Индустрия чипов не вернется в Америку

Вопреки пожеланиям министра торговли США Джины Раймондо и других высокотехнологичных националистов, полупроводниковая промышленность не собирается возвращаться в Америку в ближайшее время. Глобализация производства чипов ускоряется, несмотря на субсидии, санкции и заявления администрации Байдена о возвращении производства на родину.

Наоборот, глобализация производственных мощностей и разработка новых технологий ускоряются за пределами США. По иронии судьбы, субсидии администрации Байдена на создание заводов по производству полупроводников в США и ограничения на экспорт высокотехнологичных чипов и оборудования для их производства помогают стимулировать этот процесс — и не только в Китае.

23 февраля прошлого года Раймондо произнесла страстную речь перед студентами Школы дипломатической службы Джорджтаунского университета, в которой она сказала: — «Я хочу, чтобы Соединенные Штаты были единственной страной в мире, где каждая компания, способная производить передовые микросхемы, будет иметь значительное присутствие в области НИОКР и крупносерийного производства… Америка обязана быть лидером. Мы должны давить, как никогда прежде».

Это амбициозная цель, если не сказать больше, но реальность такова, что Европа, Тайвань, Южная Корея и Япония хотят сохранить свои передовые технологии дома; Китай должен развивать свои собственные перед лицом санкций; а в некоторых случаях создание производства в США просто не имеет экономического или коммерческого смысла. Логистически, почему Sony должна производить датчики изображения в США для сотовых телефонов, которые собираются в Азии? Почему Samsung Electronics должна производить микросхемы памяти в США, если в Южной Корее у нее самый большой в мире эффект масштаба?

Samsung строит новый контрактный завод по производству логических интегральных схем (ИС) в Тейлоре, штат Техас. Согласно сообщениям, в настоящее время проект превышает бюджет примерно на 50% из-за роста стоимости строительства. 7 июля Европейский союз и правительство Фландрии объявили об инвестициях в размере 1,5 млрд евро (1,65 млрд. долларов) в Межуниверситетский центр микроэлектроники (Imec) со штаб-квартирой в Бельгии. 28 июня Imex и ASML объявили о совместных планах «активизировать свое сотрудничество на следующем этапе разработки современной пилотной линии литографии в экстремальном ультрафиолете (EUV) с высокой числовой апертурой (High-NA) в Imec». «Эта новаторская новая технология с высокой числовой апертурой имеет решающее значение для разработки высокопроизводительных энергоэффективных чипов, таких как системы искусственного интеллекта следующего поколения… Необходимы значительные инвестиции для обеспечения широкого отраслевого доступа к литографии EUV с высокой числовой апертурой после 2025 года и сохранения соответствующих передовые возможности исследований и разработок узловых процессов в Европе», — сказали они.

Imec является ведущим мировым научно-исследовательским центром полупроводниковой промышленности. Компания ASML со штаб-квартирой в Нидерландах доминирует на мировом рынке оборудования для литографии полупроводников и обладает монополией на передовые технологии литографии EUV. Компания собирает свои литографические системы в Вельдховене в Нидерландах с использованием компонентов, поставляемых из Европы, США и Тайваня. Вероятно, с логистической точки зрения ASML не имело бы смысла копировать свои чрезвычайно эффективные сборочные операции в США, на долю которых приходилось всего 15% продаж ее литографических систем в первом квартале 2023 года. Но два ее небольших конкурента, Nikon и Canon, возможно, выиграют, если они объединят свои операции и создадут в Японии компанию, подобную ASML

Между тем, Intel, с энтузиазмом получающая субсидии администрации Байдена в соответствии с Законом о чипах, красноречиво объявила о планах инвестировать больше денег за пределами США, чем внутри. Инвестиции в новый завод включают:

— 20 миллиардов долларов в Аризоне;

— 2+ миллиарда долларов в Огайо;

— более 30 миллиардов евро (33+ миллиарда долларов) на новые предприятия по обработке пластин в Германии, а также до 4,6 миллиардов долларов на сборочные и испытательные предприятия в Польше;

— 25 миллиардов долларов в Израиле — больше, чем 17 миллиардов долларов, которые Intel инвестировала туда с 1974 года.

TSMC также строит заводы в Аризоне и создала совместное предприятие с Sony и Denso в Японии в рамках передового проекта по разработке корпусов ИС в японском наукограде Цукуба. TSMC также, вероятно, построит завод в Германии, как только будет определен уровень государственных субсидий. На Тайване TSMC в настоящее время готовится к пробному производству с использованием 2-нанометрового техпроцесса — самого передового в мире с точки зрения миниатюризации — массовое производство, вероятно, начнется в 2025 году. В 2025 или 2026 году, согласно отраслевому отчету EE Times.

8 июня TSMC объявила об открытии своей «Advanced Backend Fab 6, первой в компании комплексной автоматизированной передовой фабрики по упаковке и тестированию, реализующей интеграцию 3DFabric интерфейсных и серверных процессов и услуг тестирования». Этот тайваньский объект «позволяет TSMC гибко распределять мощности для передовых технологий упаковки и стекирования кремния, таких как SoIC, InFO (интегрированная упаковка уровня пластины с разветвлением), CoWoS (система уровня пластины Chip-on-Wafer-on-Substrate, интеграционная платформа) и расширенное тестирование, повышающее производительность и эффективность».

Между тем, южнокорейская компания Samsung, как сообщается, планирует построить испытательную линию для разработки новой технологии упаковки полупроводников в Иокогаме, Япония. Как и TSMC, она будет работать с лучшими в мире компаниями по производству упаковочного оборудования, которые являются японскими. Южнокорейская компания Samsung оказалась в эпицентре американо-китайской технологической войны.

Тем временем американская компания Micron Technology объявила в июне о планах инвестировать более 600 миллионов долларов в новую упаковку и испытательные установки на своем заводе в Сиане, Китай, чтобы «повысить гибкость компании в производстве различных продуктовых портфелей» для китайских клиентов. Micron также намеревается приобрести местные упаковочные мощности тайваньской компании Powerchip Semiconductor Manufacturing в соответствии с предыдущим соглашением. Именно в этом контексте мы должны рассматривать заявление госсекретаря Раймондо о том, что США «разработают несколько крупных высокотехнологичных упаковочных предприятий и станут мировым лидером в области упаковочных технологий».

5 июля Powerchip объявила о планах построить завод по производству 12-дюймовых пластин и научно-исследовательский центр в Японии для обслуживания производителей автомобилей и промышленного оборудования. SBI Holdings, японская компания, предоставляющая финансовые услуги, окажет помощь в сборе средств, в том числе в подаче заявок на государственные субсидии и в поиске строительных площадок. Следуя примеру TSMC, Powerchip стремится воспользоваться стремлением Японии увеличить собственные мощности по производству полупроводников и снизить зависимость от Тайваня. Powerchip, ранее занимавшаяся производством DRAM, превратилась в литейное производство интегральных схем с возможностями производства как памяти, так и логики. Она стремится осуществлять поставки своим японским клиентам, начиная с 22/28-нм техпроцесса, работая с промышленностью, академическими кругами и государственными учреждениями, чтобы стать частью цепочки поставок Японии и разрабатывать более совершенные продукты.

Раймондо также красноречиво сказала в своем выступлении: — «Если мы не инвестируем в производственную рабочую силу Америки, не имеет значения, сколько мы тратим. У нас ничего не получится». Вероятно, это правильно, учитывая, что Китай выпускает в несколько раз больше инженеров, чем США, и что как восточноазиатские, так и европейские школы, возможно, более строгие. Некоторые исследования приходят к выводу, что американские студенты более осведомлены, но их численность во много раз превышает численность студентов из других стран с амбициями в области высоких технологий..

Это долгосрочная проблема для США, но влияние деиндустриализации на образование и обучение уже ощущается. В июне TSMC объявила, что направит в Аризону большое количество опытных рабочих — более 500, согласно одному отчету, — чтобы обеспечить своевременное завершение строительства новой фабрики. Американским рабочим платят больше, но техников и руководителей, знакомых с полупроводниковой промышленностью, явно не хватает. Также, по словам Раймондо, «если мы не будем действовать, к 2030 году в США будет дефицит квалифицированных специалистов в размере 90 000 человек». Но дефицит то уже сейчас. Она добавляет, что «колледжи и университеты должны сотрудничать с промышленностью, чтобы привести свои программы в соответствие с потребностями должностей в фабриках и обеспечить выпускникам практические навыки, необходимые им для успеха». Это хорошая идея, но Тайвань и Корея делают то же самое.

Тем не менее, в США есть крупная и конкурентоспособная полупроводниковая промышленность, которая меньше нуждается в государственной помощи, чем хотелось бы думать политикам. Добавляются новые производственные мощности, и уровень технологической сложности очень высок. Однако важнее то, что невозможно повернуть время вспять до того момента, когда глобальной конкуренции не было, а США доминировали в отрасли.

Как и TSMC, Samsung планирует начать массовое производство на 2-нм техпроцессе в 2025 году. Intel, надеясь обойти их обоих и восстановить свое лидерство в отрасли, намерена представить свой техпроцесс 18A (18 ангстрем или 1,8 нм) в том же году. Будет ли это возможно или нет, это означает, что три компании из трех разных стран соревнуются за лидерство на рынке логических микросхем и литейного производства. Так что, глобализация жива и процветает в индустрии чипов.

Скотт ФОСТЕР