Найти тему
Отражение науки

Почему гигант фотолитографии ASML не производит чипы?

Фотолитографические машины — ключевое оборудование в производстве микрочипов. Самое сложное и самое дорогое. Фотолитографы с помощью ультрафиолетового света «переносят» чертежи микросхем с фотошаблона на кремниевую пластину. Конечно, одной фотолитографией производственные процессы на полупроводниковых фабриках не ограничиваются, и всё же именно фотолитографы называют самыми сложными машинами, созданными человечеством. И голландский производитель ASML — бесспорный мировой лидер по этой части. К слову, ASML — вторая по капитализация компания Евросоюза после датского фармацевтического гиганта Novo Nordisk.

ASML: мировой монополист в производстве оборудования для фотолитографии экстремального ультрафиолета. Изображение: © ASML
ASML: мировой монополист в производстве оборудования для фотолитографии экстремального ультрафиолета. Изображение: © ASML

C другой стороны, тайваньская TSMC — мировой лидер в производстве микрочипов и, разумеется, крупнейший заказчик голландского фотолитографического оборудования. Почему TSMC самостоятельно не производит фотолитографы — понятно: у фабрики попросту нет компетенций в разработке и производстве такого оборудования. А вот ASML выглядит как предприятие, которое при желании вполне способно распространить свои интересы на столь высокоприбыльную деятельность, как производство готовых микрочипов. Тем более что докупить недостающее оборудование особых сложностей для ASML не составило бы: ведущие производители оборудования для полупроводниковых фабрик действуют в тесной кооперации друг с другом, поскольку вся техника должна работать в единой связке.

В производстве чипов точность — прежде всего. Изображение: © ASML
В производстве чипов точность — прежде всего. Изображение: © ASML

Однако производить микрочипы голландский гигант совершенно не стремится. Ведь новая фабрика в этой отрасли обходится в десятки миллиардов долларов. А у той же TSMC на одном Тайване действует 9 фабрик. Плюс тайваньская компания сейчас развернула бурное строительство новых фабрик в самых разных уголках мира: США, Японии, Германии. Но тайваньцы эффективны в этом бизнесе, они доказали это десятилетиями непрерывных успехов. А вот будут столь же экономически эффективны голландцы в этом производстве? Этого не знают ни сами голландцы, ни их инвесторы, ни финансовые организации. Поэтому каждый пока предпочитает заниматься своим делом.

Фабрика TSMC в Синьчжу, Тайвань. Изображение: Peellden, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org
Фабрика TSMC в Синьчжу, Тайвань. Изображение: Peellden, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org

Хороший пример — бельгийский научно-исследовательский центр IMEC, мировой лидер в исследованиях в области наноэлектроники. IMEC занимается не только сугубо научными исследованиями: институт разрабатывает технологические процессы в области производства полупроводников. К примеру, японская компания Rapidus, строящая в настоящий момент на японских островах ультрасовременный завод по производству чипов по 2-х нанометровому техпроцессу, по-поводу отладки технологического процесса производства обратилась именно к IMEC. Бельгийский институт выглядит как самая настоящая фабрика: чистые помещения площадью 12000 квадратных метров буквально напичканы самой передовой техникой со всего мира.

Казалось бы, бери и «печатай микросхемы» в своё удовольствие. Но нет: бельгийцы предпочитают отрабатывать технологические процессы и ограничиваются созданием прототипов и производстве небольших серий для своих заказчиков. И всегда готовы поспособствовать переносу отработанных технологий в производственные цеха заказчиков.

Штаб-квартира института IMEC в Лёвене, Бельгия. Изображение: Kvdh, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Штаб-квартира института IMEC в Лёвене, Бельгия. Изображение: Kvdh, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Взять тот же ASML: большинство компонентов для своей техники голландская компания самостоятельно не производит. Её главная задача — разработать оборудование и собрать его, преимущественно из компонентов, предоставленными сторонними производителями. Казалось бы, ключевые элементы современных фотолитографов экстремального ультрафиолета: лазерные установки и оптические системы, — производят немецкие Trumpf и Carl Zeiss. А если добавить целый ряд других компонентов, производимых в Германии, и институт Фраунгофера, ведущее научное учреждение по части оптической фотолитографии, то тут уже вырисовывается готовый литограф. Однако немцы подобных амбиций совершенно не выказывают.

Тестировочные пластины с чипами, выпускаемые институтом Фраунгофера. Изображение: ist.fraunhofer.de
Тестировочные пластины с чипами, выпускаемые институтом Фраунгофера. Изображение: ist.fraunhofer.de

Означает ли это, что и в будущем сохранится такая чёткая специализация в микроэлектронике? Вовсе нет. Уже сейчас происходят значительные перемены. К примеру, американская Intel традиционно фокусировалась на производстве микрочипов собственной разработки, однако недавно создала своё контрактное подразделение и начала впрямую конкурировать с TSMC по привлечению заказчиков со стороны. Да и сама TSMC вовсю развивает своё подразделение упаковки (капсулирования) микрочипов, чтобы предоставлять заказчикам не традиционные кремниевые пластинки, а вполне готовые «упакованные» микросхемы. Так что в наше время удивляться не приходится ничему. Возможно в будущем мы увидим ситуацию, когда фабрики начнут выпускать оборудование, а производители оборудования строить фабрики.