Quando a Rússia será autossuficiente em chips?

Não faltam chips para a guerra Rússia-Ucrânia, mas e os chips para a indústria civil?

Fabricação de chips – competição tecnológica global

Os chips desempenham um papel muito importante nas indústrias modernas. Isso ficou especialmente evidente durante a recente pandemia de Covid-19. Devido à escassez de componentes eletrônicos, a produção global de automóveis caiu em um quarto em 2021, enquanto os fabricantes de chips se concentravam anteriormente em eletrodomésticos, computadores, celulares e veículos elétricos.

Para as indústrias russas, a escassez de chips foi especialmente aguda em 2022, quando fabricantes estrangeiros de chips se recusaram a fornecer um após o outro. A produção de automóveis russos foi interrompida por vários meses devido à falta de unidades de controle do ABS (Sistema de Freios Antibloqueio) e airbags. A situação melhorou um pouco com o lançamento da produção nacional de ABS na cidade de Kaluga Itelma sob licença chinesa. Mas a parte mais difícil do produto, o cérebro eletrônico da unidade de controle, é pré-fabricada na China. Criar um ABS próprio exigiria mais de um ano e mais de um bilhão de dólares em investimentos. A Rússia agora é forçada a pagar esse preço por suas décadas de negligência. A indústria automotiva é apenas um exemplo das inúmeras cadeias de produção em que a Rússia é forçada a usar chips e componentes importados.

A autonomia da indústria microeletrônica depende de muitos fatores, tanto internos quanto externos. As restrições à importação de semicondutores de alta tecnologia visam não apenas a Rússia, mas também a China. A empresa holandesa ASM Lithography, que produz as máquinas de litografia (fabricação de chips) mais avançadas do mundo, foi proibida pelos Estados Unidos de vender produtos para a China. Desde agosto de 2022, os EUA têm o CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act) ou Semiconductor Manufacturing Stimulus Act. O principal objetivo é transferir parte da produção de microchips para os Estados Unidos. Atualmente, os EUA produzem 70-75% dos semicondutores em Taiwan (China). O CHIPS Act planeja investir US$ 52 bilhões no desenvolvimento da produção nos EUA e mais de US$ 24 bilhões em incentivos fiscais relacionados.

Além disso, os EUA estão considerando proibir o fornecimento à Rússia e à China de processadores gráficos avançados da Nvidia, sediada nos EUA, usados na construção de supercomputadores. Segundo os EUA, isso desacelerará o desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial desses dois rivais. Em março de 2023, a Lei CHIPS fortalecerá seu controle sobre a China. Foi emitida uma proibição a investimentos na produção de chips com estruturas de interconexão menores que 28 nanômetros na China. Em resposta e para proteger a segurança e os interesses nacionais, Pequim impôs controles de exportação dos metais gálio e germânio, amplamente utilizados na produção de microeletrônicos, a partir de 1º de agosto deste ano. A China atualmente produz cerca de 80% do gálio mundial e 60% do germânio.

Lições de países que tentam se tornar autossuficientes em chips

Em 2015, o governo chinês anunciou o conceito "Made in China 2025", segundo o qual o país atenderia a mais de 70% de suas necessidades domésticas de semicondutores até 2025. Mas, em 2022, esse número era de apenas 16%. O projeto não foi bem-sucedido, embora a China esteja em uma "posição" muito mais favorável do que a Rússia atualmente.

Para a Índia, um país com um nível bastante elevado de tecnologia da informação, também é muito difícil planejar a construção de sua própria tecnologia de chips. Para organizar a produção doméstica de microchips, a Índia convidou a Foxconn de Taiwan (China). Inicialmente, a meta era um padrão de fabricação de chips de 28 nm, posteriormente reduzido para 40 nm, mas, como resultado, Taiwan (China) desistiu do projeto. Pode haver muitas razões, mas a principal é que a Índia não consegue encontrar uma equipe técnica altamente qualificada para produzir.

A Rússia não pretende ficar de fora da guerra global de chips, embora seja um pouco tarde. Atualmente, a Rússia pode produzir chips com uma estrutura de conexão de pelo menos 65 nm ou mais, enquanto a taiwanesa TSMC (China) domina 5 nm.

Uma questão que tem sido levantada no atual conflito Rússia-Ucrânia é como a Rússia consegue lançar mísseis e outras armas de forma tão indefinida. A resposta é que chips para mísseis e outros equipamentos militares podem ser fabricados com uma estrutura de interconexão de 100-150 nm, na qual a Rússia pode tomar a iniciativa. A Rússia produz chips de 65 nm exclusivamente em equipamentos importados previamente licenciados, utilizando litografia Nikon e ASM.

Quanto aos projetos de chips civis, a Rússia deu alguns passos iniciais. Uma fábrica de chips de 28 nanômetros está sendo construída em Zelenograd, e a Mikron recebeu um empréstimo de 7 bilhões de rublos (US$ 100 milhões) para expandir a produção. Além disso, o Centro de Nanotecnologia de Zelenograd está desenvolvendo uma licitação de 5,7 bilhões de rublos (US$ 70 milhões) para uma máquina de litografia de 130 nm. Quase um bilhão de rublos foram alocados ao centro para a criação de uma máquina de 350 nm. A tecnologia é obviamente antiga, mas é inteiramente produzida internamente. Cinco bilhões de rublos são alocados para a construção de uma rede de locais de teste para a produção dos chips desenvolvidos, como no Instituto de Tecnologia Eletrônica de Moscou, em São Petersburgo e outras cidades russas.

Mas dinheiro não é tudo. As dificuldades do programa de autonomia de chips não se limitam à complexidade do produto, mas também a outros problemas. Em primeiro lugar, há uma escassez de engenheiros. Centenas de bilhões de rublos podem ser alocados para programas prioritários, mas especialistas altamente qualificados não podem ser encontrados. Criar semicondutores de classe mundial exige o esforço de centenas, senão milhares de engenheiros e cientistas. E não de um instituto ou empresa de design, mas de uma corporação inteira. Segundo o Kommersant, em julho de 2023, 42% das instalações industriais da Rússia enfrentavam escassez de trabalhadores. A empresa Kronstadt, uma famosa fábrica de drones, não conseguiu encontrar trabalhadores em nove especialidades ao mesmo tempo, sendo as principais engenheiros operacionais e de teste, engenheiros de processo, montadores de aeronaves e instaladores elétricos de aeronaves. Este problema provavelmente se agravará agora. Portanto, a questão é onde obter trabalhadores para as fábricas de microchip do futuro.

O próximo problema é a transferência dos resultados do laboratório para a produção em massa. Por exemplo, o Instituto de Física Microestrutural da Academia Russa de Ciências tem tido bastante sucesso na pesquisa de litografia EUV há muito tempo. Essas são máquinas modernas que operam com raios X e são capazes de fabricar chips com uma estrutura de 10 nm ou menos. Em 2019, o especialista-chefe do Instituto, Acadêmico Honorário Nikolai Salashchenko, afirmou que a Rússia está trabalhando em um modelo de litografia dez vezes mais barato do que os equipamentos estrangeiros existentes e espera que essa máquina possa ser concluída em cinco a seis anos. Será uma máquina muito aguardada para a criação de chips microscópicos e poderá ser produzida em pequena escala.

Era ambicioso, mas, na realidade, depois de quase cinco anos, ainda não havia notícias de um avanço na tecnologia litográfica. Mesmo que os cientistas tivessem criado um protótipo, ainda teriam que desenvolver um processo de fabricação e, em seguida, construir uma fábrica. Em teoria, a Rússia poderia ter desenvolvido um protótipo perfeito de máquina litográfica, melhor do que qualquer coisa que a Nikon e a ASM Lithography já tivessem produzido, mas não conseguiu produzi-la em massa. Isso não era incomum na época soviética e continua sendo o caso hoje.

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