Kínának egyre meredekebb utat kell megtennie, hogy megelőzze az Egyesült Államokat és szövetségeseit a félvezetők terén, mivel Washington egyre több lépést tesz Peking korlátozására, így kiterjesztve a chipgyártás feletti uralmát.
A múlt héten Washington korlátozta a mesterséges intelligencia alkalmazásokban és szuperszámítógépekben használt Nvidia és AMD fejlett grafikus processzorok (GPU-k) Kínába történő értékesítését.
A lépés azt követően történt, hogy az amerikai kereskedelmi minisztérium a múlt hónapban bejelentette a következő generációs chipek gyártásához használt elektronikus tervezési automatizálási (EDA) szoftverek Kínába irányuló exportjának tilalmát.
Eközben Washington arra ösztönözte kelet-ázsiai partnereit – Tajvant, Dél-Koreát és Japánt -, hogy hozzanak létre a “Chip 4” ipari szövetséget, hogy elszigeteljék Kínát a nemzetközi technológiai ökoszisztémától, és a CHIPS-törvény elfogadásával megerősítette a hazai ipar fejlesztésére irányuló erőfeszítéseket, 52 milliárd dollárnyi támogatást nyújtva az USA területén chipeket gyártó cégeknek.
“Az USA megpróbálja megerősíteni központi szerepét a világ félvezető-ökoszisztémájában, és biztosítani, hogy Kína ne tudja előállítani a legmodernebb chipeket” – mondta Chris Miller, a hamarosan megjelenő Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology című könyv szerzője az Al Jazeerának.
“A félvezetők feletti ellenőrzés nemcsak a világgazdaság jövőjét fogja alakítani a felhőalapú számítástechnikától az autonóm vezetésig, hanem a katonai hatalom szempontjából is alapvető fontosságúak.”
A félvezetők az USA és Kína közötti intenzív rivalizálás egyik leghevesebb csataterévé váltak. Azon túl, hogy a chipek a modern gazdaság éltető elemei, amelyek az iPhone-tól a vadászrepülőgépekig mindent működtetnek, a jövő technológiai áttöréseinek felszabadításában is kulcsfontosságúnak tekintik őket, ami azt jelenti, hogy a holnap globális erőegyensúlya a ma kifejlesztett, ostyavékony chipeken múlhat.
Kína, más nagy gazdaságokhoz hasonlóan, nagymértékben támaszkodik a tajvani félvezetőgyártásra – amely a csúcskategóriás chipek globális kínálatának több mint 90 százalékát adja -, de az utóbbi időben jelentős lépéseket tett hazai iparának fejlesztése terén.
Júliusban a TechInsights kutatói arról számoltak be, hogy a kínai nemzeti bajnok Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) valószínűleg képes volt 7 nanométeres (nm-es) chipek gyártására, ami nagy előrelépést jelentett, miután évekig küzdöttek a 14 nm-es node-on túli fejlődésért. A félvezetőket jellemzően a tranzisztorkapuk hossza alapján hasonlítják össze, a kisebb kapu általában nagyobb feldolgozási teljesítménynek felel meg.
A Peking által támogatott SMIC most növeli a kapacitását, és egy negyedik üzemet tervez az északi Tiencsin városában.
“Ez egy hatalmas áttörés” – mondta Dylan Patel, iparági elemző és a SemiAnalysis hírlevél szerzője az Al Jazeerának. “Hiányzik belőle néhány funkció, de ez egy teljesen működőképes node“- tette hozzá.
“Ez az első igazi jele annak, hogy áttörtek egy állítólag leküzdhetetlen akadályt. Most már csak fokozatosan kell javítaniuk a tervezést, és növelniük kell a gyártást a nagyobb értékű chipek előállítására.”
Kínát azóta akadályozták a fejlett chipek gyártásához szükséges legújabb berendezések – extrém ultraibolya (EUV) litográfiai gépek – beszerzésében, hogy a vezető holland gyártó ASML-től az Amszterdamra gyakorolt amerikai nyomást követően megtagadták a kiviteli engedélyt.
A kínai cégek azonban továbbra is használhatják a kevésbé hatékony mély ultraibolya (DUV) litográfiai gépeket, amelyek nagyobb hullámhosszú sugarakkal rendelkeznek, és amelyeket általában a kevésbé fejlett chipek mintáinak maratására használnak, a csúcskategóriás félvezetők gyártásához.
Bár Washington jelezte, hogy tervezi a chipgyártó berendezésekre vonatkozó tilalom kiterjesztését, Kína felhalmozza az ASML DUV litográfiai gépeit, csak tavaly 81 gépet vásárolt fel.
“A SMIC gyárthat 7 nm-es eljárást DUV-val, talán tömegesen is gyárthat, de ettől még nem lesz költséghatékony” – mondta Ray Yang, a tajvani Ipari Technológiai Kutatóintézet tanácsadó igazgatója az Al Jazeerának.
“A hozamráta nagyon alacsony, ezért ez nem egy költségoptimalizált megoldás a fejlett processzorok számára, és a 7 nm-nél bármi más egyszerűen lehetetlen” – emelte ki.
Yang szerint a SMIC állami támogatásának köszönhetően megengedheti magának, hogy kevésbé jövedelmező eljárásokat használjon a fejlett chipek előállításához.
“Most, hogy a Huawei nem használhat külföldi chipeket, Kína erősen támaszkodik a SMIC-re a sürgősen szükséges chipek esetében, valószínűleg különleges, nem kereskedelmi célokra” – mondta.
E nem kereskedelmi célú felhasználások közé tartoznak a Kína növekvő hadserege számára szánt fejlett fegyverek.
A Huawei, Kína egyik legnagyobb technológiai óriása és a kínai hadsereg közötti kapcsolatok régóta aggasztják Washingtont, ami abban csúcsosodott ki, hogy a Trump-kormányzat 2019-ben felvette a vállalatot a szankcionált cégek “entitáslistájára“.
Hszi Csin-ping kínai elnök alatt a magánszektor technológiai áttöréseinek kihasználása a kínai védelmi ágazat megerősítése érdekében nemzeti prioritássá vált, a katonai-polgári fúziós stratégia az iparpolitika egyik pillérévé vált.
“A chipek kulcsfontosságúak az intelligens fegyverek számára. Ez az egyik oka annak, hogy sok politikai döntéshozó annyira aggódik a kínai félvezetőipar fejlődése miatt” – mondta Douglas Fuller, a hongkongi City University of Hong Kong technológiai fejlesztési szakértője az Al Jazeerának.
Bár Kínának vélhetően még mindig nincs meg a technológiája a 7 nm alatti chipek gyártásához, az olyan cégek, mint az SMIC és a Shanghai Micro Electronics Equipment Co. versenyt futnak a saját, hazai gépek kifejlesztéséért, hogy kitörjenek a holtpontról.
Ugyanakkor a kínai cégek továbbra is tervezhetnek 7 nm-nél kisebb chipeket is, még ha egyelőre nem is feltétlenül tudják gyártani őket.
Tavaly az Alibaba bemutatta Kína egyik legfejlettebb tervét, a Yitian 710-et – egy 5 nm-es szerverchipet, amelyet különböző internet-of-things (IoT) alkalmazásokhoz építettek.
Ennek ellenére a washingtoni legújabb korlátozások a következő generációs – 5 nm alatti – chipek tervezési fázisát is megnehezítik.
A következő generációs chipek várhatóan a feltörekvő gate-all-around (GAA) kialakításon alapulnak majd, amelyet széles körben megoldásnak tekintenek a chipek végtelenül kicsire zsugorodásának fizikai korlátaira.
“A tilalom ma hatással van Kína csővezetékére, de a következő években nem fogja érinteni a termékeiket és a bevételeiket, mivel a GAA csak a 2 nm-es és az alatti node-okra vonatkozik, amelyek még nem érkeztek meg” – mondta Patel, hozzátéve, hogy a 2 nm-es node-ok a következő évtizedekben a világ vezető chipgyártója, a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) termelésének felét tehetik ki.
“Nehéz lesz Kínának megkerülni ezeket az EDA-szállítókat” – mondta Patel. “A Cadence (az egyik vezető amerikai EDA-szállító) azonban vegyesvállalatokkal rendelkezik Kínában, és tervezési programjait az amerikai ügyfelekhez képest kedvezményesen kínálja az országban. Így Kína némi befolyással bírhat az ottani cégre, és nyomást gyakorolhat rájuk” – tette hozzá.
Yang szerint Kína mindent meg fog tenni a szükséges litográfiai berendezések beszerzése érdekében, ha megakadályozzák, hogy a szabadpiacon vásároljon.
“Ez magában foglalhatja a fordított mérnöki munkát, a szellemi tulajdonjogok ellopását, vagy külföldi cégek stratégiai felvásárlását, ami a múltban már sokszor megtörtént más kritikus technológiák esetében”
Kína a szilíciumot helyettesítő alternatív anyagokba, például a szénbe fektetett erőforrásokkal is áttörést szeretne elérni. Peking a szénszálak, a grafén, a szilíciumkarbid és más szénalapú kompozitok kutatását is beemelte a 14. ötéves tervébe.
“Ez a jövő potenciális technológiája, de még nem bizonyított a méretekben” – mondta Patel. “Egy szupergyors chipet el lehet készíteni egy laboratóriumban, de gazdaságilag megvalósítható modellben megvalósítani már egy teljesen más történet” – emelte ki.
