Планы Японии вернуть своей микроэлектронике былое величие широко известны. Поскольку в конце прошлого века японцам удалось занять первую строчку в мировой «микроэлектронной» табели о рангах, жителям японских островов хочется этот успех повторить. Причём японцы действуют по собственной оригинальной программе, которая в своё время и обеспечила бурный рост японских высоких технологий.
Секрет японского успеха лежит в симбиозе государства, государственных предприятий и частного бизнеса. Этот подход решительно отличается от того, что мы видим в других странах. Лидер мировой микроэлектроники тайваньский гигант TSMC – это акционерное общество, по большей части принадлежащее американским инвесторам. Занимающий второе место в мировой табели о рангах южнокорейский Samsung Electronics принадлежит известному местному чеболю, частному семейному конгломерату. Ну а занимающий третье место в производстве передовых микрочипов Intel – классическая американская акционерная компания.
Взлёту японской микроэлектроники в 70-х годах прошлого века способствовал японский исследовательский проект VLSI по разработке интегральных схем, созданный ведущими японскими корпорациями в области электроники: Toshiba, Hitachi, NEC, Mitsubishi Electric, Fujitsu при всеобъемлющей поддержке государства. Можно сказать, что в наше время история повторяется: в 2022 году был создан Центр передовых полупроводниковых технологий (LSTC), в число учредителей которого вошли Токийским университет, Национальный институт передовых промышленных наук и технологий (AIST), входящий в состав министерства промышленности, производственная компания Rapidus и ряд других организаций.
Целью этого Центра являются исследования в области нанотехнологий и материалов, искусственного интеллекта, а также разработка производственных технологий для перспективного японского производителя микрочипов Rapidus. Следует отметить, что в области полупроводников Япония не на шутку отстала от ведущих мировых производителей. Те же TSMC и Samsung Electronics производят микрочипы по самым современным техпроцессам 3 нанометра. У них уже всё готово и к началу серийного производства чипов по ультрасовременному 2 нм процессу. Самые передовые японские фабрики способны работать по нормам 40 нм, что означает десятилетнее отставание от лидеров.
В восьмидесятых годах прошлого века японские производители, в частности Toshiba, контролировали до 80% рынка энергозависимой компьютерной памяти DRAM. В наше время от этого остались одни воспоминания. Да, японцы всё ещё присутствуют в мировой микроэлектронике в таких областях как силовые полупроводники, микроконтроллеры, датчики изображения CMOS и энергонезависимая память NAND. Но японцы хотят не просто присутствовать, а опять лидировать. Следует отметить, что японский исследовательский центр работает в тесной кооперации с американскими компаниями. В этом тоже нет ничего нового: в прошлом веке японская микроэлектроника также активно использовала американские технологии. Правда, когда ученик превзошёл учителя, ему быстро указали на его место, с которого японцы до сих пор пытаются выбраться.
Центр LSTC не ограничивается теоретическими изысканиями: его главная прикладная задача — скорейший запуск главной надежды японской микроэлектроники фабрики Rapidus. Недаром руководитель этой фабрики Тетсуро Хигаси по совместительству возглавляет и LSTC. Акции Rapidus принадлежат двенадцати ведущим японским высокотехнологическим и финансовым компаниям, среди которых: Toyota, Sony, NTT, NEC, Kioxia, Softbank, Denso, Mitsubishi UFJ Bank. Поскольку государство также не скупится на поддержку, завод возводится ударными темпами на северном японском острове Хоккайдо с целью к 2027 году выйти на проектную мощность. Причём микросхемы там будут выпускаться самые что ни на есть передовые, по техническим нормам 2 нм. Более того, перед исследовательским центром LSTC поставлена задача в течение пяти лет разработать более передовой техпроцесс 1,7 нм.
Следует отметить, что в настоящее время в Японии также строятся две фабрики тайваньской TSMC, а также давно работает фабрика ещё одного тайваньского передовика в области производства микрочипов: UMC. Однако тайваньцы готовы производить в Японии только чипы по весьма «древним» техпроцессам. Так что созданием передового производства японцам пришлось озаботиться самим. Недаром буквально в этом месяце Министерство экономики, торговли и промышленности Японии одобрило выделение очередного государственного транша исследовательскому центру LSTC в размере 300 миллионов долларов.
Ситуация с микроэлектроникой в Японии в чём-то схожа с нашей, российской. У нас тоже в прошлом веке, во времена Советского Союза, была вполне развитая микроэлектронная промышленность. И мы тоже, как и японцы, были не против позаимствовать американские технологии, зачастую без спроса. Ну да это дело такое... Японцы тоже американцев далеко не всегда спрашивали. Потом мы на нашу микроэлектронику махнули рукой, а в последние годы опять стали активно ей интересоваться.
У нас тоже во главе возрождения передовой микроэлектроники стоит государство, принимаются соответствующие программы развития и выделяется госфинансирование. У нас тоже самое активное участие принимают профильные исследовательские институты, такие как зеленоградский МИЭТ, государственные учреждения, такие как нижегородский Институт физики микроструктур РАН и частные компании, такие как зеленоградское НПП «ЭСТО». Так же как в Японии наша микроэлектроника нацелена прежде всего на внутренний рынок. Другое дело, что внутренний рынок Японии в виде мнгих десятков производителей электроники мирового класса давно сформирован, а наш внутренний рынок ещё находится на этапе формирования.
Отличие от Японии также в том, что конкретной информации о нашем прогрессе в этой сфере предоставляется очень и очень мало. Периодически появляются заявления, что практически построен корпус нового завода в Зеленограде, что в Институте физики микроструктур уже сделали прототип оптической системы отечестввенного EUV-фотолитографа, что НИИ молекулярной электроники победил в государственном тендере и теперь разрабатывает продукты чистой химии для производства микросхем. В общем-то это звучит вполне обнадёживающе, и всё же целый ряд вопросов остаётся. Мы собираемся удовольствоваться запуском производства только зрелых микросхем с топологией 350-65 нанометров или всё же замахнёмся на более передовые 28 нм или даже 7 нм? Ведь сколько раньше писали о разработке фотолитографа на 7 нм и о строительстве нового завода для производства 28 нм чипов. А сейчас информация на эту тему совсем не появляется.
Хочется надеяться также на прогресс в области производственного оборудования для травления, осаждения, резки, шлифования, оборудования для упаковки и тестирования микрочипов. Ведь недостаточно сделать фотолитограф: нужна вся цепочка оборудования, чтобы создать полноценную производственную линию. Японцам в этом плане проще: во-первых, они сами производят значительную часть оборудования и материалов чистой химии, а во-вторых: всё, чего им не хватает, они могут безо всяких ограничений приобрести в тех же США или Голландии. У нас такой возможности нет: всё необходимо сделать самим. Так что работы впереди ещё очень и очень много, и уж точно нам в этом направлении предстоит сделать гораздо больше, чем японцам.