Китай удваивает свои собственные возможности по производству чипов, но это может не сработать. Ведущие китайские ученые опубликовали на удивление пессимистическую статью о настоящем и будущем полупроводниковой промышленности Китая, пострадавшей от технологической войны. По мнению двух ведущих ученых, Китаю следует реформировать свои системы финансирования, обучения и оценки, чтобы продвигать научные исследования, связанные с полупроводниками.
В широко распространенной статье академик Китайской академии наук (CAS) и исследователь чипов говорит, что китайский сектор чипов вошел в «темную эпоху» без доступа к передовому американскому программному обеспечению для производства чипов и грядущих ограничений на инструменты для литографии при глубоком ультрафиолете (DUV), созданных Японией и Нидерландами.
Авторы отмечают, что в последние годы Китай придает большое значение фундаментальным научным исследованиям, но все еще сталкивается с рядом проблем. Луо Цзюньвэй, исследователь Института полупроводников CAS, и Ли Шушен, вице-президент CAS, написали в статье, опубликованной 17 февраля, что для улучшения исследований в области чипов в Китае необходимы глубокие реформы. «За прошедшие годы все достижения фундаментальных исследований в мировом полупроводниковом и микроэлектронном секторе были включены в комплект технологического проектирования (PDK) EDA», — пишут они, имея в виду сегмент рынка автоматизации электронного проектирования, - «Поскольку китайские производители микросхем смогли покупать и использовать PDK в прошлом, наши лица, принимающие решения, правительственные чиновники и игроки отрасли склонялись к мысли, что Китай может развивать свой сектор микросхем без фундаментальных исследований». «Но с тех пор, как США выключили «маяк», мы вступили в темную эпоху», — написали они, имея в виду запрет США на продажу Китаю передового оборудования для производства микросхем.
Они утверждают, что Китай сейчас сталкивается с нехваткой физиков, финансирования исследований и институтов, а нынешняя система оценки научных исследований скорее мешает, чем помогает. Еще в 1997 году Министерство образования отменило курс физики и устройств полупроводников, который ранее преподавался в университетах, и с тех пор Китай столкнулся с нехваткой исследователей полупроводников. Авторы утверждают, что инвестиции Китая в исследования и разработки в этом секторе составляют менее 5% инвестиций США, в то время как в Китае по-прежнему отсутствует надлежащий институт для организации разработок в отрасли.
«Китайские производители чипов теперь на два поколения отстают от своих зарубежных коллег, поскольку они слишком много внимания уделяли повышению производительности и не тратили время на разработку транзисторов следующего поколения», — утверждают Луо и Ли. «Исследователи в университетах и учреждениях не могут реально помочь выявить проблемы в отрасли, поскольку они только читают научные статьи или посещают конференции», — написали они.
Авторы утверждают, что Китай мог бы избежать будущих ограничений, вызванных санкциями США, если бы сейчас начал расширять свои фундаментальные исследования транзисторов FinField-Effect (FinFET). Как только китайские исследователи освоят FinFET, полевые транзисторы с вертикальным транспортом (VTFET), по словам IBM и Samsung, они смогут заменить FinFET.
Некоторые китайские авторы и обозреватели в области информационных технологий сказали, что были удивлены, прочитав в статье CAS мрачное изображение китайского сектора микросхем, который, по мнению многих, не был таким уж отсталым. Другие, однако, повторяют мрачную оценку. Ву Цзихао, бывший ведущий тайваньский инженер по микросхемам, проработавший в Китае два десятилетия, говорит, что даже в лучшем случае Китай сможет производить 28-нм чипы с собственными инструментами для литографии в течение шести лет. Он отмечает, что такие чипы могут не иметь большой коммерческой ценности, поскольку к тому времени большинство заводов будут производить чипы размером менее 14 нм.
Хотя китайские СМИ постоянно сообщают, что Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) скоро поставит свою литографию SSA800/10W, которая, как сообщается, способна производить 28-нм чипы, компания никогда не подтверждала эти сообщения. Ву отмечает, что SMEE несколько лет назад заявил, что литографический инструмент SSX600, использующий эксимерный лазер ArF для изготовления 90-нанометровых чипов, был доставлен, и что он прошел все необходимые испытания. Тем не менее, тайваньский инженер говорит, что поставленная машина на самом деле смогла бы производить только 130-нм чипы с эксимерным KrF-лазером и никогда не использовалась в массовом производстве.
Эксперт по чипам говорит, что для компании было бы невозможно перепрыгнуть через два поколения и внезапно запустить литографию SSX800. Он добавляет, что даже если SMEE сможет создать такую машину уже через два года, потребуется еще четыре года, чтобы протестировать ее и улучшить ее производительность. Он говорит, что этот прогноз основан на самом оптимистичном сценарии, при котором SMEE все еще может закупать иностранные детали, что становится все труднее в условиях санкций и давления США. Он советует китайским ученым решить проблемы создания 90-нм или 130-нм чипов, прежде чем сосредоточиться на более продвинутых 28-нм. Столкнувшись с санкциями США с 2020 года, Китай так и не смог закупить в Нидерландах инструменты для литографии EUV, которые могут производить чипы от 7 до 22 нм. Пока что Китай все еще может импортировать оборудование для литографии DUV для производства 28-нм чипов.
В августе прошлого года Бюро промышленности и безопасности (BIS) Министерства торговли США запретило Китаю получать американское программное обеспечение для автоматизации проектирования электроники (EDA), которое можно использовать для разработки самых передовых 3-нм чипов. В октябре он объявил о новых запретах на экспорт чипов, чтобы помешать Китаю получать из США высококачественные чипы и инструменты для их производства. Ли Гоцзе, главный научный сотрудник CAS, написал в статье в октябре прошлого года, что Китаю теперь следует сосредоточиться на зрелых технологиях, используемых для производства чипов от 28 до 55 нм, поскольку в ближайшее время он вряд ли сможет производить литографию DUV.
Как сообщается, правительства Нидерландов и Японии разрабатывают новые правила, которые ограничат экспорт их литографии DUV в Китай после того, как в прошлом месяце администрация Байдена убедила их сделать это. По словам некоторых аналитиков, если правила будут реализованы, Китаю придется вместо этого сосредоточиться на производстве 65-нм чипов.