Мировая электроника входит в кризис развития. В России решили воспользоваться этим моментом... https://zen.yandex.ru/media/dbk/mirovaia-elektronika-vhodit-v-krizis-razvitiia-v-rossii-reshili-vospolzovatsia-etim-momentom-629630832640c17a3d35e362?&utm_cam
авт. Кочетов Алексей
Как часто мы слышали, что российская электроника отстала навсегда от своих западных аналогов? Да собственно, последние 30 лет только это и слышим.
И это было справедливо в контексте либеральной всемирной торговли. В мире есть предприятия, которые уже полвека разрабатывают соответствующую продукцию, вкладывая в разработку сотни миллиардов долларов и выстраивая на этом целую индустрию.
Для разработки аналогов в России нужны десятки миллиардов долларов, при этом перспективы подобных проектов сильно рискованны. Проще закупить за границей нужное и готовое оборудование, включая процессоры, чем самому в условиях либерализации мировой торговли посредством ВТО вкладываться в разработку аналогов
Никто не верил, что мировая глобализация "дойдёт до ручки" и начнутся масштабные торговые войны с запретами на всё и вся, на которые ещё наложатся разнообразные кризисы, ограничения, дефицит электронной продукции и санкции.
Ещё в России ходит легенда о том, что производство микроэлектроники абсолютно невыгодно и неразумно, так как сбывать её некому, поэтому она никогда не окупится. Для этого нужно иметь большой внутренний рынок сбыта с населением от 300 миллионов человек. Раз в России этого нет, то, следовательно, развивать и выстраивать производство нет смысла.
Но, например, в Израиле,население которого меньше 10 миллионов человек, вполне себе существуют фабрики по производству микроэлектроники.
С 1993 года в Израиле работает компания "Tower Semiconductor", производящая интегральные схемы на принципах техпроцесса 130-180 нм, а с 1996 года работает и постоянно модернизируется фабрика "Fab 28а" (Intel), производящая интегральные схемы с техпроцессом 22-45 нм. В планах Израиля до 2024 года закончить строительство ещё двух линий с техпроцессом 10-22 нм.
Построена и работает американо-израильская фабрика "TowerJazz", выпускающая схемы с техпроцессом от 250 до 45 нм.
Население Ирландии вообще около 5 миллионов человек, но это не мешает там развивать компании "Intel" свои производственные мощности. Так, с 1994 по 2006 годы были открыты четыре производственные линии (Fab 10, Fab 14 и две линии Fab 24) с техпроцессом 90-14 нм. С 2019 года "Intel" планирует построить новую линию "Fab 34" с техпроцессом 7 нм, но с этим пока проблемы.
Есть и более интересные компании: например, франко-итальянский производитель электроники и полупроводников "STMicroelectronics", или американская "GlobalFoundries".
О подобных компаниях часто забывают, ведь они - выходцы из так называемого "клуба аутсайдеров", так как не смогли разработать технологии более совершенных техпроцессов
- "GlobalFoundries" отказалась разрабатывать техпроцессы с нормами менее 12 нм, а "STMicroelectronics" - с нормами менее 28 нм.
Однако нужно понимать, что даже в самые лучшие времена фабрики по выпуску высокотехнологичной продукции в области электроники могли быть построены где угодно, кроме России.
В Китае, например, "GlobalFoundries" в 2018 году вместо ранее согласованного техпроцесса 130 нм решила строить фабрику сразу с нормами в 22 нм.
Однако в мире производство микроэлектроники сосредоточено преимущественно в пяти странах: Тайвань, Южная Корея, Япония, США и Китай. Предсказуемо..
Если ориентироваться на выручку, то крупнейшими контрактными производителями микросхем по состоянию на 2019 год являлись:
- Компания "TSMC" (Тайвань), располагающая заводами на Тайване, в Китае, США и Сингапуре (техпроцесс 5 нм);
- Компания "Samsung" (Южная Корея), имеющая заводы в Корее и Китае (техпроцесс 5 нм);
- Компания "GlobalFoundries" (США) с заводами в США, Германии и Сингапуре (техпроцесс 12 нм);
- Компания "UMC" (Тайвань) с заводами на Тайване, в Китае и Сингапуре (техпроцесс 14 нм);
- Компания "SMIC" – самая передовая национальная компания Китая (техпроцесс 22-14 нм);
- Компания "TowerJazz" (Израиль), имеющая заводы в Израиле и США (техпроцесс 45 нм);
- Компания "HH Grac" (Китай) с заводами в Китае (техпроцесс 90 нм);
- Компания "VIS" на Тайване (техпроцесс 110 нм);
- Компания "Powerchip" на Тайване (техпроцесс 20 нм);
- Компания "Dongbu HiTek" на Тайване (техпроцесс 90 нм);
Intel - крупнейшая компания по выручке - с горем пополам смогла осилить техпроцесс в 10 нм.
За последние 5 лет в технологические лидеры вырвались "TSMC" и "Samsung", сумевшие освоить 5-нанометровые процессоры и начавшие вести разработки 3- и 2-нанометровых технологий. Все остальные компании начали серьёзно отставать. Тот же "Intel" испытывал большие проблемы с освоением 10-нанометровой технологии, и процесс перехода с 14 нм на 10 нм занял существенно больше времени, чем рассчитывали в компании.
- "GlobalFoundries" проиграла борьбу с лидерами, не сумев разработать нормы 10-7 нм, и впоследствии отказалась от борьбы с "TSMC", "Samsung" и "Intel".
В итоге на мировом рынке отсеиваются компании, способные производить более совершенные техпроцессы. "Intel" ещё борется за место под солнцем со своим 10-нанометровым техпроцессом, планами по запуску 7 и 5 нм производств и желанием разработать сразу 1,4-нанометровый техпроцесс к 2029 году, но правительство США, видимо, понимает, что велики риски фиаско, так как "Intel" уже несколько лет подряд теряет рыночные позиции, а технологическое отставание в полупроводниковой индустрии с каждым годом нарастает. Поэтому они буквально заставили "TSMC" начать строительство фабрики с нормами в 5 нм в штате Аризона, несмотря на ранее пессимистичный настрой руководства компании "TSMC" о переносе передовых технологий в США.
Есть большая вероятность, что перенос технологий в США окончательно развяжет руки Китаю, стремящемуся решить раз и навсегда территориальные вопросы с Тайванем, так как для США Тайвань потеряет былую ценность.
Однако главная проблема на сегодня - это не технологии, а кадры. Дело в том, что квалифицированных специалистов, способных работать на передовых фабриках, в мире попросту нет в достаточном количестве.
"TSMC" и "Intel" столкнулись с острой проблемой кадрового голода и с невозможностью запустить производство на новых фабриках в Аризоне из-за отсутствия квалифицированного персонала.
Проблема настолько серьёзная, что компания "TSMC", изначально рассчитывавшая начать поставку оборудования и монтаж производственных линий к сентябрю 2022 года, сдвинула сроки до первого квартала 2023 года.
- Проблему решить так и не удалось, так как нужных специалистов в США не оказалось, поэтому в "TSMC" начали набор персонала на Тайване.
Кроме этого, как выяснилось, за тайванскими специалистами идёт охота в Китае и даже в России.
ВЭБ РФ, при поддержке Минпромторга, нанял специалистов с "UMC", которых вместе с их семьями перевезли в Россию с предоставлением всех благ и зарплатой в 20 тысяч долларов в месяц. Специалисты нужны для освоения производственной линии, запущенной «Ангстрем-Т» с топологией 130-90 нм.
Кадры, в принципе, решают всё. Так, вице-председатель компании "Samsung" Ли Джэ Ён, которого ранее осудили за взятки, вышел на свободу, чтобы возвращать компании лидерство, так как другого такого специалиста не нашли во всём мире. Ему вменяли сначала 20 лет, затем 5 лет, затем 2,5 года тюрьмы. Пока шли разбирательства по делу, "Samsung" без своего лидера принимала неверные решения, что позволило компании "Xiaomi" обогнать "Samsung" и стать лидером мирового рынка смартфонов
То есть в микроэлектронике назревает кризис, и дальнейшее развитие будет всё более требовательное. Освоение 3-нанометрового техпроцесса в промышленном масштабе, с большой вероятностью, осилят только "Samsung" и "TSMС". Что же касается технологии в 2 и 1,4 нм, то давать какие-либо прогнозы тут бессмысленно, так как уже любой форс-мажор может отсрочить освоение технологии на годы.
Например, китайская компания "SMIC" испытывает большие трудности по выпуску продукции на нормах в 14 нм после введения санкций США
Другая китайская компания - "Hua Hong Semiconductor Limited" - до введения санкций США не успела освоить технологию в 14 нм, и в настоящее время самая продвинутая линия имеет топологию в 22-28 нм.
Китайская "CXMT", специализирующаяся на производстве памяти DRAM, успела закупить в Голландии экстремальные ультрафиолетовые литографические сканеры фирмы "ASML" до введения запрета США на поставку литографов в Китай. Компания смогла освоить техпроцесс 19 нм.
Что будет в дальнейшем - неизвестно. США запретили любые поставки передового оборудования в Китай, в том числе и для выпуска полупроводниковой продукции ниже норм 16 нм. Да, сегодня они располагают более-менее современными нормами производства, но что будет через 10-20 лет?
Есть надежда, что Китай объединится с Тайванем, но уверен, что в этом сценарии США не позволят завладеть передовыми технологиями "TSMC", пойдя на всё, вплоть до физического уничтожения фабрики, особенно после переноса всех технологий в США.
И это действительно возможно, так как "TSMC" недавно под давлением США начала рассматривать строительство в Аризоне фабрики с 3-нанометровым процессом вместо 5 нм. А это потребует уже переноса всех технологий и компетенций компании в США.
Какие можно сделать выводы?
Передовые технологии будут в руках США, и никому они их не отдадут, в том числе и европейцам. Следовательно, нет никакого резона полагаться на зарубежные мощности, в том числе Китайские.
Введённые в сфере микроэлектроники санкции сняты не будут, пока лидерство США в этом вопросе не станет абсолютным, как это было с начала 1980-х по 2010 годы.
Недавно стало известно, что российский разработчик процессоров "Эльбрус-МЦСТ" после введённых санкций переносит производство из Тайваня на завод "Микрон" в Зеленограде. У многих эта новость вызвала недоумение, так как на "Микроне" освоен техпроцесс 130-90 нм, и логичнее перенести производство процессоров на Китайскую "SMIC"
Отставание России в микроэлектронике поддерживалось искусственно любыми методами: заводы не строили, а кадры переманивали путём открытия тут своих исследовательских центров, как это делал "Интел" и в последнее время начал делать "Хуавэй".
- Тот же "Intel" на корню пресекал даже разговоры про строительство производственной линии в России, но зато активно переманивал к себе российских специалистов.
После того, как в 2014 году «Микрон» самостоятельно разработал техпроцесс 65 нм и выпустил первые образцы, западные страны сделали всё, чтобы новая технология не была поставлена на поток. Даже Китай был заинтересован в недопущении развития микроэлектроники в России, постоянно переманивая специалистов.
Однако сегодня от лидеров в техническом плане начал отставать даже "Intel", а большинство компаний, ранее производивших свои процессоры и платы, больше не имеют собственного производства.
Например, "NVIDIA" прекратила самостоятельно выпускать видеокарты в 1999 году, а "AMD" с 2009 года более не имеет собственных линий производств процессоров.
Получается, отстала не только Россия, но и весь мир уже давно отстаёт. Осталась буквально пара компаний, и те не обладают полным спектром всех технологий по производству современных технологических линий.
Так, оборудованием для микроэлектронного производства полного цикла обладают только США и Япония. Это компании "Applied Materials" (США), "Lam Research" (США), "KLA" (США) и "Tokyo Electron" (Япония).
Однако с 2010 года важная область создания топологических схем - литография - у вышеперечисленных компаний начала заметно отставать от нового лидера рынка - Голландской компании "ASML"
При этом, к удивлению США, в литографах "ASML" используется менее 25% американских технологий, поэтому компания не попадает под запретные санкции США о продаже оборудования в Китай и Россию.
Тогда США в принудительно-приказном порядке запретили компании "ASML" сотрудничать с Китаем и Россией. Однако Россия поставляет к литографом "ASML" свою оптику, заменить которую аналогами у них не получается с 2014 года (сильно падают характеристики).
На передовых проектных нормах (7 и 5 нм и меньше) "ASML" — абсолютный монополист. В мире больше нет промышленных литографов с аналогичными характеристиками. Другими словами, вся передовая электроника зависит от оборудования одной компании.
- Наблюдается массовое отставание всех стран в мире от Голландии.
Современное производство микроэлектроники сжимается настолько сильно, что к 2030 году монополистами останутся 1-2 компании в мире. И тот, кто будет их контролировать, будет иметь полное влияние на любую страну.
Это знают все, но сделать ничего не могут, ибо упираются в такие технологии, защитить суверенитет которых они не способны.
Именно поэтому Россия и начала активно заниматься развитием микроэлектронной промышленности. И впервые за всю историю России началось строительство современной фабрики, которая будет иметь техпроцесс в 28 нм, с перспективой развития до 7-3 нм (инженерные образцы в 7-3 нм должны быть получены к 2030 году)
Сможем ли мы догнать лидеров? На этот вопрос сегодня нельзя ответить утвердительно либо отрицательно. Сможем ли мы догнать отставшие от лидеров компании - ответ положительный, ибо развитие полупроводниковой промышленности стало для России приоритетной задачей на ближайшие 10 лет.
Такие компании как "TSMC" и "ASML" появились гораздо позже их главных конкурентов, но смогли не только догнать мировых лидеров, но и превзойти их, став новыми мировыми технологическими лидерами.
Под силу ли это России? Какие секреты есть в рукаве у России? Чего мы выжидали и каковы реальные перспективы в полупроводниковой промышленности? Обо всём об этом поговорим в следующей статье.