Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology - Chris Miller

случае с HSMC, являются откровенным мошенничеством. Если китайский "Спутник" послужит толчком к появлению подобных полупроводниковых программ, то страна не сможет стать на путь технологической независимости.

В отрасли с такой многонациональной цепочкой поставок технологическая независимость всегда была несбыточной мечтой, даже для США, которые остаются крупнейшим игроком на рынке полупроводников. Для Китая, где отсутствуют конкурентоспособные фирмы во многих звеньях цепочки поставок, начиная от оборудования и заканчивая программным обеспечением, технологическая независимость представляется еще более сложной задачей. Для достижения полной независимости Китаю необходимо приобрести передовое программное обеспечение, возможности проектирования, современные материалы, ноу-хау в области производства и т.д. Несомненно, Китай добьется прогресса в некоторых из этих областей, но некоторые из них просто слишком дороги и слишком сложны для воспроизведения у себя дома.

Рассмотрим, например, что нужно сделать, чтобы воспроизвести одну из EUV-машин компании ASML, разработка и коммерческое внедрение которых заняли почти три десятилетия. EUV-машины состоят из множества компонентов, которые сами по себе представляют собой чрезвычайно сложные инженерные задачи. Для воспроизведения только лазера в системе EUV требуется идеально точно определить и собрать 457 329 деталей. Один-единственный дефект может привести к изнурительным задержкам или проблемам с надежностью. Несомненно, китайское правительство направило своих лучших шпионов для изучения производственных процессов ASML. Однако даже если они уже взломали соответствующие системы и скачали спецификации, столь сложное оборудование нельзя просто скопировать и вставить, как украденный файл. Даже если шпион получит доступ к специальной информации, ему потребуется докторская степень в области оптики или лазеров, чтобы понять науку, и даже в этом случае ему не хватит трех десятилетий опыта, накопленного инженерами, разработавшими EUV.

Возможно, через десятилетие Китаю удастся создать собственный EUV-сканер. Если это так, то программа обойдется в десятки миллиардов долларов, но, что не может не радовать, когда сканер будет готов, он уже не будет передовым. К тому времени компания ASML представит новое поколение оборудования, называемое высокоапертурным EUV, которое должно быть готово в середине 2020-х годов и стоить 300 млн. долл. за машину, что вдвое больше, чем стоимость EUV-машины первого поколения. Даже если будущий китайский EUV-сканер будет работать так же хорошо, как нынешнее оборудование ASML, что трудно представить, учитывая, что США будут пытаться ограничить доступ к компонентам из других стран, китайским чипмейкерам, использующим эту гипотетическую альтернативную EUV-машину, будет трудно производить на ней рентабельную продукцию, поскольку к 2030 году TSMC, Samsung и Intel уже будут использовать свои собственные EUV-сканеры в течение десяти лет, за это время они отточат их использование и окупят стоимость этих инструментов. Они смогут продавать чипы, произведенные с использованием EUV, гораздо дешевле, чем китайская компания, использующая гипотетический EUV-инструмент китайского производства.

EUV-машины - это лишь один из многих инструментов, которые производятся по транснациональным цепочкам поставок. Перевод всех звеньев цепочки поставок на внутренний рынок потребует огромных затрат. Мировая индустрия микросхем ежегодно тратит на капитальные вложения более 100 млрд. долл. Китаю придется повторить эти затраты, а также создать базу опыта и оборудования, которой в настоящее время у него нет. Создание передовой отечественной системы поставок займет более десяти лет и обойдется за это время более чем в триллион долларов.

Именно поэтому, несмотря на риторику, Китай на самом деле не стремится к созданию полностью отечественной системы поставок. В Пекине понимают, что это просто невозможно. Китай хотел бы иметь цепочку поставок за пределами США, но из-за огромного влияния Америки в чип-индустрии и экстерриториальности ее экспортного регулирования создание неамериканской цепочки поставок также нереально, разве что в отдаленном будущем. Что вполне вероятно, так это снижение зависимости Китая от США в некоторых сферах и увеличение его общего веса в чип-индустрии, отказ от использования как можно большего числа технологий.

Одной из основных проблем Китая сегодня является то, что многие микросхемы используют либо архитектуру x86 (для ПК и серверов), либо архитектуру Arm (для мобильных устройств). В архитектуре x86 доминируют две американские компании - Intel и AMD, а Arm, которая лицензирует другим компаниям использование своей архитектуры, базируется в Великобритании. Однако в настоящее время появилась новая архитектура наборов инструкций RISC-V с открытым исходным кодом, то есть она доступна всем желающим без взимания платы. Идея архитектуры с открытым исходным кодом привлекательна для многих представителей индустрии микросхем. Тот, кто в настоящее время вынужден платить Arm за лицензию, предпочел бы бесплатную альтернативу. Кроме того, риск возникновения дефектов безопасности может быть ниже, поскольку открытость архитектуры с открытым исходным кодом, такой как RISC-V, означает, что больше инженеров смогут проверить детали и выявить ошибки. По этой же причине темпы инноваций могут быть выше. Эти два фактора объясняют, почему DARPA профинансировало целый ряд проектов, связанных с разработкой RISC-V. Китайские компании также приняли RISC-V, поскольку считают его геополитически нейтральным. В 2019 году фонд RISC-V Foundation, управляющий архитектурой, по этой причине переехал из США в Швейцарию. С учетом этого такие компании, как Alibaba, разрабатывают процессоры на базе архитектуры RISC-V.

Помимо работы с новыми архитектурами, Китай также уделяет внимание старым технологическим процессам для создания логических микросхем. Смартфоны и центры обработки данных требуют самых современных микросхем, но в автомобилях и других потребительских устройствах часто используются старые технологические процессы, которые достаточно производительны и гораздо дешевле. Большая часть инвестиций в новые фабрики в Китае, в том числе и в таких компаниях, как SMIC, направлена на создание производственных мощностей на отстающих узлах. Компания SMIC уже продемонстрировала, что в Китае есть кадры для производства конкурентоспособных микросхем логики с отстающими узлами. Даже если американские экспортные ограничения ужесточатся, они вряд ли смогут запретить вывоз производственного оборудования, срок эксплуатации которого исчисляется десятилетиями. Китай также инвестирует значительные средства в новые полупроводниковые материалы, такие как карбид кремния и нитрид галлия, которые вряд ли вытеснят чистый кремний в большинстве микросхем, но, вероятно, будут играть более важную роль в управлении системами питания электромобилей. И здесь Китай, вероятно, обладает необходимыми технологиями, поэтому государственные субсидии могут помочь ему выиграть в цене.

Для других стран опасение заключается в том, что многочисленные субсидии Китая позволят ему завоевать долю рынка во многих звеньях производственной цепочки, особенно в тех, которые не требуют самых передовых технологий. Если не ввести новые жесткие ограничения на доступ к иностранному программному обеспечению и оборудованию, то Китай, скорее всего, будет играть гораздо большую роль в производстве не самых передовых логических микросхем. Кроме того, он вкладывает деньги в материалы, необходимые для разработки микросхем управления питанием для электромобилей. Китайская компания YMTC, в свою очередь, имеет реальные шансы завоевать часть