Фотолитографы, ключевое оборудование в производстве микрочипов, недаром считаются одними из самых сложных машин современности. Работающие на стыке самых передовых достижений оптики, фотоники и микроэлектроники, фотолитографы отличаются невероятно дорогой ценой (десятки и даже сотни миллионов Евро за одну машину). В общем, товар этот штучный, и отношение к нему соответственное: по информации мирового лидера в этой области, голландской ASML, 95% всех литографических установок, произведённых компанией за последние 30 лет, работают и поныне (и это при том, что для фотолитографов нормой является круглосуточная работа). К тому же эти машины традиционно попадают под суровый экспортный контроль немногочисленных производителей, коих в мире всего несколько: голландский ASML, японские Nikon и Canon, китайский SMEE и белорусский «Планар».
Заказчиков такого оборудования значительно больше, чем производителей, поскольку ни одно производство микосхем не может обойтись без фотолитографа, который обеспечивает перенос чертежа интегральной схемы с шаблона на полупроводниковую пластину при помощи ультрафиолетового света. Современные литографические машины делятся на две большие категории: глубокого ультрафиолета (DUV), использующие в качестве инструмента черчения интегральных схем световые волны 248 и 193 нм, и экстремального ультрафиолета (EUV), использующие волну 13,5 нм.
EUV установки, «печатающие» самые передовые микрочипы (по техпроцессам от 12 до 3 нм) способна производить одна-единственная компания в мире, голландская ASML. Они попадают под самые суровые экспортные ограничения, и в Китай никогда не поставлялись. Такие установки эксплуатируют всего четыре производителя микрочипов в мире: тайваньская TSMC, американский Intel, южнокорейские Samsung и SK Hynix. А вот фотолитографы глубокого ультрафиолета, предназначенные для производства микрочипов по более «толстым» техпроцессам (обычно от 14/16 нм и выше), в мире распространены гораздо шире. Среди эксплуатантов этих машин: американская GlobalFoundries, китайская SMIC, немецкий Infineon, голландский NXP, целый ряд тайваньских компаний и наш зеленоградский «Микрон». Мировые лидеры, использующие EUV фотолитографы, разумеется также вовсю используют и DUV машины.
Так сколько же DUV фотолитографов работает в Китае? Учитывая масштаб китайской микроэлектроники, понятно, что немало, но точные данные по этому вопросу китайцами никогда не афишировались. Впервые свет на этот вопрос в конце прошлого года пролил менеджер ASML по работе с китайскими компаниями Шэнь Бо, заявивший, что «общее количество машин ASML для литографии и метрологии в глубоком ультрафиолете (DUV), установленных в Китае, составляет около 1400». Цифра просто невероятная. И Китай при этом продолжает закупать DUV литографы у голландской компании рекордными объёмами.
При этом в Китае работают отнюдь не только фотолитографы голландского производства. Традиционно здесь сильны позиции японских передовиков Nikon и Canon, которые в последние годы тоже существенно нарастили поставки своего оборудования в Китай. Но самое главное, местный китайский производитель SMEE выпускает DUV фотолитографы (правда далеко не самых современных характеристик) во всевозрастающих количествах, и основную их часть также поглощает китайский рынок. Точных данных по количеству эксплуатируемых в Китае DUV машин, кроме ASML, найти не получилось. Однако можно смело предположить, что общее число DUV фотолитографов всех производителей вполне могло перевалить за две тысячи единиц.
Откуда у Китая такие потребности в производственном оборудовании для микроэлектроники? Это объясняется масштабами производства. У китайцев нет возможности производить самые передовые микросхемы, но доля таких устройств в современной электронике составляет всего около 10%: смартфоны, смарт-часы, приложения искусственного интеллекта. Но и на оставшихся 90% рынка китайским производителям есть чем заняться. Что они и делают. Таких производителей в Китае великое множество.
Вот лишь некоторые примеры таких производств:
- CXMT (ChangXin Memory Technologies): ведущий производитель чипов DRAM памяти.
- YMTC (Yangtze Memory Technologies Corp.): ведущий производитель чипов NAND памяти и SSD.
- SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation): крупнейший производитель логических микросхем по самым современным в стране техпроцессам.
- Hua Hong Srmiconductor: один из ведущих в мире производителей логических микросхем по «зрелым» техпроцессам.
- Hangzhou Silan Microelectronics: крупный производитель силовых микросхем.
Следует отметить, что китайские предприятия вовсе не сфокусированы исключительно на внутреннем рынке: мировые разработчики полупроводников по-прежнему с удовольствием размещают здесь свои заказы. К примеру, SMIC на своих четырёх китайских фабриках производит микрочипы по заказу как китайской Huawei, так и таких американских компаний как Qualcomm, Broadcom, Texas Instruments. К слову, это создаёт немало проблем для тайваньских контрактных производителей микрочипов. Если позиции мирового лидера TSMC по-прежнему непоколебимы, так как он производит самые передовые чипы, то остальные тайваньские производители, ранее доминировавшие на рынке «зрелых» устройств, последние годы отступают под натиском китайских конкурентов.
Cейчас в Китае огромные средства из государственных «Больших фондов» брошены на создание самой передовой фотолитографической техники: иммерсионных DUV литографов (использующих дополнительную линзу из очищенной воды) и литографов экстремального ультрафиолета. Никто особо не сомневается, что это всего лишь вопрос времени, причём ближайшего, когда по обыкновению недорогая китайская техника вначале закроет собственно китайские потребности, а потом станет доступной и на мировом рынке. Возможно тогда производство микрочипов перестанет быть уделом всего нескольких стран, и их начнут качественно и недорого производить в самых разных уголках мира. Пожалуй, и цены на электронику тогда тоже снизятся?