Китай сменит путь к полупроводниковому суверенитету — $47,5 млрд направят на прорыв в литографии и ПО для выпуска чипов

Пекин перестраивает стратегию масштабных государственных инвестиций, чтобы напрямую устранить ключевые «узкие места» на пути к полному суверенитету в сфере полупроводников. Для этого китайский государственный «Большой фонд» (Big Fund III) потратит около $47,5 млрд в местной валюте. Средства в первую очередь пойдут на разработку собственного литографического оборудования и ПО для проектирования полупроводников.

Литографическое оборудование ASML на заводе Intel. Источник изображения: Intel

Одно из направлений, финансируемых третьим «Большим фондом», связано с технологией фотолитографии в глубоком ультрафиолете (Extreme ultraviolet lithography, EUV). В настоящее время единственной компанией в мире, которая поставляет оборудование для производства микросхем с этой технологией и нормами 5 и 3 нм, является нидерландская ASML. Но передовые машины ASML запрещены для поставки в Китай.

Поэтому местным производителям чипов приходится искать обходные пути для выпуска передовых чипов. Например, производителю чипов SMIC с помощью устаревшего оборудования и сложных методов удалось наладить выпуск микросхем по техпроцессу 7 нм. Однако себестоимость такого решения на 50 % выше, чем у конкурента в виде TSMC, да и выход годных кристаллов не превышает 50 %. С линейкой 5 нм всё ещё хуже — там для использования пригодны считанные кристаллы.

Инвестиции от Big Fund III получит национальный производитель литографического оборудования Shanghai Micro Electronics Equipment. Правда, пока самое продвинутое оборудование компании может работать только с техпроцессом 90 нм. Для более точного производства нужны импортные мощные лазеры и ультраточные зеркала, которые делает лишь немецкая Zeiss.

Вместе с тем «Большой фонд» вложится и в альтернативные разработки для создания конкуренции с западной EUV-монополией:

1. Несколько китайских госкомпаний «с нуля» работают над своей технологией фотолитографии в глубоком ультрафиолете. Правда, это требует огромных затрат и много времени, пишет EE Times.
2. Усовершенствование технологии производства микросхем по методу самовыравнивающегося четырёхкратного литографического формирования рисунка (Self-Aligned Quadruple Patterning, SAQP). Технологию можно использовать для производства микросхем по техпроцессу 5 нм, но это чересчур сложно и сопряжено с высоким риском дефектов.
3. Инвестиции в наноимпринтную литографию (Nanoimprint Lithography, NIL), при которой рисунок наносится на подложку физически с помощью штампа. Потенциально предлагает низкую стоимость и высокую производительность, но пока страдает от относительно низкой точности.

Второе большое направление инвестиций коснётся программного обеспечения для проектирования полупроводников. Этот сегмент сегодня фактически контролируют три западные компании: Synopsys, Cadence и Siemens. Big Fund III направит инвестиции местным Empyrean Technology и Primarius Technologies. Но и здесь предстоит пройти долгий и сложный путь из-за большого технологического разрыва и отсутствия связей с передовыми фабриками вроде TSMC.

По самым пессимистичным оценкам, на формирование полной независимости от западных технологий в сфере производства микросхем у Пекина уйдёт около $1 трлн — в десятки раз больше текущего бюджета. Также остается критичным дефицит узкоспециализированных кадров. Big Fund III способен помочь в подготовке инженеров, но он не сможет мгновенно передать накопленный десятилетиями опыт в проектировании оборудования для производства передовых микросхем.

Эксперты считают, что в ближайшее время Китай сможет наладить массовый выпуск литографического оборудования с поддержкой 28-нанометрового техпроцесса, а SMIC, вероятно, все-таки обеспечит более-менее приемлемый выход годных кристаллов для техпроцессов 7 и 5 нм. Тем самым китайская промышленность сократит отставание, но все же на 1-2 шага будет находиться позади мировых лидеров.

Предыдущие госфонды, Big Fund I и Big Fund II, сосредоточивались на расширении производственных мощностей — деньги ушли на заводы по выпуску интегральных микросхем. Однако Китай так и не смог достичь независимости: компаниям по-прежнему недоступно передовое оборудование и программное обеспечение для проектирования. Не справившись с «реальными прорывами», власти признали необходимость сменить стратегию и поставить суверенитет в области полупроводников в число задач национальной безопасности. С этой задачей и должен справиться Big Fund III.