När kommer Ryssland att kunna producera sina egna chips?

Chips för kriget mellan Ryssland och Ukraina är inte bristvara, men hur är det med chips för civila industrier?

Chiptillverkning – en global teknologisk konkurrens.

För moderna industrier spelar chips en avgörande roll. Detta var särskilt tydligt under den senaste covid-19-pandemin. På grund av brist på elektroniska komponenter minskade den globala bilproduktionen med en fjärdedel under 2021, eftersom chiptillverkarna tidigare hade fokuserat på hushållsapparater, datorer, telefoner och elfordon.

För ryska industrier var chipbristen särskilt allvarlig under 2022, då utländska chiptillverkare successivt vägrade att leverera. Den ryska bilproduktionen stannade av i flera månader på grund av brist på ABS-styrenheter (Anti-Lock Brake System) och krockkuddar. Situationen förbättrades något med lanseringen av inhemsk ABS-produktion i staden Kaluga Itelma under licens från Kina. Men den svåraste delen av produkten, styrenhetens elektroniska hjärna, är lättillgänglig från Kina. Att skapa ett eget ABS-system skulle kräva mer än ett år och över en miljard dollar i investeringar. Ryssland tvingas nu betala ett sådant pris för årtionden av försummelse. Bilindustrin är bara ett exempel bland otaliga produktionskedjor där Ryssland tvingas förlita sig på importerade chip och komponenter.

Självförsörjning inom mikroelektronikindustrin beror på många faktorer, både interna och externa. Restriktioner för import av högteknologiska halvledare riktar sig inte bara mot Ryssland utan även mot Kina. Det holländska företaget ASM Lithography, som producerar världens mest avancerade litografimaskiner (chiptillverkningsmaskiner), har förbjudits av USA att sälja sina produkter till Kina. Sedan augusti 2022 har USA CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act), eller Semiconductor Production Incentives Act. Huvudmålet är att flytta en del av produktionen av mikrochip tillbaka till USA. För närvarande producerar USA 70–75 % av sina halvledare i Taiwan (Kina). CHIPS Act planerar att investera 52 miljarder dollar i att utveckla tillverkning i USA och över 24 miljarder dollar i relaterade skatteincitament.

Dessutom överväger USA ett förbud mot att förse Ryssland och Kina med avancerade grafikprocessorer från Nvidia, som används vid tillverkning av superdatorer. Enligt amerikanska beräkningar skulle detta bromsa utvecklingen av artificiell intelligens hos dessa två rivaler. I mars 2023 skärpte CHIPS-lagen restriktionerna mot Kina ytterligare. Ett förbud utfärdades mot investeringar i produktion av chips med en topologi mindre än 28 nanometer i Kina. Som svar på detta och för att skydda nationell säkerhet och intressen införde Peking exportkontroller av gallium och germanium, som används i stor utsträckning inom mikroelektroniktillverkning, med början den 1 augusti i år. Kina producerar för närvarande cirka 80 % av världens gallium och 60 % av sitt germanium.

Lärdomar från länder som strävar efter självförsörjning av chip.

År 2015 tillkännagav den kinesiska regeringen konceptet "Made in China 2025", med målet att landet ska täcka över 70 % av sina inhemska halvledarbehov år 2025. År 2022 hade dock den siffran sjunkit till bara 16 %. Projektet har misslyckats trots att Kina befinner sig i en mycket mer fördelaktig position än Ryssland nu.

Även för Indien, ett land med en relativt hög nivå av informationsteknologi, är det utmanande att utveckla sin egen chipteknik. För att organisera den inhemska chipproduktionen bjöd Indien in Foxconn från Taiwan (Kina). Inledningsvis siktade de på en 28 nm chiptillverkningsstandard, senare sänkte de den till 40 nm, men slutligen drog Taiwan (Kina) sig ur projektet. Många anledningar kunde ha angetts, men den främsta var oförmågan att hitta ett högkvalificerat tekniskt team i Indien för tillverkning.

Ryssland har ingen avsikt att hålla sig utanför det globala chipkriget, om än ganska sent. För närvarande kan Ryssland producera chip med en topologi på minst 65 nm eller högre, medan TSMC i Taiwan (Kina) har bemästrat 5 nm.

En fråga som uppstår i den nuvarande konflikten mellan Ryssland och Ukraina är varför Ryssland kan avfyra missiler och andra vapen så till synes oändligt. Svaret är att chipsen till missiler och annan militär utrustning kan tillverkas med en 100-150 nm topologi, en typ som Ryssland proaktivt kan producera. Ryssland tillverkar 65 nm-chips uteslutande på importerad utrustning under licens, såsom begagnade Nikon- och ASM-litografichips.

När det gäller produktionsprojekt för konsumentchip har Ryssland tagit några inledande steg. En tillverkningsanläggning för 28-nanometers topologichip är under uppbyggnad i Zelenograd, och Mikron har fått ett lån på 7 miljarder rubel (cirka 100 miljoner dollar) för att utöka produktionen. Dessutom utvecklar Zelenograd Nanotechnology Center ett kontrakt på 5,7 miljarder rubel (70 miljoner dollar) för en 130 nm litografimaskin. Nästan en miljard rubel har avsatts för centret för tillverkning av en 350 nm topologimaskin. Tekniken är uppenbarligen gammal, men den är helt inhemskt producerad. Fem miljarder rubel har avsatts för att bygga ett nätverk av testplatser för att producera utvecklade chip, såsom vid Moskvas institut för elektronisk teknologi i Sankt Petersburg och andra ryska städer.

Men pengar är inte allt. Svårigheterna för programmet för självförsörjning av chip är inte begränsade till produktens komplexitet; det finns andra problem också. För det första är det brist på ingenjörer. Hundratals miljarder rubel kan avsättas till prioriterade program, men det är omöjligt att hitta högkvalificerade specialister. Att skapa halvledare i världsklass kräver insatser från hundratals, om inte tusentals, ingenjörer och forskare. Och inte från ett enda institut eller designföretag, utan från hela företag. Enligt tidningen Kommersant upplevde 42 % av de ryska industrianläggningarna i juli 2023 arbetskraftsbrist. Kronstadt, en välkänd drönartillverkare, kunde inte hitta arbetare inom nio specialiteter samtidigt, inklusive nyckelpersonal som drifts- och testingenjörer, processingenjörer, flygplansmontörer och installatörer av flygplanselektronik. Detta problem kan nu bli ännu värre. Så frågan är, var ska vi hitta arbetare till framtida mikrochiptillverkningsanläggningar?

Nästa utmaning är att överföra laboratorieresultat till massproduktion. Till exempel har Institutet för mikrostrukturfysik vid den ryska vetenskapsakademin länge varit ganska framgångsrikt med att forska om EUV-litografimaskiner. Dessa är moderna maskiner som fungerar baserat på röntgenstrålning och kan tillverka chips med en struktur på 10 nm eller mindre. År 2019 uppgav institutets chefsexpert, hedersakademikern Nikolai Salashchenko, att Ryssland forskade om utvecklingen av en litografimaskin som skulle vara tio gånger billigare än befintlig utländsk utrustning och hoppades att denna maskin skulle kunna fulländas inom fem till sex år. Det skulle vara en mycket efterlängtad maskin för att skapa ultrasmå chips och kapabel till småskalig produktion.

Det är ambitiöst, men i verkligheten, efter nästan fem år, finns det fortfarande inga nyheter om ett genombrott inom litografisk tryckteknik. Även om forskare skapar en prototyp behöver de fortfarande utveckla en produktionsprocess och sedan bygga en fabrik. I teorin skulle Ryssland kunna utveckla en perfekt prototyp för en litografisk skrivare, bättre än någon produkt från Nikon och ASM Lithography, men misslyckades med storskalig produktion. Detta var inte ovanligt under sovjettiden och är fortfarande ett problem idag.

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