 |
Brikkeproduksjon – en global teknologisk konkurranse.
For moderne industrier spiller brikker en avgjørende rolle. Dette var spesielt tydelig under den nylige Covid-19-pandemien. På grunn av mangel på elektroniske komponenter falt den globale bilproduksjonen med en fjerdedel i 2021, ettersom brikkeprodusenter tidligere hadde fokusert på husholdningsapparater, datamaskiner, telefoner og elektriske kjøretøy.
For russisk industri var mangelen på brikke spesielt alvorlig i 2022, da utenlandske brikkeprodusenter stadig nektet å levere. Russisk bilproduksjon stoppet opp i flere måneder på grunn av mangel på ABS-kontrollenheter (antiblokkeringssystemer) og kollisjonsputer. Situasjonen bedret seg noe med lanseringen av innenlandsk ABS-produksjon i byen Kaluga Itelma under lisens fra Kina. Men den vanskeligste delen av produktet, den elektroniske hjernen i kontrollenheten, er lett tilgjengelig fra Kina. Å lage sitt eget ABS-system ville kreve mer enn et år og over en milliard dollar i investeringer. Russland er nå tvunget til å betale en slik pris for flere tiår med forsømmelse. Bilindustrien er bare ett eksempel blant utallige produksjonskjeder der Russland er tvunget til å stole på importerte brikker og komponenter.
Selvstendighet i mikroelektronikkindustrien avhenger av mange faktorer, både interne og eksterne. Restriksjoner på import av høyteknologiske halvledere er ikke bare rettet mot Russland, men også mot Kina. Det nederlandske selskapet ASM Lithography, som produserer verdens mest avanserte litografimaskiner (chipproduksjonsmaskiner), har blitt forbudt av USA å selge produktene sine til Kina. Siden august 2022 har USA hatt CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act), eller Semiconductor Production Incentives Act. Hovedmålet er å flytte noe av produksjonen av mikrobrikker tilbake til USA. For tiden produserer USA 70–75 % av sine halvledere i Taiwan (Kina). CHIPS Act planlegger å investere 52 milliarder dollar i utvikling av produksjon i USA og over 24 milliarder dollar i relaterte skatteinsentiver.
Videre vurderer USA et forbud mot å forsyne Russland og Kina med avanserte grafikkprosessorer fra Nvidia, som brukes i produksjonen av superdatamaskiner. Ifølge amerikanske beregninger ville dette bremse utviklingen av kunstig intelligens-teknologi hos disse to rivalene. I mars 2023 strammet CHIPS-loven restriksjonene mot Kina ytterligere. Det ble utstedt et forbud mot investeringer i produksjon av brikker med en topologi mindre enn 28 nanometer i Kina. Som svar og for å beskytte nasjonal sikkerhet og interesser innførte Beijing eksportkontroll av gallium og germanium, som er mye brukt i mikroelektronikkproduksjon, fra 1. august i år. Kina produserer for tiden omtrent 80 % av verdens gallium og 60 % av germaniumet.
 |
Lærdommer fra land som streber etter selvforsyning med chip.
I 2015 annonserte den kinesiske regjeringen konseptet «Made in China 2025», med mål om at landet skal dekke over 70 % av sitt innenlandske halvlederbehov innen 2025. Innen 2022 hadde imidlertid dette tallet falt til bare 16 %. Prosjektet har mislyktes til tross for at Kina er i en mye mer fordelaktig posisjon enn Russland er nå.
Selv for India, et land med et relativt høyt nivå av informasjonsteknologi, er det utfordrende å utvikle sin egen chipteknologi. For å organisere innenlandsk chipproduksjon inviterte India Foxconn fra Taiwan (Kina). I utgangspunktet siktet de mot en 28 nm chipproduksjonsstandard, senere senket de den til 40 nm, men til slutt trakk Taiwan (Kina) seg fra prosjektet. Mange grunner kunne ha blitt nevnt, men den viktigste var manglende evne til å finne et høyt kvalifisert teknisk team i India for produksjon.
Russland har ingen intensjon om å holde seg utenfor den globale chipkrigen, om enn ganske sent. For øyeblikket kan Russland produsere brikker med en topologi på minst 65 nm eller høyere, mens TSMC fra Taiwan (Kina) har mestret 5 nm.
Et spørsmål som oppstår i den nåværende Russland-Ukraina-konflikten er hvorfor Russland kan skyte opp missiler og andre våpen så tilsynelatende uendelig. Svaret er at brikkene til missiler og annet militært utstyr kan produseres med en 100–150 nm topologi, en type som Russland proaktivt kan produsere. Russland produserer 65 nm-brikker utelukkende på importert utstyr under lisens, som brukte Nikon- og ASM-litografibrikker.
Når det gjelder produksjonsprosjekter for forbrukerbrikker, har Russland tatt noen innledende skritt. Et produksjonsanlegg for topologibrikker på 28 nanometer er under bygging i Zelenograd, og Mikron har mottatt et lån på 7 milliarder rubler (omtrent 100 millioner dollar) for å utvide produksjonen. I tillegg utvikler Zelenograd nanoteknologisenter en kontrakt på 5,7 milliarder rubler (70 millioner dollar) for en 130 nm litografimaskin. Nesten én milliard rubler er bevilget senteret for produksjon av en 350 nm topologimaskin. Teknologien er tydelig gammel, men den er utelukkende produsert innenlands. Fem milliarder rubler er bevilget til å bygge et nettverk av teststeder for produksjon av utviklede brikker, for eksempel ved Moskva-instituttet for elektronisk teknologi i St. Petersburg og andre russiske byer.
Men penger er ikke alt. Vanskene for selvforsyningsprogrammet for chip er ikke begrenset til produktets kompleksitet; det finnes også andre problemer. For det første er det mangel på ingeniører. Hundrevis av milliarder rubler kan bevilges til prioriterte programmer, men det er umulig å finne høyt kvalifiserte spesialister. Å lage halvledere i verdensklasse krever innsatsen til hundrevis, om ikke tusenvis, av ingeniører og forskere. Og ikke fra et enkelt institutt eller designfirma, men fra hele selskaper. Ifølge avisen Kommersant opplevde 42 % av russiske industrianlegg i juli 2023 mangel på arbeidskraft. Kronstadt, en kjent droneprodusent, klarte ikke å finne arbeidere innen ni spesialiteter samtidig, inkludert nøkkelpersonell som drifts- og testingeniører, prosessingeniører, flymontører og installatører av elektrisk flyutstyr. Dette problemet kan nå bli enda verre. Så spørsmålet er, hvor vil vi finne arbeidere til fremtidige mikrochip-produksjonsanlegg?
Deretter kommer utfordringen med å overføre laboratorieresultater til masseproduksjon. For eksempel har Instituttet for mikrostrukturfysikk ved Det russiske vitenskapsakademi lenge hatt ganske stor suksess med å forske på EUV-litografimaskiner. Dette er moderne maskiner som opererer basert på røntgenstråler og er i stand til å produsere brikker med en struktur på 10 nm eller mindre. I 2019 uttalte instituttets sjefsekspert, æresakademiker Nikolai Salashchenko, at Russland forsket på utviklingen av en litografimaskin som ville være ti ganger billigere enn eksisterende utenlandsk utstyr, og håpet at denne maskinen kunne perfeksjoneres innen fem til seks år. Det ville være en svært etterlengtet maskin for å lage ultrasmå brikker og i stand til småskalaproduksjon.
Det er ambisiøst, men i virkeligheten, etter nesten fem år, er det fortsatt ingen nyheter om et gjennombrudd innen litografisk trykketeknologi. Selv om forskere lager en prototype, må de fortsatt utvikle en produksjonsprosess og deretter bygge en fabrikk. I teorien kunne Russland utvikle en perfekt prototype for en litografisk skriver, bedre enn noe produkt fra Nikon og ASM Lithography, men mislyktes i storskala produksjon. Dette var ikke uvanlig i sovjettiden og er fortsatt et problem i dag.
[annonse_2]
Kilde
Kommentar (0)