🇷🇺 Производство микроэлектроники. Квантовые процессоры

МГТУ им. Баумана и ФГУП ВНИИА им Н.Л.Духова заявили о подготовке контрактного производства сверхпроводящих квантовых процессоров на пластинах 100 мм, сообщает 3dnews.

Производство планируют развернуть в новом кампусе МГТУ. В числе заказчиков ожидают видеть технологические компании и научные лаборатории.

В НОЦ ФМН освоили производство сверхпроводниковых джозефсоновских схем - на одной пластине размещаются сотни чипов различных квантовых устройств, которые объединены единым технологическим маршрутом производства. Ключевой момент - заявляется о том, что освоена технология серийного производства. Осталось ее масштабировать - перенести в новый исследовательский кластер Бауманки с чистыми комнатами площадью 2500 кв.м.

Джозефсоновские переходы, формируемые на пластинах, это трехслойная структура Al-AlOx-Al, которая формирует кубит при переходе чипа в состояние сверхпроводимости. Линейные размеры переходов - десятки нм, точность - менее 1нм.

🇰🇷 Чипы памяти для ИИ-систем

SK Hynix готов к поставке первой партии чипов памяти следующего поколения для систем ИИ

Речь конечно же о чипах HBM-памяти 4-го поколения, HBM3E (High Bandwidth Memory 3E - памяти с высокой скоростью обмена информацией). Компания не называет клиента, которому планирует отгрузить первую партию чипов HBM3E, но многие уверены, что это NVidia.

Поставка состоится всего через 7 месяцев после официального анонса чипов HBM3E.

Это событие укрепит позиции SK Hynix на рынке производства памяти для систем ИИ.

Особенность памяти для систем ИИ - чрезвычайно высокая скорость работы, более 1,15 Тбайт/с. В этих условиях, проблема отвода тепла становится одной из основных. По заявлению SK Hynix, HBM3E обеспечивает на 10% лучшее рассеивание тепла по сравнению с чипами предыдущего поколения за счет усовершенствованного процесса, известного как MR-MUF.

MR-MUF (Mass Reflow Molded Underfill - что можно перевести как массовое отверждение изоляционного слоя с частичным заполнением формы) - это технология, используемая в HBM3E для улучшения отвода тепла и контроля деформации.

Суть MR-MUF, насколько я понимаю, состоит в том, что в пространство между чипами HBM3E вносят жидкий материал с высокой теплопроводностью, который заполняет все пустоты и зазоры. Затем производится отверждение пакета слоев за счет нагрева. Такой подход обеспечивает в дальнейшем возможность эффективного отвода тепла от чипов, а заодно защищает их от деформации из-за нагрева, что в итоге повышает надежность сборки и срок службы модуля памяти.

(интересующиеся могут попробовать почитать на корейском здесь https://blog.naver.com/noback91/223145119029 - автор постарался максимально затруднить чтение для иностранцев, но там есть картинки).

В Samsung используют другой подход - NCF (Non Conductive Film - нетокопроводящая пленка, хотя иногда это переводят как Novel Cooling Film - новая охлаждающая пленка), подразумевающий прокладку между слоями чипа специальной непроводящей ток пленки. Но если с обычной памятью этот метод дает хорошие результаты, то в случае с "горячей" памятью HBM3E, есть проблемы с производством.

Ходят упорные слухи, которые подтверждают источники Reuters, что Samsung собрался переходить на MR-MUF, но компания пока что отказывается их подтверждать, напротив, утверждает, что "все идет по плану", а NCF - оптимальное решение. Опять же по слухам, Samsung пока не смог подобрать оптимальный заполнитель для метода MR-MUF, поэтому продолжает мучаться с NCF, в параллель занимаясь отработкой своего решения MR-MUF. Тем временем в SK Hynix вновь забирают себе пальму первенства по части HBM.

Учитывая какой сейчас спрос на ускорители ИИ, SK Hynix неплохо заработает на своей передовой технологии.

🇺🇸 Производство чипов

Ускорители NVidia на базе GPU продолжают находить все новые сегменты применения. В частности, их использует Synopsys при разработке фотомасок и внедрении корректирующих действий в процессы фотолитографического производства.

Как сообщает 3dnews со ссылкой на NVidia, Synopsys применила решения этой компании для оптимизации работы программной платформы cuLitho, используемой для разработки фотомасок.

Использование GPU вместо CPU позволило заметно ускорить процесс разработки. Также было переведено на платформу NVidia cuLitho ПО Proteus, используемое для расчета оптической коррекции при проектировании фотомасок - сообщается о 2-кратном ускорении процесса. В перспективе решения переведут на ускорители NVidia Blackwell.

🇪🇺 Геополитика и микроэлектроника

В ЕС займутся "анализом рисков" использования китайских чипов

США давит на ЕС, ЕС изображает активности по части рассмотрения опасности того, что европейские предприятия активно используют китайские чипы зрелого уровня и низкоуровневые.

Пока что в ЕС обсуждают, стоит ли начинать расследование того, насколько глубоко такие полупроводники задействованы в различных отраслях стран ЕС, об этом сообщает Bloomberg.

Так называемые "устаревшие чипы" на деле продолжают играть важную роль в экономике, находя массовое применение в самых разных изделиях электроники. Китай мощно инвестирует в расширение их производство, наращивая предложение. По обе стороны Атлантического океана растут опасения, что это может привести к критической зависимости ряда отраслей от Китая.

Процессы обсуждений будут как обычно вялыми и неспешными, ближайшая встреча по этой теме между ЕС и США запланирована на апрель. В ее рамках могут быть продлены еще на 3 года соглашения ЕС и США в отношении механизма раннего предупреждения, направленного на выявление сбоев в цепочке поставок. В конечном итоге нельзя исключить того, что стороны примут решение об ограничении использования китайских чипов в ЕС, но до этого утечет немало воды.

👽 🇰🇷 Микроэлектроника и ИИ

Высокий спрос на ИИ стимулирует отрасль производства микроэлектроники к соответствующим изменениям - Samsung создает лабораторию для исследований и разработки чипов, которые потребуются для систем ИИ следующего поколения, сообщает Bloomberg.

Речь идет о GenAI или AGI - "общем ИИ", давней цели развития ИИ. Под этим термином принято понимать GenAI или AGI искусственный интеллект, который будет обладать способностью решать широкий спектр задач, как это делает человек. Он должен будет способен понимать и обрабатывать информацию из различных источников, делать выводы и принимать решения на основе этой информации, а также адаптироваться к новым ситуациям и учиться на своем опыте.

Первоначально в Samsung займутся разработкой чипов для более привычных направлений - для больших языковых моделей с упором на инференцию, хостинг и поддержку моделей ИИ.

Заявляемая цель компании - выпуск новых "дизайнов микросхем, интерактивной модели, которая обеспечит более высокую производительность и поддержку все более крупных моделей при гораздо меньшей потребляемой мощности и стоимости", - утверждает Кюнг Ге Хён, возглавляющий полупроводниковй бизнес компании.

Дон Хёк У, бывший старший инженер-программист Google, будет курировать AGI Computing Lab с отделениями в США и в Южной Корее.

🇷🇺 Участники рынка. Интервью

КоммерсантЪ публикует большое интервью с президентом Элемент, Ильей Иванцовым. Читать, конечно, стоит целиком, ниже несколько тезисов.

🔹 Российская микроэлектроника стала одной из самых быстрорастущих в мире, в ближайшие годы рост сохранится.

🔹 Рост сможет продолжаться и без гособоронзаказа. Вытягивающий спрос обеспечат приборы учета, гражданская авиация, БАС, железная дорога.

🔹 719-е постановление будет меняться под реалии рынка - чем больше компонентов смогут поставить российские производители, тем более жесткими будут критерии ПП по части "российскости" компонентов.

🔹 Пришло время капиталоемких проектов с долгими сроками окупаемости. Нужны кредиты на 15-20 лет по минимальной ставке.

🔹 Нужен гарантированный спрос, для этого долгосрочные контракты на 3-5 лет, предусматривается механизм "договора будущей вещи" для новых разработок.

🔹 Перспективные области - фотоника и оптоэлектроника, тем более, что здесь хватает текущего доступного в РФ технологического уровня.
Также 2.5D и 3D-корпусирование, чиплетная технология.

🔹 Идея создания национального фонда развития микроэлектроники остается актуальной, работа идет. Наполнять фонд будут компании, заинтересованные в том, чтобы ряд проектов в микроэлектронике состоялся. Участие в фонде должно быть добровольным. Рано или поздно в фонд войдут и зарубежные инвесторы.

🔹 Международная кооперация необходима, соответствующие возможности есть.

🔹 Нанотроника, дочерняя компания, на 1-м этапе займется разработкой и выпуском установок для расширения имеющихся мощностей входящих в «Элемент» предприятий. В будущем - экспорт производственного оборудования.

🔹 Есть планы развития микроэлектронного кластера 55нм в Татарстане. Пока без подробностей.

🔹 На базе Северо-восточного федерального университета действует лаборатория по разработке материала на основе графена, который планируется положить в основу производства суперконденсаторов. Возможно соответствующее производство начнет создаваться в 2024 году с планами через 3 года выйти на крупную серию.

🔹 Микрон.
1. Последовательно расширяются производственные мощности на 200мм пластинах;
2. Развиваются технологические опции для расширения номенклатуры выпускаемых изделий;
3. Микрон - полигон для тестирования оборудования и материалов.
4. Опыт коллектива Микрона и НИИМЭ должен применяться для запуска в стране новых производств.

🔹 IPO Элемент - один из рассматриваемых вариантов финансирования новых проектов. Решение (техническая готовность) может быть принято в 1H2024.

🇷🇺 Подробнее о запуске

Микрон запустил 2 сборочных линии при поддержке ФРП

Микрон, крупнейший российский производитель микроэлектроники (входит в ГК «Элемент»), резидент ОЭЗ «Технополис Москва», запустил две производственные линии: новую линию сборки микросхем в пластиковых корпусах и дополнительную линию сборки чип-модулей, что позволит увеличить возможности локализации для отечественных производителей приборов и устройств.

«Благодаря новой линии сборки в пластиковые корпуса станет возможным выпуск более 40 различных изделий для потребительской и общепромышленной электроники, в том числе для применения в телекоммуникационном оборудовании, автоэлектронике, аппаратуре для интернета вещей и умного дома, счетчиках электроэнергии, автоматике, робототехнике, медицинской технике и измерительных приборах. Производственная мощность линии сборки микросхем в пластиковые корпуса – до 18 млн изделий ежегодно. А мощности по выпуску чип-модулей для банковских карт «Мир» увеличены в два раза - с 28 млн до 56 млн штук в год. Это позволит обеспечить постоянно растущий спрос и со стороны Национальной системы платежных карт», – сказал замминистра промышленности и торговли РФ Василий Шпак.

«Проект реализован при поддержке Фонда развития промышленности (ФРП) и ВЭБ.РФ и является важным этапом развития производства для обеспечения задач технологического суверенитета в части контроля критически важных сквозных технологий. Среди первых заказчиков - производители автопрома, радиоэлектронной аппаратуры и интеллектуальных приборов учета», - сообщила Гульнара Хасьянова, генеральный директор АО «Микрон».

Расширение сборочного производства позволило создать 24 новых рабочих места, с выходом на проектную мощность их количество будет увеличено до 71.

(2)

«Завод Микрон запустил первую сборочную линию по выпуску новой для себя продукции – микросхем в пластиковом корпусе. Производство налажено в формате полного цикла: от изготовления кристаллов интегральных схем до корпусирования. Благодаря этому российские производители электроники получат стабильные поставки чипов, не зависящие от импорта, и смогут повысить локализацию своих изделий. Фонд развития промышленности финансирует высокотехнологичные и импортозамещающие проекты, поэтому предоставил предприятию более 1 млрд рублей в виде льготного займа. Общие инвестиции составили 1,35 млрд рублей. Отмечу, что проект Микрона стал 800-м в общем списке открытых при финансировании ФРП производств», – рассказал директор ФРП Роман Петруца.

«Поддержка развития отечественной микроэлектроники является важным направлением деятельности корпорации развития. Проект, начатый около полутора лет назад, несмотря на серьезные вызовы, запущен. Впереди главная фаза - производство продукции! Вместе будем работать над общим успехом!» - отметил заместитель председателя ВЭБ.РФ Даниил Алгульян.

На линии сборки в пластиковые корпуса установлено 52 единицы оборудования и реализованы следующие операции: резка пластины; монтаж чипа; разварка проволоки; герметизация молдингом (пластиком); вырубка и формовка; тестирование, маркировка и упаковка. Используются 10 типов корпусов: QFN64, SO-8, SO-16, ESOP-8, VSSOP-8, SOT-223-3, SOT-23-3, TO-252-5, TO-263-5, TO-247, что позволит выпускать более 40 различных изделий для потребительской и общепромышленной электроники, в том числе для применения в автоэлектронике, аппаратуре для интернета вещей и умного дома, в телекоммуникационном оборудовании, счетчиках электроэнергии, автоматике, робототехнике, медицинской технике и измерительных приборах.

Одним из первых изделий на новой линии станет RISС-V микроконтроллер MIK32 Амур (корпус QFN64).

Производственная мощность линии сборки микросхем в пластиковые корпуса - до 18 млн изделий ежегодно.

(3) На линии сборки чип-модулей установлено 7 единиц оборудования для осуществления операций: монтаж чипа; разварка проволоки; герметизация; оптический контроль, измерительный микроскоп и контроль прочности соединений. Таким образом, мощности по выпуску чип-модулей для банковских карт НСПК «Мир» увеличены с 28 млн до 56 млн штук в год. Также на данной линии могут выпускаться чип-модули для электронных документов, токенов (СКЗИ) и сим-карт.  

Всего новые линии Микрона включают 61 позицию (59 основного и вспомогательного оборудования и 2 комплекта оснастки). Обе линии позволяют корпусировать как собственные микросхемы Микрона, так и осуществлять контрактную сборку.

Расширение сборочного производства Микрона направлено на реализацию Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. Микроэлектроника - одна из критических сквозных технологий, национальный контроль за воспроизводством которых необходим для технологического суверенитета и реализации приоритетов научно-технологического развития, соответствующих национальным интересам в условиях больших вызовов.

—-

Первая линия сборки чип-модулей на Микроне была открыта в 2005 году и стала основой сборочного цеха, который на сегодняшний день обеспечивает выпуск широкого спектра RFID-продукции и чип-модулей для идентификационных документов с использованием собственных интегральных схем, в том числе осуществляет поставки на экспорт. ГК Микрон – крупнейший производитель микроэлектроники в России, входит в группу компаний «Элемент», резидент ОЭЗ «Технополис Москва».

🇷🇺 Участники рынка. Производственное оборудование

КоммерсантЪ, в лице Никиты Королева, продолжает радовать все новыми деталями в отношении планов ГК Элемент.

На этот раз в его статье - интересные подробности в отношении планов ООО Нанотроника (ГК Элемент), которое грозится наладить выпуск такого оборудования, как установки:
🔹 плазменного травления,
🔹 выращивания эпитаксиальных структур,
🔹 ионной имплантации,
🔹 осаждения металлов (вольфрама)
🔹 и других.

Потребителем такого оборудования могут выступить предприятия ГК Элемент, прежде всего, Микрон, да и ряд других учреждений группы: НИИЭТ, НИИМА Прогресс, НЗПП с ОКБ...

Если получится хорошо и не очень дорого, то и другие предприятия отрасли подтянутся. В теории возможен даже экспорт в некоторые страны, но вряд ли в ближайшие годы.

Объем потенциального спроса на такую технику неназванный собеседник Ъ оценил в 150 млрд руб до 2027 года.

Другой неназванный источник знает, что пока предполагается привлечь в проект 90 профильных сотрудников, а также есть надежда на партнеров из Китая и Беларуси (Планар?). Деньги на проект уже выделены и осваиваются.

По данным Минпромторга, на которые ссылается Ъ, в РФ разрабатывается более 40 видов установок, технологических и контрольно-измерительных. Государство готово поддерживать эти проекты деньгами. "Всего на разработку оборудования, материалов, химии и САПР для электронных производств планируется выделить более 240 млрд руб. до 2030 года" - Минпромторг.

Ключевая проблема проекта Нанотроники - люди. В отношении доступности необходимых специалистов в России есть большие сомнения. Отдельные люди есть, но они уже заняты в каких-то проектах и сумеет ли их заполучить Нанотроника, покажет только практика.

Разработка оборудования в целом - задача не тривиальная. И даже наличие денег и кадров - еще не гарантия получения годного для заказчиков оборудования. По крайней мере, в сжатые сроки.

И все же, даже если эта попытка не увенчается скорыми и хорошими результатами, разве это повод не пытаться?

🇷🇺 Производство печатных плат. Участники рынка

Когда заходит речь о производстве печатных плат в РФ, то первыми на ум приходят Технотех, Резонит и Электроконнект. Этот список не исчерпывающий, но представляет группу крупнейших производителей. К ним в ближайшие годы присоединятся Итэлма, Ядро, GS Group и, вероятно, еще несколько компаний.

Сегодняшняя (вчерашняя) новость - о готовящемся на конец марта запуске первого корпуса завода по производству печатных плат в Ростове-на-Дону. Бештау, конечно. С планами до конца 2024 года запустить весь завод, способный выпускать 600-700 тысяч печатных плат (лучше бы сказали в кв. дюймах). В октябре 2023 года говорилось о стартовых мощностях в 35 тыс кв. дм в месяц. На старте - 4-го класса, с перспективой до 6-го через пару лет.

Поскольку Бештау занимается производством электроники, платы будут активно задействованы в собственных изделиях. Но, возможно, и контрактное производство будет действовать, чтобы максимально загрузить оборудование. Благо спрос на отечественные платы пока что явно не удовлетворяется российской промышленностью.

Отдельные вопросы, на которые еще только предстоит получить ответы, это качество и цены.

Учитывая, что российским производителям приходится в этой теме конкурировать с китайскими, то и другое - весьма существенно.
С другой стороны, оборудование используется зарубежное, примерно аналогичное тому, что применяют китайцы. Так что разница будет, надеюсь, в основном, в цене. Здесь на стороне российского производства более дешевая (в теории, конечно) логистика, близость к потребителю. А что выйдет на практике - поглядим.

🇨🇳 Производство микроэлектроники. Технологии

Huawei тестирует метод SAQP для создания более совершенных чипов

Компания Huawei Technologies и ее секретный производственный партнер подали патенты на "низкотехнологичный", но потенциально эффективный способ производства современных полупроводников, что повышает шансы Китая на производство современных чипов, несмотря на попытки США тормозить его прогресс. Об этом рассказывает Bloomberg.

Компании разрабатывают ряд технологий, включая SAQP (self-aligned quadruple patterning - самоцентрирующееся четырехкратное шаблонирование). Этот метод снижает зависимость производителей микроэлектроники от литографического оборудования. Упрощая - на аппаратах предыдущего поколения, то есть на DUV, можно делать чипы, которые обычно ассоциируются с EUV. В рамках SAQP проводят множество последовательных травлений пластины, что позволяет уменьшить размеры элементов на кристалле, увеличивая плотность размещения узлов. В патентной заявке Huawei, опубликованной на прошлой неделе, описано применение этой технологии для изготовления чипов с высокой плотностью элементов. Оборотная сторона медали - метод требует высокой точности и аккуратности при производстве, для китайцев вполне посильная в решении задача. Больше расход материалов, но вряд ли это значимый фактор в данном случае.

Ранее, в конце 2023 года патент, основанный на SAQP получила китайская компания SiCarrier, специализирующаяся на разработке оборудования для производства микросхем. Согласно патентной заявки, этот подход позволяет избежать использования EUV машин, снижает производственные затраты.

По оценкам Дэна Хатчисона, Techinsights, применение технологии SAQP позволит Китаю производить чипы с плотностью размещения элементов вплоть до 5 нм, но в долгосрочной перспективе Китаю все равно нужно будет заполучить машины EUV. С этим вряд ли можно поспорить.

Машины EUV, несмотря на их заоблачную стоимость, обеспечивают высокую производительность, что в итоге, при массовом производстве, адресованном глобальному рынку, сводит к минимуму стоимость чипа. Если Huawei и ее партнеры будут использовать альтернативные методы, например, SAQP, показатель "цена за чип" может оказаться выше, чем средняя по отрасли. Впрочем, не будем забывать, что кроме вклада в себестоимость чипа технологии и фотолитографа, есть еще немало составляющих, которые в случае китайцев могут требовать меньших затрат, чем при производстве в США. Прежде всего - разница в стоимости DUV и EUV литографов. Это дополнительно сглаживает разницу в себестоимости техпроцессов.

На сегодня в коммерческом производстве самыми передовыми считают чипы 3нм, которые TSMC производит для Apple и других компаний. В Китае могут производить чипы 7нм, отставая на 2 поколения. Переход к 5нм позволит сократить отставание всего до одного поколения. И это на фоне санкций США и союзников.

Группа китайских производителей оборудования для производства микросхем, в том числе, Naura Technology Group Co. и Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc., также рассматривают возможности использования SAQP в своем оборудовании, чтобы можно было производить чипы 7нм и более совершенные.

В Китае продолжают обеспечивать активную господдержку предприятиям микроэлектронной промышленности, в том числе - нематериальную. В марте премьер-министр Ли Цян посетил офис Naura Technology в рамках разрекламированного личного тура.

🇺🇸 Геополитика и микроэлектроника. США

Intel получит от правительства $20 млрд. Но не сразу и с массой гандикапов

Intel Inc. получит гранты и кредиты на сумму до $20 млрд для финансирования своих производственных мощностей в США. Тем самым Intel стала крупнейшим бенефициаром Закона о чипах и науке 2022 года, краеугольного камня планов администрации Байдена по отыгрыванию назад десятилетия "почивания на лаврах", пока доля США на рынке микроэлектроники стабильно снижалась. Об этом рассказывает Bloomberg.

Белый дом уже заявляет об этом решении в ходе предвыборной компании (а сейчас в США все происходит под эгидой и во имя предвыборной борьбы) иллюстрируя, как политика администрации работает на США. но реальность такова, что условия, которыми обставлен этот кредит, лишь подчеркивают конкурентные проблемы США. И хотя спрос на микросхемы в мире начал расти, прежде всего, из-за всплеска интереса к системам ИИ, у США, похоже, нет ни кадрового потенциала, ни грамотного регулирования, чтобы отвечать на вызовы и успешно конкурировать с азиатскими игроками.

Производители микроэлектроники США планируют создать к 2030 году около 115 тысяч рабочих мест, заявляла в июле 2023 года Ассоциация полупроводниковой промышленности, ссылаясь на проведенное ею исследование. Но исходя из текущих показателей, около 58% от этого количества должностей могут остаться незаполненными. Проблемы создает то, чем обросли, как корпус судна ракушками, бизнес-процессы в США. Яркий пример тому - министр торговли Джина Раймондо предупредила в декабре 2023 года, что усилия США по возрождению отечественной полупроводниковой промышленности могут затянуться на годы из-за стандартных "экологических проверок" - этого бича США и Европы. И это только одна из тек ракушек, которые налипли за последние десятилетия на корпус корабля промышленности США.

Чтобы претендовать на гранты в рамках Закона о науке и чипах, получатели должны не только расширять производственные мощности в США, но делать это таким образом, чтобы продвигать более широкую повестку "леваков" - от увеличения представительства маргинализованных работников в технолkгической отрасли до координации усилий с профсоюзами и аналогичными организациями. Эти меры заметно увеличивают производственные затраты, негативно сказываются на себестоимости продукции и, в итоге, ставят под вопрос целесообразность размещения производств в США. Как минимум, затягиваются сроки развертывания таких производств, производство становится рискованным.

В случае с Intel, финансирование будет предоставляться неспешно, транши будут увязаны не только с производственными достижениями Intel, но и с "другими показателями".

TSMC, столкнувшись с местным профсоюзом трубопроводчиков, вынуждена была на 6 месяцев заморозить стройку - именно столько занял процесс заключения договора с этим профсоюзом. В итоге в TSMC сообщила инвесторам, что стройка в США обойдется в 4 раза дороже, чем на Тайване, прежде всего, из-за высоких зарплат и соблюдения бесчисленных нормативных требований. При этом качество рабочей силы и ее доступность оставляют желать лучшего - квалифицированных работников не хватает. Эту проблему пытаются решить отправкой в США квалифицированных сотрудников из Тайваня. Но и здесь проблема - местные профсоюзы недовольны такими действиями компании. (..)

(2) Это лишь пара примеров, демонстрирующих, насколько неудобной для бизнеса стала США, когда-то лучшее место на планете для масштабных бизнес-проектов. И эту проблему деньгами правительства не залить. Ценовая конкурентоспособность под вопросом. И когда госденьги завершатся, производители могут вновь быстро переориентироваться на Азию и другие регионы, где рабочая сила дешева, а регулирование не столь обременительно. Стоит ли удивляться, что наиболее передовые чипы американских компаний производятся не в США, а на Тайване?

Это не только позорная ситуация, но и опасная. Доминирование США в области ИИ означает, что спрос на полупроводники растет и будет расти в ближайшие годы. Что может наращивать зависимость США от импортных чипов. На долю США приходится 34% мирового спроса на чипы, но лишь 12% предложения. Последствия этого дисбаланса мы уже наблюдали во время так называемой пандемии, когда нехватка чипов привела к перебоям в работе автопрома США.

И если в будущем произойдет еще какое-то событие, которое приведет к аналогичному дефициту чипов (кто-то сомневается, что оно вероятно?), может оказаться под угрозой лидерство США в области ИИ. Сейчас все ведущие в этой области компании - OpenAI, Microsoft, Google, Anthropic и NVidia базируются в США. Это, по сути, вопрос национальной безопасности.

Может ли что-то измениться при демократах? Вряд ли, ведь все эти права меньшинств, экология и т.п. - в ДНК их программ. Так что грядущие выборы решают и вопрос успешности микроэлектроники в США, а также в целом, возможности возврата страны к технологическому (и не только) лидерству.

🇺🇸 Геополитика и микроэлектроника

США расследует связь SMIC и Huawei

Китай сам свое технологическое развитие не притормозит, так что этим продолжают заниматься в США. Минторг США продолжило расследование в отношении компании Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) по обвинению в производстве высокопроизводительных процессоров для Huawei, поскольку правительство США намерено проверить - не было ли нарушений торговых санкций. Об этом рассказывает Mobile World Live.

Замминистра торговли, промышленности и безопасности Алан Эстевес предположил, что SMIC "потенциально" нарушила правила экспортного контроля США при производстве чипов для шэньчженьской компании, на которую распространяются торговые ограничения.

Запуск Mate 60 Pro в августе 2023 года стал поводом для суеты в США, поскольку в этом аппарата нашелся процессор 7нм. Это поставило под вопрос эффективность экспортного контроля США.

Утверждается, что для производства чипсета 7нм SMIC задействовало производственное оборудование нидерландской ASML, а также американских компаний Lam Research и Applied Materials, импортировано в Китай еще до того, как США и Нидерланды ввели ограничения на экспорт высокопроизводительного оборудования в материковый Китай в 2023 году.

Считается, что китайские компании не имеют доступа к оборудованию для изготовления чипов для литографии в жестком ультрафиолете (EUV), самому современному оборудованию для фотолитографии.

Правительство США также рассматривает возможность введения новых ограничений против 6 китайских производителей чипов, с которыми предположительно работает Huawei.

🇻🇳 Микроэлектроника. Производственное оборудование

LAM Research, американский производитель оборудования для производства пластин, провел переговоры с премьером Вьетнама о проекте инвестиций в создание местного производства.

Заявляемая цель - диверсификация цепочки поставок. По факту запускать производство и производить во Вьетнаме дешевле и проще, чем в США, к тому же Вьетнам ближе к одному из крупнейших потребителей продукции компании - к Китаю. Об этом сообщает Mobile World Live.

Вице-президент группы Lam по глобальным операциям Картик Раммохан встретился с премьер-министром Фам Минь Чином в Ханое, обрисовав в общих чертах планы партнерства с южнокорейской компанией Seojin с планами первоначальных инвестиций в объеме $1-2 млрд.

По заявлению правительства Вьетнама, в планах Lam - прямые инвестиции в расширение производства во Вьетнаме.

На долю Китая в выручке Lam в 2023 году пришлось 26% от общего дохода компании по сравнению с 31% в 2022 году и 35% в 2021 году. При этом доля продаж Lam в США в 2023 году выросла с 6% до 9%, что намного меньше.

В 2023 году расходы производителей на оборудование для производства пластин в целом по миру сократились, в основном, из-за слабого спроса на микросхемы памяти. На снижение спроса повлияли и усилия правительства США по части ужесточения экспортного контроля, поломавшие немало цепочек поставок.

Вьетнам постепенно становится все более востребованным регионом для размещения микроэлектронных производств. У Seojin есть предприятия в провинциях Bac Ninh (Бакнинь) и Bac Giang (Бакзянг) на севере Вьетнама, недалеко от фабрик Samsung. У Foxconn и Intel также есть заводы во Вьетнаме. Из проблем можно отметить далекое от идеала регулирование, отсутствие программ финансовой господдержки зарубежных проектов, недостаток квалифицированных кадров.

🇺🇸 Фотоника. Генераторы

Как в NIST засунули в чип сверхточную синхронизацию

Точное время имеет важное значение для многих важных технологий, включая спутниковую навигацию и радарные технологии. Оптические технологии обеспечивают наиболее точные и стабильные сигналы синхронизации, но требуют громоздкого оборудования, что делает их непрактичными во многих ситуациях. Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST), США, создали оптическую систему синхронизации, достаточно маленькую, чтобы поместиться на одном чипе, что значительно расширяет возможности использования этой технологии. Об этом рассказал IEEE Spectrum.

Даже самые сложные системы измерения времени не свободны от небольших ошибок. Эта особенность известна как джиттер синхронизации. Сделать его как можно меньше, это улучшить ряд технологий, которые полагаются на точность отсчета времени. Например, в GPS-навигации ваше местоположение определяется путем измерения того, сколько времени требуется сигналам с отметками времени от нескольких спутников, чтобы достичь вашего приемника. Ошибки во временных метках могут быстро провести к значительным ошибкам позиционирования. Аналогично, любая нечеткость сигналов синхронизации в телеком-сетях может привести к задержкам, к сбросу вызовов. Радары основаны на точном измерении задержки между излученным импульсом и приходом отражений от целей, здесь ошибки со временем будут искажать измерения дальности или создаваемую радаром картинку.

Сейчас приложения, требующие точной синхронизации полагаются на СВЧ-генераторы. Если в традиционных напольных часах для формирования отсчетов времени, следующих с равными промежутками, может использоваться качающийся маятник, то часы с СВЧ-генератором полагаются на колебания электрического поля с частотами от 300 МГц до 300 ГГц. Такие быстрые колебания позволяют «нарезать» время на совсем небольшие интервалы, повышая точность. (..)

(2)

В NIST создали оптическую систему синхронизации, достаточно компактную, чтобы поместиться на одном чипе, но при этом заметно повышающую точность отсчета времени. По заявлению исследователей, их разработка позволила уменьшить джиттер до 15 фемтосекунд (10^-15 с). Это на несколько порядков лучше, чем в традиционных СВЧ системах.

«Точность и синхронизацию, которые можно получить с помощью оптических решений, невозможно получить с помощью стандартных СВЧ решений», - говорит руководитель исследований Френк Кунилан, ученый NIST. Оптический сигнал может «тикать» намного больше раз за заданный период, чем электрический, например, с частотой в сотни терагерц. Проблема в том, что эти частоты - слишком высокие для прямого взаимодействия с электроникой, а установки, позволяющие преобразовать оптический сигнал в пригодный для электроники, сравнительно громоздкие и сложные. В NIST эту проблему решили, придумав «оптический генератор на чипе».

До сих пор самым точным устройством такого рода считались рубидиевые генераторы с их точностью в пикосекунды и размерами вплоть до нескольких сантиметров. Похоже, разработка NIST и других участников исследования - это шаг вперед.

Исследования основаны на успехах кремниевой фотоники, прежде всего, на достижениях в области уменьшения до размеров чипа такого критического компонента, как оптическая частотная гребенка. Оптическая гребенка основана на лазере с синхронизацией мод, который формирует последовательность коротких импульсов. Спектр излучения такого лазера - это несущая, окруженная гребнем боковых частот - «зубцов», находящихся на расстояниях, равных частоте повторения импульсов. Этот механизм используют для точного измерения и преобразования сигналов.

Концепт решения выглядит так (все картинки кроме первой - из журнала Nature), первая - KATIE PALUBICKI / NIST.