Kineski proboj u proizvodnji čipova menja odnose snaga u tehnološkoj industriji

Kineska industrija polprovodnika možda je postigla prekretnicu u izradi strojeva za proizvodnju čipova, tržištu kojim već dugo dominira holandski ASML Holding NV.

Prema pisanju portala The Information, državna firma iz Šangaja pronašla je način za proizvodnju takozvanih alata za imerzionu duboku ultraljubičastu litografiju (DUV), koji su sposobni da proizvode najšire korišćene čipove.

Kina nastoji da postane samostalnija u proizvodnji poluprovodnika i opreme za izradu čipova nakon godina sve strožih izvoznih kontrola koje su uveli SAD i njihovi saveznici. Tehnološki proboj značio bi da Kina napreduje brže nego što su spoljni posmatrači očekivali, što je dovodi korak bliže smanjenju jaza s američkim i evropskim konkurentima.

Pretnja za ASML je dvostruka ako Kina bude u stanju da masovno proizvodi te DUV mašine i koristi ih za izradu najsloženijih čipova koji se obično oslanjaju na naprednije alate te holandske kompanije. Ovaj potonji uspeh takođe bi predstavljao veliki problem za zapadne proizvođače čipova kao što je Nvidia Corp., jer bi kineski kupci imali manje razloga da čekaju na pristup ograničenim proizvodima.

Šta je DUV litografija?

DUV se odnosi na duboko ultraljubičasto svetlo (engl. deep ultraviolet) koje se koristi za projektovanje dizajna strujnih krugova na silicijumske pločice (vafere) s premazom osetljivim na svetlo. Kroz niz koraka, uzorak otisnut na pločici postaje strujni krug na čipu.

DUV mašine čine okosnicu moderne proizvodnje poluprovodnika i koriste se za izradu čipova koji pokreću sve – od automobila i kućnih aparata do senzora i medicinske opreme. Imerzione DUV mašine, tehnologija za koju The Information navodi da je Kina sada sposobna da proizvede, korak su iznad. Svetlost se projektuje kroz sloj vode između sočiva alata i pločice, što stroju omogućuje ispisivanje složenijih uzoraka na čipovima.

Najnapredniji litografski sistemi su mašine za ekstremnu ultraljubičastu litografiju (EUV), koji su ključni za proizvodnju najnaprednijih čipova, kao što su Nvidijini akceleratori veštačke inteligencije i procesori za pametne telefone kompanije Apple Inc. Ovi EUV mašine veličine autobusa dostupni su jedino u ASML-u. Koštaju više od 200 miliona dolara po komadu, dok su imerzione DUV mašine bliže ceni od 90 miliona dolara.

Šta je kočilo kinesku industriju čipova?

Kineski proizvođači čipova izuzetno mnogo zavise od ASML-ovih mašina, a Kina je do ove godine bila najveće tržište te holandske kompanije. Međutim, ASML se našao u središtu trgovačkog rata između SAD i Kine. Kako SAD nastoje da zadrže svoju tehnološku prednost, pozvale su saveznike, uključujući Holandiju i Japan, da uvedu kontrole izvoza opreme za proizvodnju čipova, pozivajući se na rizike za nacionalnu bezbednost.

Pritisak na ASML započeo je 2019. godine kada je prva Trumpova administracija pritisnula holandsku vladu da zabrani prodaju ASML-ovih EUV mašina Kini. Ograničenja izvoza povećala su se pod američkim predsednikom Joeom Bidenom jer su se proširila i na prodaju nekih ASML-ovih imerzionih DUV mašina. Kineski kupci su tada počeli ubrzano da kupuju stariju ASML-ovu opremu.

 

Kina je u više navrata identifikovala litografske mašine kao ključno usko grlo u svojim nastojanjima da izgradi sopstveni lanac snabdevanja za proizvodnju poluprovodnika. Najnaprednije mašine koje ASML trenutno sme da isporuči Kini zaostaju osam generacija za najsofisticiranijim modelom te kompanije.

Kako Kina pokušava da premosti jaz?

Shanghai Micro Electronics Equipment Group Co., državna kompanija osnovana prije više od dve decenije radi  istraživanja alata za litografiju, uspela je da masovno proizvede mašine niže klase koji domaćim livnicama omogućuju izradu komercijalno najraširenijih čipova, poput onih koji se nalaze u automobilima, energetskim sklopkama, ekranima i senzorima.

Bez pristupa EUV mašinama, kineski proizvođači čipova poput Semiconductor Manufacturing International Corp.-a koriste tehniku poznatu kao višestruko strukturiranje (engl. multi-patterning) kako bi proizveli napredne čipove pomoću imerzionih DUV sistema. Ovaj pristup nosi sa sobom kompromise jer dodatni koraci dovode do viših troškova, manjeg prinosa ispravnih čipova i potencijalnih grešaka pri poravnanju.

Huawei Technologies Co. također je razvio tehniku koju naziva "LogicFolding" i tvrdi da bi mu ona do 2031. godine mogla da omogući izradu čipova s performansama koje se mogu porediti s 1,4-nanometarskim poluprovodnicima koji se koriste za pokretanje najsloženijih AI tehnologija. Iako bi to Huawei i dalje ostavilo tri ili četiri godine iza diva u proizvodnji čipova Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., značajno bi smanjilo zaostatak.

Proizvodnja imerzionih DUV mašina smatra se međukorakom prema većem pokušaju ovladavanja EUV tehnologijom. Kina razvija prototipove EUV mašina uz pomoć bivših inženjera ASML-a, javio je Reuters u decembru.

Kina podržava svoju industriju čipova državnim kapitalom. Njen takozvani "Big Fund"(Veliki fond) ulaže milijarde juana u domaće dobavljače koji proizvode ključne komponente za litografske mašine i drugu opremu za izradu čipova.

Koje prepreke preostaju?

Ključni ispit je masovna proizvodnja. Analitičari kažu da razvoj nekoliko imerzionih DUV mašina nije isto što i proizvodnja alata koji se mogu pouzdano koristiti za proizvodnju u velikim serijama. Iako kineske DUV mašine uglavnom koriste delove iz domaće proizvodnje, neke ključne komponente i dalje dolaze iz Japana, navodi The Information.

Moglo bi biti potrebno od sedam do 10 godina dok Kina potpuno ne zatvori tehnološki jaz s ASML-om u litografskim mašinama, dok bi zamena strane opreme mogla da potraje još duže, smatra Masahiro Wakasugi, analitičar Bloomberg Intelligencea.

U međuvremenu, SAD bi mogle dodatno da pooštre izvoz zapadne opreme za proizvodnju čipova. Američki zakonodavci su u aprilu predstavili nacrt zakona kojim treba da ograniči prodaju svih ASML-ovih imerzionih DUV mašina Kini i spreči inženjere te kompanije da servisiraju tu tehnologiju.