🇹🇼 Микроэлектроника и энергетика

Сейчас еще не все поняли, что основным ограничивающим фактором дальнейшего технологического развития вскоре станет энергетика. Между тем, это именно так. ЦОДы чрезвычайно прожорливы, с каждым годом каждой стойке требуется все больше электроэнергии, при этом число стоек ежегодно растет.

Основным потребителем электричества будут, вероятнее всего, большие нейросети, ИИ в целом. Но и микроэлектронные производства требуют немало ресурсов - воды и электричества. И если воду еще можно как-то очищать и переиспользовать, то с электричеством все хуже - оно превращается большей частью в тепло и рассеивается.

В свое время на Тайване уже приходилось принимать меры по наращиванию производства электроэнергии из-за TSMC. Сейчас компания вновь приблизилась к лимитам энергосистемы острова, косвенно и в этом виноват ИИ, точнее рост спроса на микросхемы для ускорителей вычислений.

Как узнали в WCCF Tech, правительство Тайваня рассматривает возможность расширения доли атомной энергетики в энергетическом обеспечении Тайваня. Надежды на "возобновляемые источники" ожидаемо не оправдались, хотя на их долю и приходится порядка 10,5% тайваньской электроэнергии. Так что не исключено, что Тайвань попробует расширить долю энергии от АЭС с нынешних 6.5% до более высокого показателя.

Это следовало бы начать делать и другим странам, которые занимаются развитием ИИ.

🇯🇵 (2) Продолжая тему - в Японии видят необходимость резкого наращивания выработки электроэнергии к 2050 году, чтобы удовлетворить спрос на нее со стороны фабов, выпускающих микросхемы и ЦОД, в которых работают системы ИИ.

Таким мнением на днях поделилось правительство Японии (Reuters). Считается, что производство электроэнергии должно вырасти с текущих 1 трлн кВтч до примерно 1,35 - 1,5 трлн кВтч. Это, вероятно, результат недооценки роста потребностей Японии в электроэнергии.

Но даже это наращивание производства электроэнергии потребует существенных инвестиций. Кроме того, здесь все еще веруют в идеи декарбонизации, а потому наращивать производство электричества собираются не только перезапуском атомных электростанций и запусками реакторов следующих поколений, но и перовскитными фотовольтаическими электростанциями, и плавучими морскими ветряными электростанциями.

Пора бы уже и европейцам просыпаться и восстанавливать энергетику, которую они разрушали в последние годы - прежде всего АЭС, но и до восстановления электростанций на ископаемом топливе может дойти. Тренд касается и других стран. От избытка электроэнергии до ее нехватки вполне можно провалиться всего за несколько лет, если активно заниматься тематикой ИИ.

🇯🇵 Производство памяти 3D NAND TSV. Технологии. Япония

Япония и новейшие технологии? В последние годы не раз могло показаться, что эти две категории - из разных вселенных. Но сейчас, в рамках попыток Японии вернуться к активной конкуренции с другими странами за рынок микроэлектроники, возможно, стоит пересмотреть свое отношение к возможностям японских производителей.

Tokyo Electron - крупнейший в Японии (по доходам) производитель оборудования для производства микросхем. В 2023 году компания сообщала о планах дальнейшего наращивания производственных мощностей.

На днях стало известно, что в Tokyo Electron разработали технологию компоновки слоев памяти 3D NAND TSV вплоть до 400 слоев в одном корпусе на основе криогенного метода травления вертикальных отверстий для межсоединений чипов памяти. Об этом сообщает Habr.

Это обещает для компании возможность существенного улучшения востребованности ее производственного оборудования - если в 2023 году она продала его на сумму почти в $4 млрд, то по итогам 2024 года при благоприятном раскладе, этот объем может удвоиться. Общий объем рынка травления оценивается в $20 млрд.

Чего и как удалось достигнуть

🔹 Новый метод разрабатывали 5 лет, увеличив расходы на исследования и разработки. Планируется их продолжать, на исследования компания тратит более $1 млрд в год.

🔹 Новая травильная машина Tokyo Electron травит каналы на глубину 10 мкм с высоким соотношением сторон за 32.8 минут - втрое быстрее, чем конкуренты.

Когда появится 400-слойная память?

Примерно через 2-3 года. Предстоит отгрузить новое оборудование партнерам-производителям памяти, развернуть его, и отладить производственные процессы.

SK Hynix в 2023 году показали прототип 300-слойного чипа TLC NAND емкостью 1 Тбит на слой. Плотность размещения ячеек - 20 Гбит/кв.мм (у 238-слойной - 11,55 Гбит/кв.мм). У YMTC разработана 232-слойная QLC 3D NAND (19.8 Гбит/кв.мм). В Samsung и SK Hynix разрабатывают память с большим чем 400 числом слоев.

Кто пострадает?

Американская Lam Research.

♨️ Интервью. Мнения

Анастасия Толстухина, редактор сайта РСМД, подготовила очень интересное интервью с Евгением Мордковичем, гендиректором "Остек-Электро".

не буду пересказывать интервью, ниже - тизер в виде сообщения из канала РСМД. В любом случае рекомендую прочесть интервью полностью, мне изложенные постулаты показались весьма логичными.

🇷🇺 Главная наша проблема в микроэлектронике заключается в том, что мы пытаемся достичь какого-то прорыва, используя, по сути, те инструменты, которые за предыдущие десять лет прорывного результата не дали. Мы развиваемся эволюционно. Нас что-то подстегивает, появляются какие-то «черные лебеди», которые меняют ситуацию, и мы вынуждены подстраиваться, но взрывного роста не происходит, потому что нет базы для того, чтобы это произошло.

Для того, чтобы что-то изменить, нужно изменить подход. Если мы рассматриваем текущую экономическую модель, то у нас нет никаких шансов. Мы можем предпринимать какие-то попытки, достигать результатов в отдельных сегментах, но в целом всю отрасль на таких принципах не вытащить. Говоря о технологическом суверенитете в электронной промышленности, мы должны оценивать эту задачу не ниже уровня «атомного проекта», под задачу которого в свое время было создано отдельное министерство. То есть в какой-то момент было принято решение о том, что мы хотим системно справиться с этой задачей, причем справиться, имея меньшие ресурсы и меньший запас времени. Тогда мы были в позиции догоняющего. Мы на тот момент по этому вопросу отставали по уровню развития промышленности и науки, но нам удалось достичь успеха.

У нас все привыкли работать на оборудовании или развивать технологии, используя только специалистов экстракласса, самые передовые технологические решения, при том, что уровень зрелости наших технологий китайский не превышает. Нам почему-то надо делать какие-то элементарные вещи на оборудовании стоимостью миллионы долларов, китайцы делают все то же самое на оборудовании, которое стоит десятки тысяч долларов, даже не сотни. Нам хочется пользоваться классными вещами, но это, к сожалению, не сопоставимо с тем, какое качество и объем продукции мы производим. Поэтому здесь нам нужно спуститься на землю и научиться работать у Китая, а не говорить о том, что нам надо использовать только самое современное оборудование, чтобы достичь результатов хотя бы близких мировым аналогам. Недостаточно купить самое современное оборудование. Под него надо измениться самим, улучшить процессы, обеспечить лояльность персонала. Иначе оснастим наши предприятия оборудованием на сотни миллиардов рублей, а работать на нем будет некому. Достигнуть необходимого результата просто деньгами невозможно. Нет, здесь так не получится.

О том, что нужно сделать России, чтобы укрепить технологический суверенитет, мы побеседовали с генеральным директором «Остек-Электро» Евгением Мордковичем.

https://russiancouncil.ru/analytics-and-comments/interview/pochemu-bez-mikroelektroniki-gosudarstvo-lisheno-tekhnologicheskogo-suvereniteta/

🔥 Госпрограммы

Фотонике в России дадут программу

Премьер Мишустин поддержал предложение создать программу развития фотоники в России на период до 2035 года. Предложение озвучил гендиректор Росатома Алексей Лихачев. Об этом рассказали Ведомости.

В Росатоме приоритетом считают создание фотонных вычислительных машин, но в целом применение фотоники уже сейчас намного больше.

Мишустин в Сарове призвал полностью локализовать производство фотоники. По словам премьера, рынок фотоники и лазерных технологий в 2023 г. достиг около 2 трлн руб., а ежегодный прирост превышает 10%.

В Минпромторге предложили подготовить аналитическую программу по развитию фотоники в России, которая бы дала понимание - какие необходимы продукты, материалы и технологии.

—

Вроде все складывается неплохо - внимание к фотонике актуально, ее развитием все более активно занимаются в США, Японии, Китае и в Европе. Важно сохранить конкурентную среду разработки фотоники в РФ.

🇷🇺 Российские сервера

Российский рынок высокопроизводительных серверов - сравнительно невелик, единицы тысяч штук в год, менее 10 тысяч. Вместе с тем, он весьма важный - для ряда применений актуальны 4-сокетные системы, способные обрабатывать большие объемы данных и выполнять сложные задачи.

Ранее потребности российского рынка 4-х сокетных серверов успешно "закрывали" HP, Dell, IBM и Lenovo. После их ухода возникли проблемы - они же - возможности. До сих пор они решались в основном параллельным импортом.

Fplus выпустил первый российский четырехсокетный сервер серии «Буран». Сегодня его показывают на ЦИПР-2024.

В основе - CPU Intel Xeon Scalable Gen-4, что обещает высокую производительность. При этом высота устройства - 2U. Каждый из 4-х процессоров может представлять до 60 ядер, то есть их общее число может достигать 240. На борт можно взять до 16 ТБ ОЗУ.
Такие сервера позволяют работать с большими данными, поддерживать работу цифровых двойников, использоваться в задачах обучения ИИ и нейросетей.

Производитель планирует выпускать Бураны на нескольких площадках в России, включая собственное производство Fplus в подмосковном Валищево.

Ожидается, что сервер будет соответствовать балльным требованиям Минпромторга в достаточной для вхождения в реестр мере.

Компания заявляет об успешном завершении серии тестов и готовности к серийному производству серверов с планами занять до 30% рынка 4-сокетных систем в течение года - рассказал главный исполнительный директор Fplus Михаил Волков. 30% рынка - это, минимум, 2000 серверов.

"Отечественность" Буранов обещает потенциальным покупателям наличие гарантий и сервисного обслуживания. Продукт уже тестируют несколько участников рынка фининдустрии.

(2) Конкуренция обещает быть активной - компания Yadro на ЦИПР показала сервер собственной разработки на 4х процессорах, "который применяется в тяжелой промышленности".

🇷🇺 Оценки рынка

КоммерсантЪ сообщает:

🔺Российский рынок микроэлектроники в 1q2024 вырос на 40% год к году (по итогам 2023 года он вырос на 34% год к году) - оценка Минпромторг. Василий Шпак связывает это прежде всего с гособоронзаказом.

Василий Шпак на ЦИПР:

🔹 "Мы все больше начинаем брать под контроль российских производителей".
🔹 "зависимость от поставщиков восточных ничем не лучше, чем зависимость от поставщиков западных"

Оценки Kept:

🔺 Российский сегмент микроэлектроники в 2023 году составил 289 млрд руб. (+37,5% к 210 млрд в 2022 году). 80% или 220 млрд руб. - импорт, 20% или 59 млрд руб - продукция российских производителей.

⚔️ Геополитика и микроэлектроника. Удаленный контроль над производственным оборудованием

Источники Bloomberg уверены в наличии удаленного аварийного "выключателя" в современном оборудовании по производству микросхем

Общий смысл слухов - ASML и TSMC смогут отключить свои машины, выпускающие чипы, если начнутся военные действия на Тайване. Официально эту информацию, конечно, никто не прокомментировал.

На TSMC приходится более половины всех используемых в мире машин ASML EUV, которые запрещены к поставкам на Тайвань.

Логика за слухами о "выключателях" такая.

Учитывая, что риск начала военных действий на Тайване в ближайшие годы считается в США высоким, американская сторона вряд ли бы разрешила ASML поставки EUV оборудования на Тайвань, если бы ASML не заверила правительство США в том, что имеет возможность заблокировать свое оборудование дистанционно, если возникнет такая необходимость.

Логично? Логично. И все же наличие "выключателей" - это на сегодня лишь гипотеза. А вот в то, что заводы TSMC на Тайване могут быть заминированы "на пожарный случай", либо по ним просто нанесут удар с воздуха, если возникнет такая необходимость, я верю куда больше.

Активность TSMC по выдвижению производственных мощностей в США, Японию и Европу показывает, что к угрозе негативного сценария здесь относятся вполне серьезно и хотят "захеджировать" риски физической диверсификацией своих производственных мощностей.

Вот только палка - о двух концах. Чем больше производственных мощностей TSMC оказывается за пределами Тайваня, тем больше вероятность того, что на Тайване может что-то случиться, что-то, что обнулит риски попадания самого современного в мире литографического оборудования в материковый Китай.

🇪🇺 Коллективные тестовые линии

Разработчики микроэлектроники в ЕС получат тестовую производственную линию

Об этом сообщает Reuters со ссылкой на бельгийскую IMEC. Тестовая линия будет построена с использованием финансирования в рамках «Закона о европейских чипах», принятого в ЕС в попытках поддержать европейское производство микроэлектроники

«Закон о европейских чипах» с объемом госфинансирования в размере 43 млрд евро приняли в 2023 году, как противовес аналогичным инициативам США, Китая и других правительств по поддержке и модернизации этой отрасли.

В бельгийском исследовательском центре IMEC с использованием обещанных средств планируют развернуть пилотную линию NanoIC, позволяющую производить чипы с размером узлов менее 2нм.

К этой линии, по задумке, получат доступ европейские промышленные предприятия, ученые и стартапы. Благодаря этому подходу те, кто иначе не мог бы рассчитывать на доступ к столь дорогому оборудованию, его получат, что как ожидается позволит целому ряду участникам рынка более активно вести разработки и тестировать их.

Тайваньская TSMC и южнокорейская Samsung Electronics, как ожидается, запустят производство чипов по технологии 2нм в 2024-2025 годы на фабриках, в которые вложено порядка Е20 млрд.

«Инвестиции позволят нам удвоить объемы и скорость обучения, ускорив темпы наших инноваций, укрепив европейскую экосистему чипов и стимулируя экономический рост в Европе». Об этом говорится в заявлении генерального директора IMEC Люка Ван ден Хова.

Деньги на программу набирали с бору по сосенке - задействовано несколько программ ЕС и средства правительства Фландрии - на 1,4 млрд евро. Предприятия отрасли внесут еще 1,1 млрд евро.

Кроме бельгийской IMEC, в проекте будут участвовать и другие европейские исследовательские центры: CEA-Leti, Франция; Fraunhofer, Германия; VTT, Финляндия; CSSNT, Румыния и Институт Тиндаля, Ирландия.

В ЕС не спешили с принятием закона, а теперь тянут с распределением денег. Пока что известно только об утверждении помощи в размере E2,9 млрд для STMicroelectronics, которая строит завод в Кроле, Франция.

Европейцы пообещали средства также Intel и TSMC, планирующим строить заводы в Магдебурге и в Дрездене, соответственно. Но до сих пор эти деньги еще не одобрены окончательно, хотя стройка должна начаться в 2024 году.