چین در رقابت تراشه‌های EUV سرعت می‌گیرد و سلطه فناوری اروپا را به چالش می‌کشد

چین گامی برداشته است که کمتر کسی در اروپا و ایالات متحده می‌خواست به این زودی شاهد آن باشد: این سیستم عامل، حداقل به عنوان نمونه اولیه، از قبل سیستم عامل مخصوص به خود را دارد. اسکنر لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV)هنوز تراشه‌های تجاری تولید نمی‌کند، اما بله، نور EUV مورد نظر را تولید می‌کند. که تاکنون فقط تحت سلطه شرکت هلندی ASML بود. چیزی که سال‌ها تقریباً یک مانع غیرقابل عبور برای صنعت نیمه‌هادی چین محسوب می‌شد، شروع به شکستن کرده است.

این داستان که توسط گزارش‌های مختلف و به ویژه توسط یکی از آنها فاش شده است، تحقیقات عمیق رویترزاین یک پروژه عظیم و بسیار محرمانه را توصیف می‌کند که از بالاترین سطوح قدرت در پکن هدایت می‌شود. در یک مجتمع فوق امنیتی در شنژن، هزاران مهندس - که بسیاری از آنها کهنه سربازان ASML هستند - آنها سال‌ها برای تکثیر تلاش کرده‌اند، تکه تکه، فناوری‌ای که انحصار اروپا را در تولید تراشه‌های پیشرفته حفظ می‌کند.

«پروژه منهتن» برای تراشه‌های هوش مصنوعی

در این صنعت، دیگر کسی مقایسه‌ها را پنهان نمی‌کند: این تلاش چینی‌ها آشکارا به عنوان یک «پروژه منهتن» فناوری توصیف می‌شود.هدف، بمب نیست، بلکه چیزی تقریباً به همان اندازه استراتژیک در بحبوحه ظهور هوش مصنوعی است: کنترل ماشین‌هایی که امکان ساخت پیشرفته‌ترین تراشه‌های جهان را فراهم می‌کنند، تراشه‌هایی که برای مراکز داده، تلفن‌های همراه، ابررایانه‌ها و سیستم‌های دفاعی ضروری هستند.

طبق اطلاعات فاش‌شده، نمونه اولیه EUV چینی در اوایل سال ۲۰۲۵ تکمیل شده است. این تقریباً کل طبقه کارخانه در شنژن را اشغال می‌کند.این دستگاه بسیار حجیم‌تر و ابتدایی‌تر از تجهیزات ASML است، اما کمبود پیچیدگی خود را با نیروی بسیار زیاد جبران می‌کند. این دستگاه ده‌ها هزار بار در ثانیه لیزر را به قطرات ریز قلع مذاب شلیک می‌کند تا پلاسمایی تولید کند که نور فرابنفش شدید تولید می‌کند.

از امروز، این سیستم موفق به تولید و کنترل نور EUV شده است.مهم‌ترین گلوگاه در کل معماری، اگرچه هنوز فاقد سیستم‌های نوری دقیق مورد نیاز برای چاپ تراشه‌های کاربردی است. این تفاوت کلیدی با اسکنرهای اروپایی است: ASML به اپتیک‌های فوق‌العاده دقیق شرکت آلمانی Carl Zeiss AG متکی است، حوزه‌ای که چین هنوز در آن عقب مانده است.

با این حال، صرف داشتن یک اسکنر EUV عملیاتی - حتی اگر در مرحله آزمایش باشد - این امر به طور ناگهانی پیش‌بینی‌ها برای استقلال فناوری چین را تسریع می‌کند.تحلیلگران اکنون افق محتملی را برای تراشه‌های پیشرفته بین سال‌های ۲۰۲۸ تا ۲۰۳۰ ترسیم می‌کنند، سرعتی دو تا سه برابر سریع‌تر از زمانی که خود ASML برای بالغ شدن فناوری خود صرف کرد.

هواوی، رأس یک شبکه صنعتی مخفی

در قلب این پروژه نامی وجود دارد که در بروکسل و واشنگتن به خوبی شناخته شده است: هواویبه جای محدود کردن خود به طراحی تلفن‌های همراه یا تراشه‌ها برای محصولات خودشان، این شرکت به عنوان هماهنگ‌کننده ملی شبکه گسترده‌ای از شرکت‌ها، آزمایشگاه‌ها و مؤسسات دولتی فعالیت می‌کند. که کل زنجیره ارزش را پوشش می‌دهند، از طراحی پردازنده تا ماشین آلات تولیدی.

منابع نزدیک به این عملیات، فضای «جنگی» را اینگونه توصیف می‌کنند: هزاران مهندس پشت درهای بسته کار می‌کنند و در بسیاری از موارد خودشان در محل می‌خوابند.با ارتباطات محدود و پروتکل‌های امنیتی که بیشتر شبیه یک برنامه نظامی است تا یک پروژه صنعتی. بسیاری از این پروفایل‌ها مستقیماً از ASML می‌آیند؛ آنها مهندسان چینی هستند که در هلند کار می‌کردند و بسته‌های حقوقی سخاوتمندانه، پاداش‌های امضا و کمک هزینه مسکن را برای بازگشت به کشورشان پذیرفتند.

برای محافظت از محرمانگی، تکنسین‌های متعددی با هویت و مدارک جعلی فعالیت می‌کنند در مجتمع شنژن. درجه‌ی بخش‌بندی بسیار بالاست: تنها گروه بسیار کوچکی دید کاملی از سیستم دارند، در حالی که تیم‌هایی از فارغ‌التحصیلان اخیر، تحت نظارت مداوم و با سیستم‌های پاداش مرتبط با پیشرفت، بر مهندسی معکوس اجزای خاص دستگاه‌های EUV و DUV تمرکز می‌کنند.

نقش هواوی محدود به اسکنر نیست. این شرکت این شرکت در حال حاضر پردازنده‌های Kirin و Ascend خود را طراحی می‌کند، سیستم عامل HarmonyOS را ارتقا می‌دهد و راهکارهای حافظه و اتصال را توسعه می‌دهد.اگر او بتواند حلقه‌ی ماشین‌آلات تولیدی را نیز ببندد، می‌تواند کلید کل صنعت تراشه‌ی چین را در دست بگیرد. از ۷ نانومتری که در حال حاضر با فناوری DUV در حال به حداکثر رساندن آن است تا گره‌های آینده در ۳ و ۲ نانومتری.

مهندسی معکوس، بازار خاکستری و قطعات اروپایی و ژاپنی

بخش کم‌رنگ‌تر این پروژه، و شاید حساس‌ترین بخش برای اروپا، لجستیکی است که از آن پشتیبانی می‌کند. با توجه به عدم امکان دستیابی به تجهیزات جدید EUV به دلیل محدودیت‌های صادراتی، چین به طور سیستماتیک به بازار ثانویه متوسل شده استاین کشور از طریق واسطه‌ها، قطعات و ماژول‌های نسل‌های قدیمی‌تر دستگاه‌های ASML و همچنین تجهیزاتی از نیکون و کانن خریداری کرده است.

این قطعات، که از لحاظ تئوری برای تولید با گره‌های قدیمی‌تر در نظر گرفته شده‌اند، به عنوان پایه ای برای مهندسی معکوس عمل کرده اندبه موازات آن، چین بخشی از ناوگان ماشین‌های DUV که از قبل در مرزهای خود نصب شده بودند را از هم جدا کرده است تا از قطعات آنها دوباره استفاده کند و درک بهتری از نحوه عملکرد هر زیرسیستم به دست آورد. نتیجه، یک نمونه اولیه EUV هیبریدی است که از نسخه اروپایی خام‌تر است، اما به اندازه کافی پیشرفته است تا اصول فیزیکی کلیدی را تأیید کند.

در حوزه اپتیک، موسسه اپتیک، مکانیک دقیق و فیزیک چانگچون وابسته به آکادمی علوم چین، نقشی محوری را بر عهده گرفته است. محققان آن تلاش کرده‌اند تا منبع نور EUV را در سیستم نوری خود ادغام کنند، که هنوز با عملکرد اپتیک آلمانی فاصله زیادی دارد، اما در حال حاضر برای آزمایش داخلی عملیاتی شده است. کارشناسان معتقدند که اصلاح این جنبه سال‌ها طول خواهد کشید، اما مسیر فنی هموار شده است.

همه اینها با هزینه هنگفتی همراه است. یک دستگاه تجاری ASML EUV در حال حاضر حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ میلیون دلار قیمت دارد و نسخه‌های آینده High-NA به ۴۰۰ میلیون دلار یا بیشتر نزدیک می‌شوند. چین مجبور است چیزی مشابه را تقریباً از ابتدا و بدون حمایت رسمی از تأمین‌کننده اصلی، تکرار کند.این امر به قطعات یدکی دست دوم و توسعه داخلی متکی است. با این حال، دولت هزینه را به عنوان بخشی از یک استراتژی بلندمدت حاکمیت صنعتی، قابل مدیریت می‌داند.

ASML، اروپا و آغاز پایان یک انحصار

برای اروپا، این اقدام به ویژه ناراحت کننده است. ASML یکی از معدود دارایی‌های فناوری واقعاً استراتژیک با وزن جهانی است. اتحادیه اروپا این مزیت را حفظ کرده است: تمام کارخانه‌های پیشرو TSMC، اینتل و سامسونگ برای تولید تراشه‌هایی که انقلاب هوش مصنوعی را تغذیه می‌کنند، به ماشین‌های EUV آن متکی هستند. سال‌هاست که این انحصار، هلند را در قلب دیپلماسی فناوری بین واشنگتن، پکن و بروکسل قرار داده است.

تحت فشار ایالات متحده، دولت‌های هلند و اتحادیه اروپا آنها محدودیت‌های صادراتی را حتی بیشتر هم کردند.ASML هرگز سیستم EUV را به مشتریان چینی تحویل نداد و حتی پیشرفته‌ترین تجهیزات DUV نیز تحت کنترل شدید قرار گرفته‌اند. روی کاغذ، این راهی بود تا چین را حداقل یک نسل در تولید تراشه‌های ممتاز عقب نگه دارد.

نمونه اولیه شنژن این فرضیه را به چالش می‌کشد. اگرچه هنوز سال‌های نوری با قابلیت اطمینان و عملکرد یک دستگاه ASML تجاری فاصله دارد، این نشان می‌دهد که انحصار اروپایی دیگر از نظر فنی مطلق نیست.در عمل، اروپا همچنان بر بازار تسلط دارد و این مزیت را تا بخش عمده‌ای از دهه آینده حفظ خواهد کرد، اما این ایده که «چین هرگز قادر به انجام این کار نخواهد بود» رسماً منسوخ شده است.

تحلیلگران نیمه‌هادی به یک اثر کمتر قابل مشاهده اما مرتبط اشاره می‌کنند: تأثیر روانی و مالیهمین که چین نقشه راه معتبری برای EUV خود دارد، به کارخانه‌های ریخته‌گری محلی، تأمین‌کنندگان تجهیزات و طراحان تراشه‌های بدون کارخانه اجازه می‌دهد تا رشد خود را با یک «افق گره» روشن برنامه‌ریزی کنند، چیزی که تا چند سال پیش غیرقابل تصور بود. این موضوع در حال حاضر در ارزش‌گذاری سهام و اشتیاق سرمایه‌گذاران در اکوسیستم چین منعکس شده است.

برای بخش اروپایی، خطر فروپاشی فوری نیست، بلکه فرسایش تدریجی است: حاشیه سود کمتر، زنجیره‌های تأمین پراکنده‌تر و عدم تقارن تکنولوژیکی کمترحتی اگر ASML با سیستم‌های High-NA و گره‌های ۱ نانومتری آینده خود، پیشتازی خود را حفظ کند، وجود یک جایگزین چینی، قدرت چانه‌زنی و فضای انحصاری که این شرکت تاکنون از آن برخوردار بوده را کاهش خواهد داد.

مهلت‌ها، محدودیت‌های فعلی و افق ۲۰۳۰

با این حال، توصیه می‌شود در اهمیت این نقطه عطف اغراق نشود. اسکنر چینی هنوز یک نمونه اولیه در مراحل اولیه است.قابل مقایسه با اولین سیستم‌هایی که ASML در اوایل دهه ۲۰۰۰ به صورت داخلی آزمایش کرد. این شرکت تراشه‌های تجاری تولید نمی‌کند، هنوز به اجزای خارجی وابسته است، اندازه آن بسیار بزرگتر از تجهیزات اروپایی است و راندمان آن بسیار پایین‌تر از استانداردهای صنعتی است.

اهداف رسمی از این صحبت می‌کنند تولید تراشه‌های کاربردی با EUV حدود سال 2028با این حال، اکثر منابع داخلی و تحلیلگران بین‌المللی سناریوی معقول‌تری را حدود سال ۲۰۳۰ پیش‌بینی می‌کنند. حتی در آن زمان، چین احتمالاً هنوز در حال تولید خواهد بود. گره‌ها در محدوده ۲ نانومتردر همین حال، اکوسیستم غربی طبق نقشه راه Imec و سایر مراکز تحقیقاتی، در حال حاضر تولید با سرعت ۱ نانومتر یا فرآیندهای معادل دیگر را آغاز کرده است.

نکته‌ی مرتبط، چندان به یک گره عقب‌تر بودن - چیزی که از نظر رقابت‌پذیری قابل قبول باشد - مربوط نمی‌شود، بلکه عدم وابستگی به مجوزها یا صادرات برای دسترسی به فناوری‌های کلیدیبرای پکن، داشتن پشته EUV مخصوص به خود، حتی اگر کارایی کمتری داشته باشد، به معنای توانایی برنامه‌ریزی سرمایه‌گذاری در مراکز داده، تسلیحات، لوازم الکترونیکی مصرفی یا خودروهای برقی بدون ترس از اختلال در عرضه به دلیل تصمیمات سیاسی خارجی است.

در همین حال، چین همچنان به اعمال محدودیت‌هایی بر دستگاه‌های DUV خود ادامه می‌دهد که بسیاری در اروپا آن را غیرممکن می‌دانند. SMIC پیش از این تراشه‌هایی مانند Kirin 9030 را با فرآیند معادل ۵ نانومتری و تنها با استفاده از لیتوگرافی DUV تولید کرده است.با زنجیره‌سازی چندین نوردهی روی یک ویفر. این روشی گران‌قیمت با بازده کم است، اما نشان می‌دهد که این کشور تا چه حد حاضر است برای جلوگیری از عقب ماندن در عرصه هوش مصنوعی، منابع خود را هدر دهد.

با نگاهی به دهه آینده، تصویری که پدیدار می‌شود واضح است: مسابقه دیگر در مورد کند کردن سرعت چین نیست، بلکه در مورد رقابت با سرعت بالاتر است.ایالات متحده و اروپا می‌توانند به اعمال کنترل‌ها ادامه دهند، اما حاشیه‌ی حفظ شکاف قابل توجه در حال کاهش است. نتیجه، بازار تراشه‌های پیشرفته‌ی چندپاره‌تر خواهد بود، به طوری که دو بلوک فناوری بزرگ به طور فزاینده‌ای از یکدیگر جدا می‌شوند.

در این سناریوی جدید، نمونه اولیه EUV شنژن هنوز یک تهدید صنعتی مستقیم برای ASML یا کارخانه‌های اروپایی نیست، اما ... هشداری جدی مبنی بر اینکه انحصار غرب بر بخش کلیدی تولید تراشه شروع به شکستن کرده است.دهه ۲۰۳۰ تعیین خواهد کرد که آیا اروپا و ایالات متحده از برتری خود برای نوآوری سریع‌تر بهره خواهند برد یا صرفاً به تدریج از دست دادن برتری‌ای را که تا همین اواخر بدیهی تلقی می‌شد، مدیریت خواهند کرد.

مقاله مرتبط:

لیتوگرافی نوری فرابنفش شدید (EUV): فناوری که زیربنای آینده تراشه‌ها است

آلبرتو ناوارو

من یک علاقه مند به فناوری هستم که علایق "گیک" خود را به یک حرفه تبدیل کرده ام. من بیش از 10 سال از زندگی خود را صرف استفاده از فناوری های پیشرفته و سرهم بندی کردن انواع برنامه ها از روی کنجکاوی کرده ام. اکنون در زمینه فناوری رایانه و بازی های ویدیویی تخصص دارم. این به این دلیل است که بیش از 5 سال است که برای وب سایت های مختلف در زمینه فناوری و بازی های ویدیویی می نویسم و ​​مقالاتی را ایجاد می کنم که به دنبال ارائه اطلاعات مورد نیاز شما به زبانی قابل فهم برای همه هستند.

اگر سوالی دارید، دانش من از همه چیز مربوط به سیستم عامل ویندوز و همچنین اندروید برای تلفن های همراه است. و تعهد من به شماست، من همیشه حاضرم چند دقیقه وقت بگذارم و به شما کمک کنم تا هر سوالی را که ممکن است در این دنیای اینترنتی داشته باشید حل کنید.