Når kan Russland bli selvforsynt med chipproduksjon?

Det er ingen mangel på brikker til militære operasjoner, men å produsere brikker til sivil og industriell bruk er et vanskelig problem for Russland.

Chipproduksjon – global teknologikonkurranse

Brikker spiller en svært viktig rolle i moderne industrier. 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 fokuserte på husholdningsapparater, datamaskiner, telefoner og elbiler.

For russisk industri var mangelen på brikker spesielt akutt i 2022, da utenlandske brikkeprodusenter nektet å levere den ene etter den andre. Russisk bilproduksjon stagnerte i flere måneder på grunn av mangel på ABS-kontrollenheter (antiblokkeringsbremser) og kollisjonsputer. Situasjonen bedret seg noe med lanseringen av innenlandsk ABS-produksjon i byen Kaluga Itelma under kinesisk lisens. Men den vanskeligste delen av produktet, den elektroniske hjernen i kontrollenheten, er prefabrikert i Kina. Å lage en egen ABS ville kreve mer enn et år og mer enn en milliard dollar i investeringer. Russland er nå tvunget til å betale en slik pris for sine tiår med forsømmelse. Bilindustrien er bare ett eksempel på utallige produksjonskjeder der Russland er tvunget til å bruke importerte brikker og komponenter.

Mikroelektronikkindustriens autonomi 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 litografi (brikkemaskin), har blitt forbudt av USA å selge produktene sine til Kina. Siden august 2022 har USA hatt CHIPS-loven (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act) eller Semiconductor Manufacturing Stimulus Act. Hovedmålet er å flytte deler av mikrobrikkeproduksjonen til USA. For tiden produserer USA 70–75 % av halvlederne i Taiwan (Kina). CHIPS-loven planlegger å investere 52 milliarder dollar i utvikling av produksjon i USA og mer enn 24 milliarder dollar i relaterte skatteinsentiver.

I tillegg vurderer USA et forbud mot å forsyne Russland og Kina med avanserte grafikkprosessorer fra det amerikanske selskapet Nvidia, som brukes til å bygge superdatamaskiner. Ifølge amerikanske beregninger vil dette bremse utviklingen av kunstig intelligens-teknologi hos disse to rivalene. I mars 2023 strammet CHIPS-loven grepet om Kina. Det ble innført et forbud mot investeringer i produksjon av brikker med sammenkoblingsstrukturer mindre enn 28 nanometer i Kina. Som svar på dette, og for å beskytte nasjonal sikkerhet og interesser, innførte Beijing eksportkontroll av gallium- og germaniummetaller, som er mye brukt i mikroelektronikk, fra 1. august i år. Kina produserer for tiden omtrent 80 % av verdens gallium og 60 % av germanium.

Lærdommer fra land som prøver å bli selvforsynte med chip

I 2015 annonserte den kinesiske regjeringen konseptet «Made in China 2025», som går ut på at landet innen 2025 skulle dekke mer enn 70 % av sitt innenlandske behov for halvledere. Men innen 2022 var tallet bare 16 %. Prosjektet har ikke vært vellykket, selv om Kina er i en mye gunstigere «posisjon» enn Russland nå.

For India, et land med et ganske høyt nivå av informasjonsteknologi, er det også svært vanskelig å planlegge å bygge sin egen chipteknologi. For å organisere produksjonen av mikrobrikker innenlands inviterte India Foxconn fra Taiwan (Kina). Først siktet de mot en standard for chipproduksjon på 28 nm, senere redusert til 40 nm, men som et resultat forlot Taiwan (Kina) prosjektet. Det kan være mange grunner, men hovedårsaken er at det i India er umulig å finne et høyt kvalifisert teknisk team til å produsere.

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 Taiwan (Kina) TSMC har mestret 5 nm.

Et spørsmål som har blitt reist i den nåværende Russland-Ukraina-konflikten er hvordan Russland kan skyte opp missiler og andre våpen så uendelig. Svaret er at brikker for missiler og annet militært utstyr kan lages med 100–150 nm sammenkoblingsstrukturer, noe Russland kan ta initiativ til. Russland produserer 65 nm brikker utelukkende på importert utstyr som tidligere var lisensiert, brukte Nikon og ASM-litografi.

Når det gjelder sivile chipprosjekter, har Russland tatt noen innledende skritt. Et 28-nanometer chipfabrikk bygges i Zelenograd, og Mikron har mottatt et lån på 7 milliarder rubler (100 millioner dollar) for å utvide produksjonen. I tillegg utvikler Zelenograd Nanotechnology Center et anbud på 5,7 milliarder dollar (70 millioner dollar) for en 130-nm litografimaskin. Nesten en milliard rubler er bevilget senteret for å lage en 350-nm maskin. Teknologien er åpenbart gammel, men den er utelukkende innenlands produsert. Fem milliarder rubler er bevilget til bygging av et nettverk av teststeder for produksjon av utviklede brikker, for eksempel ved Moskvas institutt for elektronisk teknologi, i St. Petersburg og andre russiske byer.

Men penger er ikke alt. Vanskene med chip-autonomiprogrammet er ikke begrenset til produktets kompleksitet, men også til andre problemer. Først og fremst 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 ett institutt eller designfirma, men fra et helt selskap. Ifølge Kommersant sto 42 % av Russlands industrianlegg overfor mangel på arbeidere i juli 2023. Kronstadt-selskapet, en berømt dronefabrikk, kunne ikke finne arbeidere i ni spesialiteter samtidig, hvorav de viktigste var drifts- og testingeniører, prosessingeniører, flymontører og flyelektrikere. Dette problemet vil sannsynligvis bli verre nå. Så spørsmålet er hvor man skal få tak i arbeidere til fremtidens mikrochipfabrikker.

Neste er problemet med å overføre resultater fra laboratoriet til masseproduksjon. For eksempel har Instituttet for mikrostrukturell fysikk ved Det russiske vitenskapsakademiet hatt ganske stor suksess med forskning på EUV-litografi i lang tid. Dette er moderne maskiner som opererer på røntgenstråler og er i stand til å produsere brikker med strukturer på 10 nm eller mindre. I 2019 sa instituttets sjefsekspert, æresakademiker Nikolai Salashchenko, at Russland jobber med en litografimodell som er ti ganger billigere enn eksisterende utenlandsk utstyr, og håper at denne maskinen kan være ferdig om fem til seks år. Det vil være en svært etterlengtet maskin for å lage mikroskopiske brikker, og den kan produseres i liten skala.

Det var ambisiøst, men i virkeligheten, etter nesten fem år, er det fortsatt ingen nyheter om et gjennombrudd innen litografiteknologi. Selv om forskere lager en prototype, må de fortsatt bygge en produksjonsprosess og deretter bygge en fabrikk. I teorien kunne Russland utvikle en perfekt prototype for litografimaskin, bedre enn noe Nikon og ASM Lithography noen gang har produsert, men ikke klare å masseprodusere den. Dette var ikke uvanlig i sovjettiden og er fortsatt et problem i dag.

Kilde: https://baoquocte.vn/den-khi-nao-nga-co-the-tu-chu-trong-hoat-dong-san-xuat-chip-238643.html