จีนเร่งพัฒนาชิป EUV และท้าทายความเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีของยุโรป

จีนได้ดำเนินการในสิ่งที่คนในยุโรปและสหรัฐอเมริกาส่วนใหญ่ไม่อยากเห็นเร็วขนาดนี้: มันมีระบบปฏิบัติการของตัวเองอยู่แล้ว อย่างน้อยก็ในรูปแบบต้นแบบ เครื่องสแกนลิโทกราฟีอัลตราไวโอเลตแบบเข้มข้น (EUV)ปัจจุบันยังไม่ได้ผลิตชิปเพื่อการค้า แต่... ใช่แล้ว มันสร้างแสง EUV ที่เป็นที่ต้องการอย่างมาก ซึ่งจนถึงขณะนี้ถูกครอบงำโดยบริษัท ASML จากเนเธอร์แลนด์เพียงบริษัทเดียว สิ่งที่เคยถูกมองว่าเป็นอุปสรรคที่ยากจะเอาชนะสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของจีนกำลังเริ่มแตกสลาย

เรื่องราวนี้ถูกเปิดเผยโดยรายงานต่างๆ โดยเฉพาะจากรายงานฉบับหนึ่ง การสืบสวนเชิงลึกโดยรอยเตอร์เนื้อหาดังกล่าวอธิบายถึงโครงการขนาดใหญ่ที่มีความลับสุดยอด ซึ่งถูกวางแผนและดำเนินการจากระดับสูงสุดของอำนาจในปักกิ่ง ณ ศูนย์ปฏิบัติการที่มีระบบรักษาความปลอดภัยสูงสุดในเซินเจิ้น วิศวกรหลายพันคน ซึ่งหลายคนเป็นอดีตพนักงานของ ASML— พวกเขาใช้เวลาหลายปีในการจำลองแบบทีละชิ้นๆ เทคโนโลยีที่ค้ำจุนการผูกขาดของยุโรปในการผลิตชิปขั้นสูง.

โครงการ "แมนฮัตตัน โปรเจกต์" สำหรับชิป AI

ในวงการนี้ ไม่มีใครปิดบังเรื่องการเปรียบเทียบอีกต่อไปแล้ว: ความพยายามของจีนถูกอธิบายอย่างเปิดเผยว่าเป็น "โครงการแมนฮัตตัน" ทางเทคโนโลยีเป้าหมายไม่ใช่การสร้างระเบิด แต่เป็นสิ่งที่สำคัญไม่แพ้กันในยุคที่ปัญญาประดิษฐ์กำลังเฟื่องฟู นั่นคือการควบคุมเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตชิปที่ทันสมัยที่สุดในโลก ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับศูนย์ข้อมูล โทรศัพท์มือถือ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ และระบบป้องกันประเทศ

จากข้อมูลที่รั่วไหลออกมา ต้นแบบเทคโนโลยี EUV ของจีนนั้นแล้วเสร็จในช่วงต้นปี 2025 และ มันกินพื้นที่เกือบทั้งโรงงานในเมืองเซินเจิ้นเครื่องนี้มีขนาดใหญ่กว่าและเรียบง่ายกว่าอุปกรณ์ของ ASML มาก แต่ชดเชยความเรียบง่ายนั้นด้วยพลังอันมหาศาล เครื่องนี้ยิงเลเซอร์ไปที่หยดดีบุกหลอมเหลวขนาดเล็กหลายหมื่นครั้งต่อวินาทีเพื่อสร้างพลาสมาที่ผลิตแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความเข้มสูง

ณ วันนี้ ระบบนี้สามารถสร้างและควบคุมแสง EUV ได้สำเร็จจุดคอขวดที่สำคัญที่สุดในสถาปัตยกรรมทั้งหมด แม้ว่าจะยังขาดระบบออปติคอลที่มีความแม่นยำสูงซึ่งจำเป็นสำหรับการพิมพ์ชิปที่ใช้งานได้จริงก็ตาม นั่นคือความแตกต่างที่สำคัญกับเครื่องสแกนของยุโรป: ASML อาศัยระบบออปติคอลที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษของบริษัท Carl Zeiss AG จากประเทศเยอรมนี ซึ่งเป็นด้านที่จีนยังคงล้าหลังอยู่

อย่างไรก็ตาม เพียงแค่มีเครื่องสแกน EUV ที่ใช้งานได้จริง แม้ว่าจะอยู่ในช่วงทดสอบก็ตาม ก็ถือว่าคุ้มค่าแล้ว สิ่งนี้เร่งให้เกิดการคาดการณ์ถึงความเป็นอิสระทางเทคโนโลยีของจีนอย่างฉับพลันนักวิเคราะห์คาดการณ์ว่าชิปขั้นสูงจะพร้อมวางจำหน่ายในช่วงปี 2028 ถึง 2030 ซึ่งเป็นอัตราที่เร็วกว่าที่ ASML ใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีของตนเองถึงสองถึงสามเท่า

หัวเว่ย จุดศูนย์กลางของเครือข่ายอุตสาหกรรมลับ

หัวใจสำคัญของโครงการนี้คือชื่อที่รู้จักกันดีในบรัสเซลส์และวอชิงตัน: หัวเว่ยพวกเขาไม่ได้จำกัดตัวเองอยู่แค่การออกแบบโทรศัพท์มือถือหรือชิปสำหรับผลิตภัณฑ์ของตนเองเท่านั้น บริษัทนี้ทำหน้าที่เป็นผู้ประสานงานระดับชาติของเครือข่ายที่กว้างขวางซึ่งประกอบด้วยบริษัท ห้องปฏิบัติการ และสถาบันของรัฐต่างๆ ซึ่งครอบคลุมห่วงโซ่คุณค่าทั้งหมด ตั้งแต่การออกแบบโปรเซสเซอร์ไปจนถึงการผลิตเครื่องจักร.

แหล่งข่าวใกล้ชิดกับปฏิบัติการดังกล่าวอธิบายบรรยากาศว่าเหมือนอยู่ใน "ช่วงสงคราม": วิศวกรหลายพันคนทำงานอยู่เบื้องหลังประตูที่ปิดสนิท ในหลายกรณีถึงกับนอนในสถานที่ทำงานเลยทีเดียวด้วยข้อจำกัดด้านการสื่อสารและมาตรการรักษาความปลอดภัยที่คล้ายคลึงกับโครงการทางทหารมากกว่าโครงการอุตสาหกรรม โปรไฟล์เหล่านี้จำนวนมากมาจาก ASML โดยตรง พวกเขาเป็นวิศวกรชาวจีนที่ทำงานในเนเธอร์แลนด์และยอมรับแพ็คเกจเงินเดือนที่สูง โบนัสการเซ็นสัญญา และความช่วยเหลือด้านที่อยู่อาศัยเพื่อกลับประเทศของตน

เพื่อรักษาความลับ ช่างเทคนิคจำนวนมาก พวกเขาดำเนินการโดยใช้ตัวตนและเอกสารรับรองปลอม ภายในศูนย์วิจัยเซินเจิ้นนั้น มีการแบ่งส่วนงานอย่างเข้มงวดมาก กล่าวคือ มีเพียงกลุ่มเล็กๆ เท่านั้นที่มองเห็นภาพรวมของระบบทั้งหมด ในขณะที่ทีมของบัณฑิตจบใหม่จะมุ่งเน้นไปที่การวิศวกรรมย้อนกลับส่วนประกอบเฉพาะของเครื่อง EUV และ DUV ภายใต้การกำกับดูแลอย่างต่อเนื่องและมีระบบการให้รางวัลที่เชื่อมโยงกับความก้าวหน้า

บทบาทของหัวเว่ยไม่ได้จำกัดอยู่แค่เพียงเครื่องสแกนเท่านั้น บริษัทนี้ยังมีบทบาทในด้านอื่นๆ อีกด้วย บริษัทนี้ออกแบบโปรเซสเซอร์ Kirin และ Ascend ของตนเองอยู่แล้ว ส่งเสริมระบบปฏิบัติการ HarmonyOS และพัฒนาโซลูชันด้านหน่วยความจำและการเชื่อมต่อหากเขาสามารถปิดวงจรการผลิตเครื่องจักรได้สำเร็จ เขาจะสามารถควบคุมกุญแจสำคัญของอุตสาหกรรมชิปของจีนทั้งหมดได้ จากขนาด 7 นาโนเมตรที่เทคโนโลยี DUV กำลังพัฒนาจนถึงระดับสูงสุดในปัจจุบัน ไปสู่ขนาด 3 และ 2 นาโนเมตรในอนาคต.

การวิศวกรรมย้อนกลับ ตลาดมืด และชิ้นส่วนจากยุโรปและญี่ปุ่น

ส่วนที่มองเห็นได้น้อยที่สุดของโครงการ และอาจเป็นส่วนที่ละเอียดอ่อนที่สุดสำหรับยุโรป คือระบบโลจิสติกส์ที่สนับสนุนโครงการนี้ เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะจัดหาอุปกรณ์ EUV ใหม่ได้เพราะข้อจำกัดด้านการส่งออก จีนได้หันมาพึ่งพาตลาดรองอย่างเป็นระบบประเทศนี้ได้จัดซื้อชิ้นส่วนและโมดูลสำหรับเครื่องพิมพ์ ASML รุ่นเก่า รวมถึงอุปกรณ์จาก Nikon และ Canon ผ่านตัวกลางต่างๆ

ชิ้นส่วนเหล่านี้ ตามทฤษฎีแล้วมีไว้สำหรับการผลิตโดยใช้โหนดรุ่นเก่า ได้ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการวิศวกรรมย้อนกลับในขณะเดียวกัน จีนได้รื้อถอนส่วนหนึ่งของเครื่อง DUV ที่ติดตั้งไว้ภายในประเทศเพื่อนำชิ้นส่วนกลับมาใช้ใหม่และทำความเข้าใจการทำงานของแต่ละระบบย่อยให้ดียิ่งขึ้น ผลลัพธ์ที่ได้คือต้นแบบ EUV แบบไฮบริด ซึ่งมีความหยาบกว่ารุ่นของยุโรป แต่ก็ก้าวหน้าเพียงพอที่จะตรวจสอบหลักการทางฟิสิกส์ที่สำคัญได้

ในสาขาทัศนศาสตร์ สถาบันทัศนศาสตร์ กลศาสตร์ละเอียด และฟิสิกส์ฉางชุน สถาบันที่สังกัดสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีนได้เข้ามามีบทบาทสำคัญ นักวิจัยของสถาบันได้ทำงานเพื่อบูรณาการแหล่งกำเนิดแสง EUV เข้ากับระบบออปติกของตนเอง ซึ่งแม้จะยังห่างไกลจากประสิทธิภาพของระบบออปติกของเยอรมนี แต่ก็สามารถใช้งานได้แล้วสำหรับการทดสอบภายใน ผู้เชี่ยวชาญเห็นพ้องกันว่าการปรับปรุงในด้านนี้จะต้องใช้เวลาหลายปี แต่เส้นทางทางเทคนิคได้ถูกวางไว้แล้ว

ทั้งหมดนี้มาพร้อมกับต้นทุนมหาศาล เครื่อง EUV ของ ASML สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันมีราคาประมาณ 200-250 ล้านดอลลาร์ และรุ่น High-NA ในอนาคตจะมีราคาสูงถึงหรือเกิน 400 ล้านดอลลาร์ จีนต้องสร้างสิ่งที่คล้ายคลึงกันขึ้นมาใหม่แทบจะทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้น โดยปราศจากการสนับสนุนอย่างเป็นทางการจากผู้ผลิตดั้งเดิมโครงการนี้อาศัยชิ้นส่วนอะไหล่มือสองและการพัฒนาภายในประเทศ ถึงกระนั้น รัฐบาลก็พิจารณาว่าต้นทุนอยู่ในระดับที่จัดการได้ โดยเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การสร้างอธิปไตยทางอุตสาหกรรมในระยะยาว

ASML ในยุโรป และจุดเริ่มต้นของการสิ้นสุดการผูกขาด

สำหรับยุโรป การเปลี่ยนแปลงครั้งนี้สร้างความไม่สบายใจเป็นอย่างยิ่ง ASML เป็นหนึ่งในสินทรัพย์ทางเทคโนโลยีเชิงกลยุทธ์ที่มีอิทธิพลระดับโลกเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้น สหภาพยุโรปยังคงได้เปรียบในด้านนี้: โรงงานชั้นนำทั้งหมดของ TSMC, Intel และ Samsung ต่างพึ่งพาเครื่องจักร EUV ของสหภาพยุโรปในการผลิตชิปที่ขับเคลื่อนการปฏิวัติ AI มานานหลายปีแล้ว การผูกขาดนี้ทำให้เนเธอร์แลนด์เป็นศูนย์กลางของการทูตด้านเทคโนโลยีระหว่างวอชิงตัน ปักกิ่ง และบรัสเซลส์

ภายใต้แรงกดดันจากสหรัฐอเมริกา รัฐบาลเนเธอร์แลนด์และสหภาพยุโรป พวกเขาได้เพิ่มมาตรการจำกัดการส่งออกให้เข้มงวดขึ้นไปอีกASML ไม่เคยส่งมอบระบบ EUV ให้กับลูกค้าชาวจีน และแม้แต่เครื่อง DUV ที่ทันสมัยที่สุดก็ยังอยู่ภายใต้การควบคุมอย่างเข้มงวด ในทางทฤษฎีแล้ว นี่เป็นวิธีการที่จะทำให้จีนล้าหลังอย่างน้อยหนึ่งรุ่นในการผลิตชิปคุณภาพสูง

ต้นแบบจากเซินเจิ้นท้าทายสมมติฐานนั้น แม้ว่าความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของมันจะยังห่างไกลจากเครื่อง ASML เชิงพาณิชย์อยู่มากก็ตาม สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการผูกขาดของยุโรปไม่ได้สมบูรณ์แบบในทางเทคนิคอีกต่อไปแล้วในทางปฏิบัติ ยุโรปยังคงครองตลาดและจะรักษาความได้เปรียบนั้นไว้ได้อีกนานตลอดทศวรรษหน้า แต่แนวคิดที่ว่า "จีนจะไม่มีวันทำได้" นั้นล้าสมัยไปแล้วอย่างเป็นทางการ

นักวิเคราะห์เซมิคอนดักเตอร์ชี้ให้เห็นถึงผลกระทบที่อาจไม่ชัดเจนนัก แต่มีความสำคัญเช่นกัน: ผลกระทบทางจิตวิทยาและทางการเงินเพียงแค่ข้อเท็จจริงที่ว่าจีนมีแผนงานที่น่าเชื่อถือสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยี EUV ของตนเอง ก็ทำให้โรงงานผลิตชิป ผู้ผลิตอุปกรณ์ และนักออกแบบชิปแบบไร้โรงงาน สามารถวางแผนการเติบโตโดยมี "ขอบเขตของเทคโนโลยี" ที่ชัดเจน ซึ่งเป็นสิ่งที่คิดไม่ถึงเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา และสิ่งนี้ก็สะท้อนให้เห็นแล้วในมูลค่าหุ้นและความต้องการของนักลงทุนภายในระบบนิเวศของจีน

สำหรับภาคส่วนในยุโรป ความเสี่ยงไม่ได้อยู่ที่การล่มสลายในทันที แต่เป็นการค่อยๆ เสื่อมถอยลง: อัตรากำไรที่แคบลง ห่วงโซ่อุปทานที่กระจัดกระจายมากขึ้น และความเหลื่อมล้ำทางเทคโนโลยีที่ลดลงแม้ว่า ASML จะยังคงรักษาความเป็นผู้นำด้วยระบบ High-NA และเทคโนโลยี 1nm ในอนาคต แต่การมีทางเลือกจากจีนจะลดอำนาจต่อรองและภาพลักษณ์ความเป็นเอกสิทธิ์เฉพาะที่บริษัทเคยมีมาจนถึงปัจจุบัน

กำหนดเวลา ข้อจำกัดในปัจจุบัน และวิสัยทัศน์ปี 2030

อย่างไรก็ตาม ไม่ควรให้ความสำคัญกับเหตุการณ์สำคัญนี้มากเกินไป เครื่องสแกนของจีนยังอยู่ในขั้นตอนต้นแบบเริ่มต้นเทียบได้กับระบบแรกๆ ที่ ASML ทดสอบภายในในช่วงต้นทศวรรษ 2000 แต่ไม่ได้ผลิตชิปเพื่อการค้า ยังคงต้องพึ่งพาชิ้นส่วนจากต่างประเทศ ขนาดของมันใหญ่กว่าอุปกรณ์ของยุโรปมาก และประสิทธิภาพก็ต่ำกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมมาก

เป้าหมายอย่างเป็นทางการระบุว่า ผลิตชิปที่ใช้งานได้จริงด้วยเทคโนโลยี EUV ประมาณปี 2028อย่างไรก็ตาม แหล่งข่าวภายในส่วนใหญ่และนักวิเคราะห์ระหว่างประเทศคาดการณ์สถานการณ์ที่สมเหตุสมผลกว่าไว้ประมาณปี 2030 แม้ในเวลานั้น จีนก็คงยังคงผลิตสินค้าอยู่ดี โหนดในช่วง 2 นาโนเมตรในขณะเดียวกัน ระบบนิเวศของชาตะวันตกกำลังเริ่มดำเนินการผลิตที่ระดับ 1 นาโนเมตร หรือกระบวนการที่เทียบเท่าอื่นๆ ตามแผนงานของ Imec และศูนย์วิจัยอื่นๆ

ประเด็นสำคัญไม่ได้อยู่ที่การล้าหลังไปหนึ่งโหนด ซึ่งเป็นสิ่งที่ยอมรับได้ในแง่ของความสามารถในการแข่งขัน แต่เป็นเรื่องที่ว่า... ไม่ต้องพึ่งพาใบอนุญาตหรือการส่งออกเพื่อเข้าถึงเทคโนโลยีสำคัญสำหรับปักกิ่ง การมีเทคโนโลยีการผลิตเลเซอร์ยูวีเป็นของตนเอง แม้ว่าจะประสิทธิภาพอาจไม่สูงนัก ก็หมายความว่าสามารถวางแผนการลงทุนในศูนย์ข้อมูล อาวุธยุทโธปกรณ์ เครื่องใช้ไฟฟ้า หรือยานยนต์ไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับปัญหาการหยุดชะงักของอุปทานอันเนื่องมาจากการตัดสินใจทางการเมืองจากภายนอก

ในขณะเดียวกัน จีนยังคงผลักดันเครื่องจักร DUV ของตนให้ก้าวไปสู่ขีดจำกัดที่หลายคนในยุโรปมองว่าเป็นไปไม่ได้ SMIC ได้ผลิตชิปอย่างเช่น Kirin 9030 ด้วยกระบวนการเทียบเท่า 5 นาโนเมตรโดยใช้เพียงเทคนิคการพิมพ์หินด้วยแสงยูวีแล้วโดยการถ่ายภาพหลายครั้งลงบนแผ่นเวเฟอร์เดียวกัน วิธีนี้มีราคาแพงและให้ผลผลิตต่ำ แต่แสดงให้เห็นถึงความเต็มใจของประเทศที่จะทุ่มทรัพยากรเพื่อไม่ให้ล้าหลังในยุคปัญญาประดิษฐ์

เมื่อมองไปข้างหน้าถึงทศวรรษหน้า ภาพที่ปรากฏนั้นชัดเจน: การแข่งขันไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การชะลอความเร็วของจีนอีกต่อไปแล้ว แต่เป็นการแข่งขันด้วยความเร็วที่สูงขึ้นสหรัฐอเมริกาและยุโรปอาจยังคงใช้มาตรการควบคุมต่อไปได้ แต่ช่องว่างในการรักษาระดับการควบคุมที่สำคัญนั้นกำลังแคบลง ผลที่ตามมาคือตลาดชิปขั้นสูงที่แตกแยกมากขึ้น โดยมีกลุ่มเทคโนโลยีหลักสองกลุ่มที่แยกตัวออกจากกันมากขึ้นเรื่อยๆ

ในสถานการณ์ใหม่นี้ ต้นแบบเครื่อง EUV ของเซินเจิ้นยังไม่ใช่ภัยคุกคามทางอุตสาหกรรมโดยตรงต่อ ASML หรือโรงงานในยุโรป แต่ก็เป็นภัยคุกคามในระดับหนึ่ง นี่เป็นสัญญาณเตือนที่สำคัญว่าการผูกขาดของชาติตะวันตกในส่วนประกอบสำคัญของการผลิตชิปเริ่มสั่นคลอนแล้วทศวรรษ 2030 จะเป็นตัวกำหนดว่ายุโรปและสหรัฐอเมริกาจะใช้ประโยชน์จากความได้เปรียบของตนเพื่อสร้างนวัตกรรมได้เร็วกว่า หรือจะค่อยๆ จัดการกับการสูญเสียความเป็นผู้นำที่เคยถือเป็นเรื่องปกติจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้

บทความที่เกี่ยวข้อง:

การพิมพ์ภาพด้วยแสงอัลตราไวโอเลตแบบเข้มข้น (EUV): เทคโนโลยีที่เป็นรากฐานของอนาคตของชิป

อัลแบร์โต นาวาร์โร

ฉันเป็นผู้ชื่นชอบเทคโนโลยีที่เปลี่ยนความสนใจ "เกินบรรยาย" ของเขาให้กลายเป็นอาชีพ ฉันใช้เวลามากกว่า 10 ปีในชีวิตไปกับเทคโนโลยีล้ำสมัยและปรับแต่งโปรแกรมทุกประเภทด้วยความอยากรู้อยากเห็น ตอนนี้ฉันมีความเชี่ยวชาญในด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และวิดีโอเกม เนื่องจากเป็นเวลากว่า 5 ปีแล้วที่ฉันเขียนให้กับเว็บไซต์ต่างๆ เกี่ยวกับเทคโนโลยีและวิดีโอเกม โดยสร้างบทความที่พยายามให้ข้อมูลที่คุณต้องการในภาษาที่ทุกคนเข้าใจได้

หากคุณมีคำถามใดๆ ความรู้ของฉันมีตั้งแต่ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับระบบปฏิบัติการ Windows รวมถึง Android สำหรับโทรศัพท์มือถือ และความมุ่งมั่นของฉันคือคุณ ฉันยินดีสละเวลาสักครู่เสมอและช่วยคุณแก้ไขคำถามใดๆ ที่คุณอาจมีในโลกอินเทอร์เน็ตนี้