Kiedy Rosja będzie mogła produkować własne chipy?

Chipów na potrzeby wojny rosyjsko-ukraińskiej nie brakuje, ale co z chipami dla przemysłu cywilnego?

Produkcja układów scalonych – globalna konkurencja technologiczna.

Chipy odgrywają kluczową rolę w nowoczesnym przemyśle. Było to szczególnie widoczne podczas niedawnej pandemii COVID-19. Z powodu niedoboru komponentów elektronicznych globalna produkcja samochodów spadła o jedną czwartą w 2021 roku, ponieważ producenci chipów koncentrowali się wcześniej na sprzęcie AGD, komputerach, telefonach i pojazdach elektrycznych.

Niedobór chipów był szczególnie dotkliwy dla rosyjskiego przemysłu w 2022 roku, kiedy zagraniczni producenci chipów sukcesywnie odmawiali dostaw. Produkcja rosyjskich samochodów stanęła na kilka miesięcy z powodu niedoboru sterowników ABS (układu zapobiegającego blokowaniu kół) i poduszek powietrznych. Sytuacja nieco się poprawiła wraz z uruchomieniem krajowej produkcji ABS w Kałudze, w Itelmie, na licencji chińskiej. Jednak najtrudniejsza część produktu, elektroniczny mózg jednostki sterującej, jest łatwo dostępna w Chinach. Stworzenie własnego systemu ABS wymagałoby ponad roku i ponad miliarda dolarów inwestycji. Rosja jest teraz zmuszona zapłacić taką cenę za dekady zaniedbań. Przemysł motoryzacyjny to tylko jeden z przykładów spośród niezliczonych łańcuchów produkcyjnych, w których Rosja jest zmuszona polegać na importowanych chipach i komponentach.

Samowystarczalność w branży mikroelektroniki zależy od wielu czynników, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Ograniczenia w imporcie zaawansowanych technologicznie półprzewodników są wymierzone nie tylko w Rosję, ale także w Chiny. Holenderska firma ASM Lithography, produkująca najnowocześniejsze na świecie maszyny litograficzne (maszyny do produkcji układów scalonych), została objęta przez Stany Zjednoczone zakazem sprzedaży swoich produktów do Chin. Od sierpnia 2022 roku w USA obowiązuje ustawa CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act), czyli ustawa o zachętach do produkcji układów scalonych. Głównym celem jest przeniesienie części produkcji mikroprocesorów z powrotem do Stanów Zjednoczonych. Obecnie Stany Zjednoczone produkują 70-75% swoich półprzewodników na Tajwanie (Chiny). Ustawa CHIPS Act planuje zainwestować 52 miliardy dolarów w rozwój produkcji w USA i ponad 24 miliardy dolarów w powiązane z tym ulgi podatkowe.

Ponadto Stany Zjednoczone rozważają wprowadzenie zakazu dostarczania Rosji i Chinom zaawansowanych procesorów graficznych firmy Nvidia, wykorzystywanych w produkcji superkomputerów. Według amerykańskich obliczeń, spowolniłoby to rozwój technologii sztucznej inteligencji u tych dwóch rywali. W marcu 2023 roku ustawa CHIPS Act jeszcze bardziej zaostrzyła ograniczenia wobec Chin. Wprowadzono zakaz inwestycji w produkcję chipów o topologii mniejszej niż 28 nanometrów w Chinach. W odpowiedzi, w celu ochrony bezpieczeństwa narodowego i interesów narodowych, Pekin wprowadził od 1 sierpnia br. kontrolę eksportu galu i germanu, powszechnie stosowanych w produkcji mikroelektroniki. Chiny obecnie produkują około 80% światowego galu i 60% germanu.

Lekcje z krajów dążących do samowystarczalności w zakresie produkcji układów scalonych.

W 2015 roku chiński rząd ogłosił koncepcję „Made in China 2025”, której celem jest zaspokojenie ponad 70% krajowego zapotrzebowania na półprzewodniki do 2025 roku. Jednak do 2022 roku wskaźnik ten spadł do zaledwie 16%. Projekt zakończył się niepowodzeniem, mimo że Chiny znajdują się obecnie w znacznie korzystniejszej sytuacji niż Rosja.

Nawet dla Indii, kraju o stosunkowo wysokim poziomie technologii informacyjnej, opracowanie własnej technologii chipów stanowi wyzwanie. Aby zorganizować krajową produkcję chipów, Indie zaprosiły tajwańską firmę Foxconn (Chiny). Początkowo dążyli do standardu produkcji chipów 28 nm, później obniżając go do 40 nm, ale ostatecznie Tajwan (Chiny) wycofał się z projektu. Przyczyn można by wymienić wiele, ale główną była niemożność znalezienia w Indiach wysoko wykwalifikowanego zespołu technicznego do produkcji.

Rosja nie zamierza trzymać się z dala od globalnej wojny na chipy, choć jest to dość późno. Obecnie Rosja może produkować chipy o topologii co najmniej 65 nm lub wyższej, podczas gdy tajwański (Chiny) TSMC opanował technologię 5 nm.

Jednym z pytań, które pojawia się w obecnym konflikcie rosyjsko-ukraińskim, jest to, dlaczego Rosja może wystrzeliwać rakiety i inną broń w tak nieskończoność. Odpowiedź brzmi: chipy do rakiet i innego sprzętu wojskowego mogą być produkowane w technologii 100-150 nm, którą Rosja może proaktywnie produkować. Rosja produkuje chipy 65 nm wyłącznie na sprzęcie importowanym na licencji, takim jak używane chipy Nikon i ASM Lithography.

Jeśli chodzi o projekty produkcji układów scalonych dla konsumentów, Rosja podjęła już pewne wstępne kroki. W Zielenogradzie trwa budowa zakładu produkującego układy scalone o topologii 28 nanometrów, a Mikron otrzymał pożyczkę w wysokości 7 miliardów rubli (około 100 milionów dolarów) na rozszerzenie produkcji. Ponadto, Zielenogradzkie Centrum Nanotechnologii opracowuje kontrakt o wartości 5,7 miliarda rubli (70 milionów dolarów) na maszynę litograficzną o długości 130 nm. Centrum przeznaczono prawie miliard rubli na produkcję maszyny litograficznej o topologii 350 nm. Technologia ta jest ewidentnie stara, ale jest w całości produkowana w kraju. Pięć miliardów rubli przeznaczono na budowę sieci ośrodków testowych do produkcji zaawansowanych układów scalonych, takich jak Moskiewski Instytut Technologii Elektronicznych, Sankt Petersburg i inne rosyjskie miasta.

Ale pieniądze to nie wszystko. Trudności programu samowystarczalności chipów nie ograniczają się do złożoności produktu; istnieją również inne problemy. Po pierwsze, niedobór inżynierów. Setki miliardów rubli można przeznaczyć na programy priorytetowe, ale znalezienie wysoko wykwalifikowanych specjalistów jest niemożliwe. Tworzenie półprzewodników światowej klasy wymaga wysiłku setek, jeśli nie tysięcy, inżynierów i naukowców. I to nie z jednego instytutu czy firmy projektowej, ale z całych korporacji. Według gazety Kommiersant, w lipcu 2023 roku 42% rosyjskich zakładów przemysłowych borykało się z niedoborami siły roboczej. Kronsztad, znany producent dronów, nie mógł znaleźć pracowników w dziewięciu specjalizacjach jednocześnie, w tym kluczowego personelu, takiego jak inżynierowie operacyjni i testujący, inżynierowie procesowi, monterzy samolotów i instalatorzy urządzeń elektrycznych samolotów. Ten problem może się teraz jeszcze bardziej pogłębić. Pytanie brzmi więc, gdzie znajdziemy pracowników do przyszłych zakładów produkujących mikroprocesory?

Kolejnym wyzwaniem jest przeniesienie wyników badań laboratoryjnych do produkcji masowej. Na przykład Instytut Fizyki Mikrostruktur Rosyjskiej Akademii Nauk od dawna odnosi spore sukcesy w badaniach nad maszynami litograficznymi EUV. Są to nowoczesne urządzenia działające w oparciu o promieniowanie rentgenowskie i zdolne do wytwarzania układów scalonych o strukturze 10 nm lub mniejszej. W 2019 roku główny ekspert Instytutu, Honorowy Akademik Nikołaj Sałaszczenko, oświadczył, że Rosja prowadzi badania nad rozwojem maszyny litograficznej, która byłaby dziesięciokrotnie tańsza od istniejących urządzeń zagranicznych i ma nadzieję, że maszyna ta zostanie udoskonalona w ciągu pięciu do sześciu lat. Miałaby to być długo oczekiwana maszyna do tworzenia ultramałych układów scalonych i produkcji na małą skalę.

To ambitne założenie, ale w rzeczywistości, po prawie pięciu latach, wciąż nie ma żadnych wieści o przełomie w technologii druku litograficznego. Nawet jeśli naukowcy stworzą prototyp, nadal muszą opracować proces produkcyjny, a następnie zbudować fabrykę. Teoretycznie Rosja mogłaby opracować idealny prototyp drukarki litograficznej, lepszy niż jakikolwiek produkt Nikona i ASM Lithography, ale poniosła porażkę w produkcji na dużą skalę. Nie było to niczym niezwykłym w czasach ZSRR i nadal stanowi problem.

Źródło: https://baoquocte.vn/bao-gio-nuoc-nga-tu-chu-duoc-chip-238643.html