เมื่อไหร่รัสเซียจะสามารถพึ่งตนเองในเรื่องชิปได้?

ชิปสำหรับสงครามรัสเซีย-ยูเครนนั้นมีมากมาย แต่ชิปสำหรับอุตสาหกรรมพลเรือนล่ะ?

การผลิตชิป – การแข่งขันด้านเทคโนโลยีระดับโลก

ชิปมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการระบาดใหญ่ของโควิด-19 การผลิตรถยนต์ทั่วโลก ลดลงหนึ่งในสี่ในปี 2564 เนื่องจากปัญหาการขาดแคลนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากก่อนหน้านี้ผู้ผลิตชิปมุ่งเน้นไปที่เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ และรถยนต์ไฟฟ้า

สำหรับอุตสาหกรรมของรัสเซีย ปัญหาการขาดแคลนชิปรุนแรงเป็นพิเศษในปี 2565 เมื่อผู้ผลิตชิปต่างชาติปฏิเสธที่จะจัดหาชิปให้ทีละชิ้น การผลิตรถยนต์ของรัสเซียต้องหยุดชะงักเป็นเวลาหลายเดือนเนื่องจากขาดชุดควบคุม ABS (ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก) และถุงลมนิรภัย สถานการณ์ดีขึ้นบ้างหลังจากเริ่มการผลิต ABS ในประเทศที่เมืองคาลูกา อิเทลมา ภายใต้ใบอนุญาตจากจีน แต่ส่วนที่ยากที่สุดของผลิตภัณฑ์ คือสมองอิเล็กทรอนิกส์ของชุดควบคุม ซึ่งผลิตสำเร็จรูปในประเทศจีน การสร้าง ABS เองต้องใช้เวลามากกว่าหนึ่งปีและเงินลงทุนมากกว่าพันล้านดอลลาร์ ปัจจุบันรัสเซียต้องจ่ายราคาเช่นนี้จากการละเลยมานานหลายทศวรรษ อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของห่วงโซ่การผลิตนับไม่ถ้วนที่รัสเซียถูกบังคับให้ใช้ชิปและส่วนประกอบนำเข้า

ความเป็นอิสระของอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยทั้งภายในและภายนอก ข้อจำกัดในการนำเข้าเซมิคอนดักเตอร์ไฮเทคไม่ได้มุ่งเป้าไปที่รัสเซียเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจีนด้วย บริษัท ASM Lithography ของเนเธอร์แลนด์ ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องจักรลิโธกราฟี (การผลิตชิป) ที่ทันสมัยที่สุดในโลก ถูกสหรัฐอเมริกาสั่งห้ามจำหน่ายผลิตภัณฑ์ให้กับจีน ตั้งแต่เดือนสิงหาคม พ.ศ. 2565 สหรัฐอเมริกาได้ออกพระราชบัญญัติ CHIPS (พระราชบัญญัติการสร้างแรงจูงใจที่เป็นประโยชน์ต่อการผลิตเซมิคอนดักเตอร์) หรือพระราชบัญญัติการกระตุ้นการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยมีเป้าหมายหลักคือการถ่ายโอนการผลิตไมโครชิปบางส่วนไปยังสหรัฐอเมริกา ปัจจุบัน สหรัฐอเมริกาผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในไต้หวัน (จีน) คิดเป็น 70-75% ของการผลิตทั้งหมด พระราชบัญญัติ CHIPS วางแผนที่จะลงทุน 5.2 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐในการพัฒนาการผลิตในสหรัฐอเมริกา และมากกว่า 2.4 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐในมาตรการจูงใจทางภาษีที่เกี่ยวข้อง

นอกจากนี้ สหรัฐฯ กำลังพิจารณาห้ามจัดหาหน่วยประมวลผลกราฟิกขั้นสูงจาก Nvidia ซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐฯ ให้แก่รัสเซียและจีน ซึ่งใช้ในการสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สหรัฐฯ ระบุว่าการดำเนินการดังกล่าวจะชะลอการพัฒนาเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ของคู่แข่งทั้งสองรายนี้ ในเดือนมีนาคม 2566 พระราชบัญญัติ CHIPS จะกระชับอำนาจเหนือจีนมากขึ้น มีการห้ามการลงทุนในการผลิตชิปที่มีโครงสร้างเชื่อมต่อขนาดเล็กกว่า 28 นาโนเมตรในจีน เพื่อปกป้องความมั่นคงและผลประโยชน์ของชาติ ปักกิ่งจึงได้กำหนดมาตรการควบคุมการส่งออกโลหะแกลเลียมและเจอร์เมเนียม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ตั้งแต่วันที่ 1 สิงหาคมปีนี้เป็นต้นไป ปัจจุบันจีนผลิตแกลเลียมประมาณ 80% ของปริมาณการผลิตทั่วโลก และเจอร์เมเนียม 60%

บทเรียนจากประเทศต่างๆ ที่พยายามจะพึ่งพาตนเองด้านชิป

ในปี 2558 รัฐบาล จีนประกาศแนวคิด "Made in China 2025" ซึ่งระบุว่าจีนจะตอบสนองความต้องการเซมิคอนดักเตอร์ภายในประเทศได้มากกว่า 70% ภายในปี 2568 แต่ภายในปี 2565 ตัวเลขดังกล่าวกลับลดลงเหลือเพียง 16% เท่านั้น โครงการนี้ยังไม่ประสบความสำเร็จ แม้ว่าจีนจะอยู่ใน "สถานะ" ที่ดีกว่ารัสเซียมากในขณะนี้

สำหรับอินเดีย ซึ่งเป็นประเทศที่มีเทคโนโลยีสารสนเทศค่อนข้างสูง การวางแผนสร้างเทคโนโลยีชิปของตนเองก็เป็นเรื่องยากเช่นกัน เพื่อจัดการผลิตไมโครชิปภายในประเทศ อินเดียจึงได้เชิญ Foxconn จากไต้หวัน (จีน) เข้ามาร่วมด้วย ในตอนแรกพวกเขาตั้งเป้าที่จะผลิตชิปให้ได้มาตรฐาน 28 นาโนเมตร แต่ต่อมาลดเหลือ 40 นาโนเมตร แต่ไต้หวัน (จีน) จึงถอนตัวออกจากโครงการ อาจมีเหตุผลหลายประการ แต่เหตุผลหลักคืออินเดียไม่สามารถหาทีมเทคนิคที่มีคุณสมบัติสูงในการผลิตได้

รัสเซียไม่มีความตั้งใจที่จะอยู่ห่างจากสงครามชิประดับโลก แม้ว่าจะค่อนข้างช้าก็ตาม ปัจจุบัน รัสเซียสามารถผลิตชิปที่มีโครงสร้างการเชื่อมต่ออย่างน้อย 65 นาโนเมตรขึ้นไปได้ ขณะที่ TSMC ของไต้หวัน (จีน) เชี่ยวชาญการผลิตชิปขนาด 5 นาโนเมตร

คำถามหนึ่งที่ถูกหยิบยกขึ้นมาในความขัดแย้งระหว่างรัสเซียและยูเครนในปัจจุบันคือ รัสเซียสามารถยิงขีปนาวุธและอาวุธอื่นๆ ได้อย่างไม่สิ้นสุดเช่นนี้ได้อย่างไร คำตอบคือ ชิปสำหรับขีปนาวุธและอุปกรณ์ ทางทหาร อื่นๆ สามารถผลิตได้ด้วยโครงสร้างเชื่อมต่อระหว่างกันขนาด 100-150 นาโนเมตร ซึ่งรัสเซียสามารถริเริ่มได้ รัสเซียผลิตชิปขนาด 65 นาโนเมตรโดยใช้เฉพาะอุปกรณ์นำเข้าที่ได้รับใบอนุญาตจาก Nikon และ ASM Lithography เท่านั้น

สำหรับโครงการชิปสำหรับพลเรือน รัสเซียได้เริ่มดำเนินการเบื้องต้นแล้ว โรงงานผลิตชิปขนาด 28 นาโนเมตรกำลังก่อสร้างในเซเลโนกราด และไมโครรอนได้รับเงินกู้ 7 พันล้านรูเบิล (100 ล้านดอลลาร์) เพื่อขยายการผลิต นอกจากนี้ ศูนย์นาโนเทคโนโลยีเซเลโนกราดกำลังพัฒนาโครงการประกวดราคา 5.7 พันล้านรูเบิล (70 ล้านดอลลาร์) สำหรับเครื่องลิโธกราฟีขนาด 130 นาโนเมตร ได้มีการจัดสรรเงินเกือบพันล้านรูเบิลให้กับศูนย์ฯ เพื่อสร้างเครื่องขนาด 350 นาโนเมตร เทคโนโลยีนี้แม้จะเก่าแต่ผลิตในประเทศทั้งหมด เงินห้าพันล้านรูเบิลถูกจัดสรรให้กับการสร้างเครือข่ายศูนย์ทดสอบสำหรับการผลิตชิปที่พัฒนาแล้ว เช่น ที่สถาบันเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์มอสโกในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กและเมืองอื่นๆ ของรัสเซีย

แต่เงินไม่ใช่ทุกอย่าง ปัญหาของโครงการชิปออโตโนมีไม่ได้จำกัดอยู่แค่ความซับซ้อนของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาอื่นๆ ด้วย ประการแรกคือ ปัญหาการขาดแคลนวิศวกร งบประมาณหลายแสนล้านรูเบิลสามารถจัดสรรให้กับโครงการสำคัญๆ ได้ แต่กลับไม่สามารถหาผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติสูงได้ การสร้างเซมิคอนดักเตอร์ระดับโลกต้องอาศัยความพยายามของวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์หลายร้อยคน หรืออาจจะหลายพันคน และไม่ใช่จากสถาบันหรือบริษัทออกแบบเพียงแห่งเดียว แต่มาจากทั้งบริษัท Kommersant ระบุว่า ในเดือนกรกฎาคม 2023 โรงงานอุตสาหกรรมของรัสเซีย 42% ประสบปัญหาการขาดแคลนแรงงาน บริษัท Kronstadt ซึ่งเป็นโรงงานผลิตโดรนชื่อดัง ไม่สามารถหาแรงงานใน 9 สาขาพร้อมกันได้ ซึ่งสาขาหลักๆ ได้แก่ วิศวกรปฏิบัติการและวิศวกรทดสอบ วิศวกรกระบวนการ ช่างประกอบเครื่องบิน และพนักงานติดตั้งระบบไฟฟ้าของเครื่องบิน ปัญหานี้น่าจะยิ่งแย่ลงไปอีก ดังนั้น คำถามคือ เราจะหาแรงงานจากที่ไหนมาผลิตไมโครชิปในอนาคต

ต่อไปคือปัญหาของการถ่ายทอดผลการทดลองจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตจำนวนมาก ยกตัวอย่างเช่น สถาบันฟิสิกส์โครงสร้างจุลภาคแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์รัสเซีย (Institute of Microstructural Physics) ได้ประสบความสำเร็จอย่างมากในการวิจัยการพิมพ์หินด้วยรังสีเอกซ์ (EUV) เป็นเวลานาน เครื่องจักรเหล่านี้เป็นเครื่องจักรสมัยใหม่ที่ทำงานด้วยรังสีเอกซ์และสามารถผลิตชิปที่มีโครงสร้างขนาด 10 นาโนเมตรหรือน้อยกว่าได้ ในปี 2019 นิโคไล ซาลาชเชนโก หัวหน้าผู้เชี่ยวชาญของสถาบัน กล่าวว่า รัสเซียกำลังพัฒนาแบบจำลองการพิมพ์หินซึ่งมีราคาถูกกว่าอุปกรณ์จากต่างประเทศที่มีอยู่ถึงสิบเท่า และหวังว่าเครื่องจักรนี้จะเสร็จสมบูรณ์ภายในห้าถึงหกปี เครื่องจักรนี้จะเป็นเครื่องจักรที่ทุกคนรอคอยสำหรับการสร้างชิปขนาดเล็ก และสามารถผลิตได้ในขนาดเล็ก

แม้จะทะเยอทะยาน แต่ในความเป็นจริง หลังจากผ่านไปเกือบห้าปี ก็ยังไม่มีข่าวคราวความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการพิมพ์หินเลย ถึงแม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสร้างต้นแบบขึ้นมาได้ พวกเขาก็ยังต้องสร้างกระบวนการผลิตและสร้างโรงงานต่อไป ในทางทฤษฎี รัสเซียสามารถพัฒนาต้นแบบเครื่องพิมพ์หินที่สมบูรณ์แบบได้ดีกว่าเครื่องจักรใดๆ ที่ Nikon และ ASM Lithography เคยผลิตมา แต่กลับล้มเหลวในการผลิตจำนวนมาก ซึ่งไม่ใช่เรื่องแปลกในยุคโซเวียต และยังคงเป็นเช่นนั้นมาจนถึงทุกวันนี้

แหล่งที่มา