛争において、ロシアがなぜミサイルなどの兵器を際限なく発射できるのかという疑問が浮かび上がります。その答えは、ミサイルなどの軍事装備用のチップは100~150nmのトポロジーで製造可能であり、ロシアはこうしたタイプのチップを積極的に生産できるからです。ロシアは65nmチップを、中古のニコンやASMリソグラフィーのチップなど、ライセンスに基づいて輸入した装置でのみ製造しています。
民生用半導体生産プロジェクトに関しては、ロシアは既に初期段階の取り組みを進めている。ゼレノグラードには28ナノメートル・トポロジーの半導体製造工場が建設中で、ミクロン社は生産拡大のため70億ルーブル(約1億ドル)の融資を受けている。さらに、ゼレノグラード・ナノテクノロジーセンターは、130ナノメートル・トポロジーのリソグラフィー装置を57億ルーブル(約7,000万ドル)で受注している。同センターには、350ナノメートル・トポロジーの装置製造のために約10億ルーブルが割り当てられた。この技術は明らかに古いが、完全に国産化されている。また、モスクワ電子技術大学、サンクトペテルブルク、その他のロシア国内都市など、開発済み半導体の製造試験場ネットワークの構築には50億ルーブルが割り当てられた。
しかし、資金がすべてではありません。チップ自給自足プログラムの難しさは、製品の複雑さだけにとどまりません。他にも問題があります。まず、エンジニア不足です。優先プログラムに数千億ルーブルを投入しても、高度な資格を持つ専門家を見つけるのは不可能です。世界クラスの半導体を開発するには、数百人、場合によっては数千人のエンジニアや科学者の努力が必要です。しかも、単一の研究所や設計会社ではなく、企業全体の努力が必要です。コメルサント紙によると、2023年7月時点で、ロシアの産業施設の42%が労働力不足に直面しています。有名なドローンメーカーであるクロンシュタットでは、運用・試験エンジニア、プロセスエンジニア、航空機組立工、航空機電気機器設置工といった主要人材を含む9つの専門分野で同時に労働者を見つけることができませんでした。この問題はさらに悪化する可能性があります。では、将来のマイクロチップ製造工場の労働者をどこで見つけるのか、という疑問が生じます。
次に、実験室での成果を量産に移すという課題があります。例えば、ロシア科学アカデミー微細構造物理研究所は、長年にわたりEUVリソグラフィー装置の研究で大きな成功を収めてきました。これはX線をベースとした最新の装置で、10nm以下の構造を持つチップを製造できます。2019年、同研究所の主任専門家である名誉アカデミー会員のニコライ・サラシチェンコ氏は、ロシアは既存の外国製装置よりも10倍安価なリソグラフィー装置の開発を研究しており、5~6年以内に完成させることを期待していると述べました。この装置は、超小型チップを製造し、小規模生産を可能にする、非常に期待される装置となるでしょう。
野心的な計画ではありますが、現実には5年近く経った今でも、リソグラフィー印刷技術の飛躍的進歩に関するニュースは未だにありません。たとえ科学者が試作品を作成しても、製造プロセスを開発し、工場を建設する必要があります。理論上は、ロシアはニコンやASM Lithographyのどの製品よりも優れた完璧なリソグラフィープリンターの試作品を開発できたはずですが、量産には至りませんでした。これはソビエト時代には珍しくなく、今日でも依然として問題となっています。
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