/Поглед.инфо/ САЩ блокират достъпа на Китай до технологии за производство на интегрални схеми, базирани на усъвършенствани технологични стандарти

Политиката на САЩ за преструктуриране на веригите за доставки в полупроводниковата индустрия с цел изтласкване на КНР от световния пазар на полупроводници и забавяне на нейното технологично развитие е придружена от все по-високи рестриктивни бариери в индустрията. Сега САЩ засилват натиска върху световните полупроводникови компании, настоявайки за създаване на мощности на своя територия и се опитвайки да блокират достъпа на Китай до технологии за производство на интегрални схеми (ИС) по най-модерните технологични стандарти.

В началото на годината стана известно, че американският производител на чипове с памет Micron Technology ще спре производството на DRAM чипове в Шанхай до края на 2022 г. , а някои от 150-те китайски инженери, работещи във фабриката, ще получат преференциални условия за имиграция в САЩ или Индия. Показателен пример за интензивността на конкуренцията между Китай и САЩ за инженерни таланти в полупроводниковата индустрия.

От това какво място дадена страна се стреми да заеме във веригата за доставки на пазара на полупроводници, ще се определи както нейната стратегия за научноизследователска и развойна дейност в областта на микроелектрониката, така и стратегията за конкуренция на пазарите.

Успехът в конкуренцията с чуждестранни производители на вътрешния пазар и технологичната независимост на страната в тази индустрия не означава автоматично успех в конкуренцията на световния пазар. И обратно, лидерството на страната (или просто значителния й дял) на световния пазар на IC не означава автоматично нейната технологична независимост. Това последното се отнася за Китай.

Технологичната независимост се състои от два компонента – самостоятелно производство на ИС и производство на оборудване за тяхното производство или поне контрол върху глобалната верига за доставки на компоненти. За световно лидерство се добавя още едно условие - наличието на производство на ИС с помощта на модерна технология.

В този смисъл само САЩ имат относителна технологична независимост в тази индустрия. Китай, въпреки че заема водеща позиция на световния пазар на ИС в редица области, е значително зависим от доставката на най-модерните образци, които не може да произведе у дома. Тук критичният фактор е липсата на производство на оборудване (фотолитографии) в Китай за създаване на ИС, и по-специално за модерни технологии.

Липсата на собствено производство на литографско оборудване се превръща в проблем само за онези страни, които си поставят за цел постигане на технологична независимост в електронната индустрия и следователно като цяло във високите технологии, като Русия, или в допълнение към това, те се борят за лидерство на световния пазар на полупроводници, като Китай.

Други държави или разчитат изцяло на закупуването на готови електронни продукти и компоненти за тях, или са в орбитата на американското влияние.

Общият проблем на Китай и Русия - заместване на вноса на всички критични електронни компоненти на вътрешния пазар - в китайския случай се усложнява от борбата за световно лидерство в производството на полупроводници. Неговото решение е затруднено от липсата в КНР на собствен пълен цикъл на производство на литографско оборудване (степери) за двата технологични процеса за производство на интегрални схеми (ИС), както за дължина на вълната 193 nm, така и за 13,5 nm. Разликата в тези технически процеси определя основните посоки на конкуренция на световния пазар на полупроводници като цяло, както и стратегията на Китай (както и на Русия) за развитие на тази индустрия.

Целта на фотолитографията в микроелектрониката е да се формира дадено изображение върху силиконова пластина, за да се получи необходимата топология (броя и реда на разположение на транзисторите) на микросхема. Създаването на ИС е подобно на процеса на проявяване на снимка, като вместо филм се използва само силиконова пластина. Вътре в литографията (степер), в процеса на фотолитография, лазерната светлина в ултравиолетовия диапазон преминава през повърхността с фотомаска, която задава топологията на бъдещата ИС, проектира намалена версия на оформлението на транзистора върху силиконова пластина с фоточувствителна материал (фоторезист). В резултат на това той създава миниатюрните функции, необходими за създаване на миниатюрни транзистори и схеми в съвременните процесори. След последващата обработка на фоторезиста върху плочата, както на фотографски филм, остава даден модел.

Доскоро абсолютно всички ИС от началото на 90-те години бяха създадени с помощта на ултравиолетова литография със светлина с дължина на вълната от 193 nm (дълбока ултравиолетова или DUV литография).

За да се получат структури на микрочипове, по-малки от приблизително 50 nm (14, 10 nm и 7 nm) с помощта на DUV литография, водещите производители на IC, вместо едно излагане през една единствена маска с твърд транзисторен модел, използваха няколко маски с различни модели, които се допълват един друг (многократна експозиция). Страничен ефект беше цената на процеса и увеличаването на броя на дефектните продукти.

Радикалното решение на проблема беше екстремната ултравиолетова литография (EUV-литография) с дължина на вълната от 13,5 nm, което просто направи възможно създаването на висококачествени ИС с размери 10, 7, 5 nm. Технологията за литография EUV използва източник, който излъчва светлина с дължина на вълната от 13,5 нанометра, тоест в долния край на ултравиолетовия спектър. Тези литографии се произвеждат само от холандската компания ASML, изцяло контролирана от западен капитал, който е монополист в тази област.

Характеристика на тази технология е не само много високата цена на EUV литографиите, но и увеличаването на количеството скъпи консумативи (фоторезист, комплект фотомаски) за производството на един вид ИС. Цената им може да достигне милиони долари. В резултат на това EUV литографията става конкурентна само с масовото производство, което достига десетки милиони ИС годишно. А това е възможно само с продажбата на продукти на световния пазар. Всичко това заедно прави технологията за литография EUV достъпна само за няколко големи компании, като Intel, Samsung, TSMC, Global Foundries.

Китай заема значителен дял от световния пазар на електроника и претендира за лидерство в производството на ИС и в двата технически процеса – дълбоко (193 nm) и екстремно (13,5 nm) ултравиолетово. За производството на ИС с размери 280, 110 и 90 и 65 nm китайската компания Shanghai Micro Electronic Equipment (SMEE) отдавна произвежда литографии за DUV литография при дължина на вълната 193 nm.

Китайски компании като Lenovo, Huawei, Meizu и Xiaomi обаче се борят с конкуренти от САЩ, Южна Корея и Япония за лидерство на световния пазар на смартфони и електроника, където минималният размер на транзисторите е критичен. Тук се търсят ИС, направени по техническия процес от 28, 14 и по-малко от 10 nm. Колкото по-малък е размерът на транзисторите, толкова повече те пасват на силиконовата пластина, толкова по-бързи са изчислителните операции, по-ниска е консумацията на енергия, толкова по-дълго издържа батерията и като цяло, толкова по-висока е конкурентоспособността на продукта по отношение на качество и цена.

Доскоро китайските компании свободно закупуваха такива ИС в САЩ и Тайван. Според Джон Ден, главен търговски представител на Тайван, островът изнася 40% от своите полупроводници за континента. Освен това тайванските компании, по-специално TSMC, имат собствени производствени обекти в Китай.

Въпреки това, зависимостта на китайските производители от външно доставяне на ИС точно от най-модерните технологични процеси, особено тези, създадени с помощта на екстремна ултравиолетова светлина, се превърна в сериозен проблем, тъй като САЩ под ръководството на Тръмп започнаха да изтласкват Китай от глобалния пазар на полупроводници. Опитите на КНР да реши този проблем чрез закупуване на литографии от компанията ASML EUV в Холандия през 2020 г. за собствено производство на микросхеми се натъкнаха на отказ от правителството на тази страна под натиска на САЩ. Под американския натиск през 2022 г. планът на южнокорейската SK Hynix да реконструира завода си за производство на ИС в Китай (Уси, провинция Дзянсу) беше осуетен. Реконструкцията включваше оборудване на предприятието с модерно оборудване за най-деликатните литографски процеси (под 14 nm).

Стратегическото предимство на китайските конкуренти от Тайван, САЩ, Южна Корея в борбата за световно лидерство в полупроводниковата индустрия е, че имат свободен достъп до литографски машини (степери) на холандския производител за производство на всички видове ИС, които са най-търсените на световния пазар. Закупуването им на тези литографии е ограничено само от производствените възможности на ASML, а не от политически ограничения и санкции.

Тясно вградени в контролираната от САЩ високотехнологична верига за доставки, Тайван, Южна Корея и Япония могат да отпечатват чипове по най-модерните технически стандарти.

/краят следва/

Превод: ЕС

ВАЖНО!!! Уважаеми читатели на Поглед.инфо, ограничават ни заради позициите ни! Влизайте директно в сайта www.pogled.info . Споделяйте в профилите си, с приятели, в групите и в страниците. По този начин ще преодолеем ограниченията, а хората ще могат да достигнат до алтернативната гледна точка за събитията!?