САЩ, Китай, Тайван и новата силициева надпревара

Производството и разработване на чипове вече няма да се определя от пазара, а от стриктни национални политики

Докато стотици хиляди претовариха платформата FlightRadar24, за да видят дали самолета на председателя на Камарата на представителите на Конгреса на САЩ Нанси Пелоси ще кацне в Тайван. Както и каква ще бъде ответната реакция на изправения в пълна бойна готовност Китай, който смята това за голяма дипломатическа провокация. Опасенията за Трета световна война за момента са отложени – най-малкото по различни причини Пекин няма да посмее да атакува в краткосрочен план Тайпе.

Обтягането на отношенията между САЩ и Китай относно статута на Тайван и потенциалната ескалация може да пренесе шокови вълни в технологичната индустрия. Най-невинния пример е отложената в последния момент премиера на последната версия на сгъваемия смартфон Razr на Motorola. Покрай него трябваше да дебютира и потенциален нов флагман Motorola X30 Pro. Броени часове преди събитието, планирано за 3 август, но и преди кацането на Пелоси в Тайван – китайската компания-майка на Motorola Lenovo го отменя.

Официално потвърждение, че отлагането на дебюта е заради напрежението по оста Китай-САЩ-Тайван няма. Но са налице следните закономерности – китайски производител пуска смартфон с тайвански чипове и с американска операционна система. Дори само временна морска блокада на спорния остров от страна на Пекин може да хвърли в шок разработчиците на потребителска електроника и чипове. Затова с нарастващото напрежение се засилват усилията в развитието на собственото разработване и производство на процесори по почти целия свят. Ако досега силициевата надпревара беше чисто пазарна, то вече тя е фокус на целенасочени национални и наднационални политики. Тенденция, която започна миналата година, но вече набира все по-голяма сила.

CHIPS – закон за милиарди, но с уловки

Конгресът на САЩ приеха закон, който носи звучното име CHIPS и има за цел да привлече инвестиции в производство и разработка на процесори. Инициативата предвижда 52 млрд. долара преки субсидии в изграждането на производствени мощности за чипове, известни още и като fabs на американска територия. Това трябва да помогне на компании като Intel, Nvidia и AMD да пренесат част от своя индустриален капацитет от Азия обратно в Северна Америка.

В момента значителна част от производството, особено на най-технологичните чипове се намира в Тайван, а на по-малко иновативните процесори – в Китай. Към тях добавяме Южна Корея и Япония като други големи производствени дестинации. Дори тайванската TSMC, който е лидер в производството на мобилни полупроводници има мощности, както на местна почва, така и в Китай. Към края на 2020 г. само 12.6% от капацитета за създаване на процесори се намира в Северна Америка. Тайван, Япония, Южна Корея и Китай от своя страна съставляват 72.9% от световното производство. Това показват данните на ICInsights. В случай на конфликт между Китай и Тайван, пазарът на чипове може да се лиши от близо една трета (36%) от производството на чипове и почти целия капацитет по архитектура от 5nm надолу.

Недостигът на чипове, изострен от пандемията и концентрацията на производството в няколко азиатски държави послужи като студен душ за Европа и САЩ. Втората създаде CHIPS, поради тази причина. Но в него има уловки. Освен, че компаниите, които искат да получат достъп до 52 млрд. долара субсидии трябва да изградят производствени мощности на американска територия, те не трябва да създават иновативни такива в Китай или Русия. Специално, те трябва да се въздържат в рамките на 10 години то подобни действия, а технологията за която важат ограниченията е 28nm.

Това предизвика недоволство сред производителите, като Intel. Американският производител се опитва да засили капацитета си с инвестиции в САЩ, Европа, но и в Китай. Вашингтон се опитва по всякакъв начин да предотврати инвестиции и потенциален трансфер на технологии в посока Пекин.

Китайското „технологично чудо“

Приемането на закона CHIPS почти съвпадна с визитата на Пелоси. Но и с една друга интересна информация, за технологичен пробив на китайския производител SMIC при процесорите. Американска анализаторска фирма TechInsight е купила система за „копаене“ на криптовалута ASIC. В нея е имало чип изготвен по 7nm технология и произведен от SMIC. Системата е в продажба поне от средата на 2021 г., което означава, че китайската компания е осигурила поне начален достъп до тази архитектура.

Защо тогава, SMIC не се е похвалила с това? Защото чипът от ASIC не е напълно 7nm, а използва част от процесите и е копие на N7 на TSMC отпреди четири години. За да достигне до „чиста“ 7nm технология, китайската компания има все още път да извърви по отношение на мащабирането и изграждането на цялостен микропроцесор.

В историята има един по-важен и критичен елемент. Една от причините, китайската полупроводникова индустрия да забави темпо през последните две години е фактът, че САЩ успяха да ограничат доставката на авангардните EUV литографски машини. Те се произвеждат единствено от нидерландската ASML.

Вместо това, китайците се успели да копират не само архитектурата на N7 на TSMC, но и целия производствен процес. Той разчита не на EUV литография, а на по-старата DUV такава. Тя датира още от 80-те години на миналия век и от началото на 21 век започва да се „задъхва“ с преминаването на все по-миниатюрни архитектури. Решението на TSMC чрез N7 помогна да се превъзмогне забавянето на EUV машините, които разрешиха създаването на 7nm, 5nm и 4nm процесори, а съвсем скоро и на 3nm такива.

Тоест, китайците няма да могат да развият по-иновативни полупроводникови системи от 7nm чрез DUV. Дори и самите те имат своите ограничения. Все пак е доста голямо постижение за Пекин и SMIC. Чрез CHIPS, САЩ се опитват да дръпнат напълно водещите производители от всякакви инвестиции в Китай. А оттам да ограничат и технологичния трансфер. В комбинация с натиска и географската диверсификация, Вашингтон се опитва да си осигури летящ старт в новата силициева надпревара.

Европа – по средата на нещото

В цялата тази обстановка, позицията на Европа отново не е от най-цветущите. От една страна, на Стария континент се разработват революционните EUV литографски машини, без които не може да се създават чипове с архитектура под 7nm. От друга, производствения капацитет за полупроводници е едва 5.7% от световния в края на 2020 г. Като голяма част от продуктите, които се правят в Европа са съпоставими и дори по-слаби от тези, които има Китай. Пекин няма проблеми с производството на 28nm процесор и 14nm.

И докато Европа държи ключа към производството на иновативните полупроводници, то тя почти няма капацитет за тях. Най-добрият завод е в Нидерландия за 10nm чипове, в Германия има такъв за 28nm, всичко останало използва стари технологии.

Поради тази причина, Европейският съюз прие първа специализиран закон за насърчаване на полупроводниковите инвестиции и производство. Европейският закон за чиповете беше представен през февруари и поставя амбициозните цели да се увеличи дела на Стария континент в индустриалния капацитет при процесорите до 20% до 2030 г. Както и да се развиват продукти с 2nm архитектура пак в рамките на този период. За което са заделени 15 млрд. евро, заедно с вече заделени за целта 30 млрд. евро. Intel в стремежа си да диверсифицира географски производството влага 33 млрд. евро в изграждането и разширяването на своите заводи в Европа. Това е добра новина, но може да не е недостатъчна за амбициите на Брюксел.

Предвид паритета между европейската валута и долара, това са пак по-малко средства, от тези, които САЩ планира да даде на производителите. Това, в комбинация от цялостната политическа и технологична ситуация поставя под съмнение изпълнението на заложените цели в рамките на следващите 7 години.

Силициевата надпревара е в разгара си и както виждаме САЩ, Китай и Европа заделят десетки милиарди в заемането на по-добрата част от пая наречен производство на полупроводници. Което оттук насетне вече е обект на национална и регионална политика, а не под влиянието на пазара.