В последние годы новости про полупроводники всё чаще появляются не только в технических изданиях, но и в обычных СМИ.
И это неудивительно, потому что производство микросхем сегодня — это не просто одна из отраслей промышленности, а фундамент всей современной цивилизации.
Без чипов невозможно представить ни смартфоны, ни компьютеры, ни интернет, ни автомобили, ни искусственный интеллект, ни военную технику.
Поэтому любая новость о новом техпроцессе, новом заводе или новых ограничениях — это всегда не только про инженеров, но и про экономику, политику и будущее технологий.
Недавно появилась новость, которая на первый взгляд может показаться обычной индустриальной заметкой, но если внимательно её разобрать, становится понятно, что она может означать гораздо больше, чем кажется.
Вот текст, с которого началось обсуждение.
Исходный пост
Китайский чипмейкер Hua Hong неожиданно сделал скачок с 22 нм на 7-нм технологию — Reuters.
Китайская Hua Hong Group готовит запуск производства полупроводников по техпроцессу 7 нм на фабрике Huali Microelectronics в Шанхае.
Сейчас предприятие выпускает логические микросхемы по техпроцессам 22 нм и 28 нм, поэтому внедрение более тонкой технологии является заметным технологическим шагом для компании.
В разработке технологии участвовала Huawei, однако детали производственного процесса не раскрываются.
К концу года предприятие рассчитывает запустить производство на уровне нескольких тысяч кремниевых пластин в месяц.
Китайский разработчик графических процессоров Biren уже использует линию Huali для tape-out.
Если вы хоть немного интересуетесь технологиями, то первая реакция на такую новость обычно примерно такая:
Как они перепрыгнули с 22 нм сразу на 7 нм?
Как это возможно без EUV?
Почему раньше об этом никто не говорил?
И почему именно сейчас эта новость появилась в Reuters?
Такие вопросы возникают не просто так.
Дело в том, что переход между поколениями техпроцессов — это один из самых сложных процессов в современной промышленности, и обычно он происходит очень постепенно.
Когда же появляется информация о резком скачке через несколько поколений сразу, это всегда вызывает сомнения, интерес и обсуждения.
Чтобы понять, почему эта новость вызвала такую реакцию, нужно сначала разобраться, что вообще означает техпроцесс и почему разница между 22 нм и 7 нм — это не просто цифры, а целый технологический уровень.
Почему новость про техпроцесс — это всегда большая политика, а не только техника
Многие люди воспринимают новости про полупроводники как что-то далёкое и сложное, связанное только с инженерами и заводами.
Но на самом деле производство чипов сегодня — это одна из самых стратегически важных отраслей в мире.
Достаточно посмотреть, где используются современные микросхемы.
Основные области, которые зависят от техпроцесса
- Смартфоны и мобильные устройства.
Чем меньше техпроцесс, тем больше транзисторов можно разместить в процессоре, а значит — выше производительность и ниже энергопотребление.
Именно поэтому новые поколения телефонов становятся мощнее, но при этом работают дольше от батареи. - Видеокарты и игровые системы.
Современные GPU содержат десятки миллиардов транзисторов.
Без перехода на новые техпроцессы невозможно увеличивать производительность, а значит невозможно развивать графику, игры и технологии рендеринга. - Серверы и облачные вычисления.
Центры обработки данных работают на самых современных чипах, потому что даже небольшая экономия энергии на одном процессоре превращается в огромную экономию на тысячах серверов. - Искусственный интеллект и машинное обучение.
Современные нейросети требуют огромных вычислительных ресурсов, и без передовых техпроцессов невозможно создавать ускорители для ИИ. - Автомобили и промышленность.
Даже в обычной машине сегодня десятки микроконтроллеров, а в электромобилях и беспилотных системах — ещё больше. - Военные технологии и космос.
Современные системы наведения, связи и разведки напрямую зависят от уровня полупроводниковой промышленности.
После такого списка становится понятно, почему новости про техпроцесс обсуждают не только инженеры, но и политики.
Именно поэтому ограничения на поставку оборудования для производства чипов стали частью международной политики.
Почему скачок с 22 нм на 7 нм выглядит странно
Чтобы понять, почему новость про Hua Hong вызвала столько обсуждений, нужно посмотреть, как обычно развивается производство микросхем.
Переход между техпроцессами почти всегда происходит постепенно.
Каждый новый шаг требует огромных инвестиций, новых материалов, нового оборудования и многих лет разработки.
Перед таблицей важно понять одну вещь:
в индустрии полупроводников нельзя просто взять и перепрыгнуть через несколько поколений, потому что каждое поколение — это отдельная технологическая платформа.
Теперь посмотрим типичную последовательность переходов.
Таблица обычного развития техпроцессов
После таблицы можно сделать важный вывод.
Компании почти никогда не переходят сразу через несколько этапов, потому что каждый новый техпроцесс требует:
- нового литографического оборудования,
- новых фотошаблонов,
- новых материалов,
- новых методов травления,
- новых методов контроля качества,
- огромного количества тестов,
- и миллиардов долларов инвестиций.
Поэтому когда компания, которая делала 28 нм, вдруг объявляет о 7 нм — это выглядит необычно.
Это не обязательно значит, что новость ложная.
Но это почти всегда означает, что за ней стоит что-то большее, чем просто новый завод.
Почему именно Китай сейчас в центре внимания
Если бы подобную новость опубликовала компания из Тайваня, США или Южной Кореи, она не вызвала бы такого шума.
Но здесь речь идёт о китайском производителе, и это меняет всё.
В последние годы Китай находится под серьёзными технологическими ограничениями.
США и их союзники ввели санкции, которые запрещают поставку в Китай самого современного оборудования для производства микросхем.
Главная цель этих ограничений — не дать китайской промышленности выйти на уровень передовых техпроцессов.
Проще говоря, идея была такая:
Китай может делать старые чипы, но не должен делать самые новые.
Поэтому когда появляется информация, что китайская компания готовит производство 7 нм, возникает сразу несколько вопросов:
- Как они сделали это без доступа к EUV-литографии?
- Используют ли они старое оборудование?
- Помогает ли им кто-то изнутри страны?
- Это реальный массовый техпроцесс или только демонстрация?
- Насколько это экономически выгодно?
- И означает ли это, что санкции не сработали?
Чтобы ответить на эти вопросы, нужно сначала разобраться в основе всей индустрии — в том, как вообще делают микросхемы и почему уменьшение техпроцесса становится всё сложнее.
В следующей части мы подробно разберём фундамент:
- что такое техпроцесс на физическом уровне,
- как работает фотолитография,
- почему существует предел уменьшения,
- и почему без EUV почти невозможно делать 7 нм.
История с китайским 7-нм техпроцессом выглядит как обычная новость, но на самом деле за ней скрывается огромный пласт технологий, о которых редко говорят простым языком.
Чтобы понять, почему все обсуждают эти цифры, нужно сначала разобраться в самом главном — что вообще означают 28 нм, 14 нм и 7 нм, и почему от них зависит весь современный мир.
В следующей части разбираем основу всей индустрии:
➡ Что скрывается за цифрами 28 нм, 14 нм, 7 нм
Там подробно объясняется, что такое техпроцесс, как делают микросхемы и почему уменьшение нанометров — это одна из самых сложных задач, которые решает человечество.
А дальше будет ещё интереснее, потому что после этого мы перейдём к технологии, без которой не существует ни одного современного процессора.