حروب أشباه الموصلات في القرن الحادي والعشرين
أشباه الموصلات هي سبب الحرب
أصبحت حقيقة أن الأشياء ليست جيدة في صناعة أشباه الموصلات في العالم معروفة مع ظهور الوباء. بدأ التعاون الواسع للغاية في إنتاج الترانزستورات بالفشل بسبب الحجر الصحي وانقطاع سلسلة التوريد وإلغاء الطلبات. على سبيل المثال ، تبين أن نظام "في الوقت المناسب" ، المحبوب من قبل المديرين الغربيين ، غير قادر على التكيف في الوقت المناسب مع الحقائق المتغيرة بسرعة. في بعض المؤسسات ، لم يتم توفير المستودعات على الإطلاق ، ودخلت صناعات بأكملها في أزمة طويلة الأمد.
على سبيل المثال ، لا تزال صناعة السيارات تعاني من نقص في أبسط أشباه الموصلات. مع بداية جائحة COVID-19 ، خفضت شركات صناعة السيارات طلبات الإلكترونيات الدقيقة ، وتوقعت عن حق انخفاضًا في الطلب ، لكن مصنعي الترانزستور لم يتركوا في وضع الخمول ، بعد أن تلقوا مجموعة من العقود الجديدة. بادئ ذي بدء ، من الشركات المصنعة للإلكترونيات الاستهلاكية والمعدات المكتبية - زاد الطلب على الحجر الصحي للأجهزة المختلفة. وعندما عاد عمالقة السيارات إلى رشدهم وقرروا تلبية الطلب المتزايد من خلال طلبات شراء أشباه الموصلات والدوائر الدقيقة التي تبدو رخيصة ، رفض المصنعون ذلك. قل ، لا توجد سعة حرة وغير متوقعة. خسرت صناعة السيارات ما لا يقل عن 210 مليار دولار في العام الماضي وحده في فترة تعطل قسري بسبب نقص المكونات الإلكترونية.
أثر نقص الرقائق على 169 صناعة حول العالم بطريقة أو بأخرى. وربما يكون هذا هو الاستنتاج الرئيسي للوباء ، بالإضافة إلى التشخيصات الطبية بالطبع. أصبح ضمان سيادة أشباه الموصلات تحديًا كبيرًا للبلدان المتقدمة في العقود القادمة. ببساطة ، أصبح "استبدال الواردات" ليس امتيازًا روسيًا فحسب ، بل أصبح اتجاهًا عالميًا. ولكن في قصص إن إنتاج الرقائق ليس بهذه البساطة - فهو صناعة كثيفة رأس المال ومركزة للغاية.
بعض الإحصائيات. تمتلك أكبر شركتين ، Samsung و Intel ، ما يقرب من ثلث إجمالي إنتاج أشباه الموصلات في العالم. بالطبع ، هذا بعيد كل البعد عن كونه احتكارًا مزدوجًا حقيقيًا في طيرانعندما تسيطر بوينج وإيرباص على العالم بأسره ، لكن يمكن مقارنتها بشروط. احتلت شركة TSMC المشهورة عالميًا من تايوان مكانًا خاصًا ، والتي احتلت العام الماضي المرتبة الثالثة من حيث الإيرادات بعد Samsung و Intel. TSMC هي شركة تصنيع شرائح تعاقدية لا تقوم عملياً بإجراء تطوير مستقل ، ولكن بقدراتها توفر أكثر من نصف احتياجات العالم. وكل هذا يتركز في جزيرة صغيرة قبالة سواحل الصين ، والتي كادت اندلعت حولها معركة القوى العالمية مؤخرًا. بالمناسبة ، حتى وقت قريب ، قدمت الشركات الروسية MCST و Baikal Electronics وغيرها طلباتها في TSMC. هذا هو ما يسمى بمفهوم الخرافات ، عندما يشارك المكتب فقط في تطوير تصميم الرقائق ، ويستعين بمصادر خارجية للتجميع باهظ الثمن. لا حرج في هذا إذا كانت للشركة علاقة جيدة مع الشركة المصنعة ، على سبيل المثال أبل تفعل الشيء نفسه. في حالة ضغوط العقوبات ، يُترك مؤلف الرقاقة مع التصميم فقط - لا توجد قدرات خاصة للإنتاج. وهكذا حدث ذلك مع مطوري الإلكترونيات الدقيقة الروس. يتم التحكم في سوق التصنيع التعاقدي للرقائق من قبل TSMC المذكورة - 55٪ ، سامسونج - 17٪ ، التايوانية UMC و "Statovskaya" GlobalFoundries - 7٪ لكل منهما ، وأخيراً SMIC الصينية - 4٪. من هذه الأرقام يأتي فهم في أي مرحلة من مراحل تطور الإلكترونيات الدقيقة الصينية الآن ، وما الذي يثير اهتمام جمهورية الصين الشعبية في تايوان. في الواقع ، أصبحت هذه الجزيرة مصنعًا أمريكيًا للرقائق ، بما في ذلك مصانع الدفاع. بالإضافة إلى. لا يمكن حاليًا إنتاج أشباه الموصلات الأكثر تقدمًا التي تم تجميعها باستخدام تقنية 7 نانومتر و 5 نانومتر إلا في كوريا الجنوبية (Samsung) وتايوان (TSMC). حتى صيف هذا العام ، كانت هذه تقنية عالية حقيقية ، لكن الكوريين من Samsung أطلقوا أشباه موصلات 3 نانومتر في يونيو في سلسلة:
الخطوة التالية هي لتايوان ، التي تعتزم إتقان عملية تقنية مماثلة بحلول نهاية عام 2022.
لكن الأمر لا يقتصر على تايوان وكوريا الجنوبية ، الخاضعة بالكامل للنفوذ الأمريكي. ثم هناك أوروبا ، التي تنتج القليل من رقائقها الخاصة ، ولكن لديها موهبة في تجميع أدوات الإنتاج ، مثل آلات الطباعة الحجرية في نطاق الأشعة فوق البنفسجية الصلبة أو EUV. كل "آلة" من هذا النوع تكلف حوالي 150 مليون دولار وتنتج بمئات أو حتى عشرات في السنة. الاحتكار هو ASML الهولندي ، الذي يستمع جيدًا للأمريكيين. واليابانيون ، الذين ينتجون 100 مليون مبخر بالفراغ اللازم لصنع الرقائق ، مطيعون للغاية. على وجه الخصوص ، لا يبيعون معداتهم إلى جمهورية الصين الشعبية ، مما يجبر الصينيين على البحث عن بديل منخفض الجودة أو تطوير أكثر المعدات تطوراً بأنفسهم. اتضح أن هذا ليس جيدًا جدًا ، ووفقًا لأكثر التقديرات تحفظًا ، فإن الإلكترونيات الدقيقة في الصين الآن في مستوى 2017-2018. لا يمكن لشركة SMIC المذكورة (شركة تصنيع أشباه الموصلات الدولية) إلا أن تفخر بإتقان طوبولوجيا شرائح 14 نانومتر.
الحقائق الروسية
حروب أشباه الموصلات لا يمكن إلا أن تؤثر على روسيا. فرضت الولايات المتحدة ، بصفتها اللاعب الرئيسي في هذا المجال ، أول عقوبات ضد صناعة الإلكترونيات الدقيقة المحلية في عام 2012. ثم وقعت 42 شركة روسية تنتج لوحات الدوائر المطبوعة ومكونات مهمة أخرى تحت القيود. في عام 2016 ، تم توسيع القائمة لتشمل 11 مصنعًا كبيرًا ، مثل Mikron ومقرها Zelenograd ، ومجموعة Angstrem ، وشركة Rostec الحكومية ، و Tomsk Mikran. هذا العام ، رفضت TSMC التايوانية إنتاج "Elbrus" و "Baikal" محليتين. ما هو مستوى الإلكترونيات الدقيقة الروسية الآن؟ نحن متأخرون بحوالي 20 عامًا - تقوم شركة PJSC Mikron بتجميع الرقائق بطوبولوجيا 90 نانومتر بمفردها. بالمناسبة ، عمل Intel Pentium 4 و Prescott أيضًا على بنية مماثلة. يوجد في روسيا برنامج لبناء مصانع أشباه الموصلات بعملية تكنولوجية تبلغ 28 نانومتر أو أقل ، لكن هل تتذكر من يتحكم في معدات الإنتاج لمثل هذه المصانع؟ على مستوى أعمال التطوير ، هناك مشاريع معالجات 65 نانومتر. نتيجة لذلك ، حتى عام 2022 ، لم تتجاوز حصة روسيا في سوق الرقائق العالمية 0,7٪. هل يمكننا القول أن الصناعة المحلية تشارك على الأقل في حروب أشباه الموصلات العالمية؟ السؤال بلاغي.
من نواح كثيرة ، تم تفسير هذا التأخر الكارثي من خلال انخفاض تكاليف البحث والتطوير (R & D) على مدى العقود الماضية. من حيث الإنفاق المطلق على البحث والتطوير ، تحتل روسيا المرتبة التاسعة - ليس فقط متقدمة على عمالقة الولايات المتحدة والصين واليابان ، ولكن أيضًا ألمانيا وكوريا الجنوبية وفرنسا وبريطانيا العظمى وتايوان. أنفقت الجزيرة ، التي لا يمكنك العثور عليها فورًا على الخريطة ، 9 مليار دولار على العلوم والتكنولوجيا في عام 2019 ، بينما أنفقت روسيا 43 مليار دولار. وبالمناسبة ، أتقن الأمريكيون والصينيون أكثر من 39,2 تريليون دولار معًا. لا يمكن القول أنه لا يوجد مال - تقتطع روسيا حوالي 1,1٪ من ناتجها المحلي الإجمالي للبحث والتطوير ، وهو نفس المبلغ الذي تخصم به تركيا "القوة العلمية العالمية". أي أن هناك إمكانية لزيادة حصة النفقات ، وهي كبيرة.
حسنًا ، إذا كنت لا تزال ترغب في التورط في حروب أشباه الموصلات العالمية؟ ثم عليك أن تنفق ، وتنفق الكثير. على سبيل المثال ، بعد انتشار الوباء في الولايات المتحدة ، قرروا تعزيز سيادتهم وبناء مصنع للإلكترونيات الدقيقة في ولاية أريزونا. سعر الإصدار 55 مليار دولار ، منها 20 مليار دولار من إنتل ، والباقي TSMC التايوانية. حتى عام 2024 ، روسيا مستعدة لإنفاق ما لا يزيد عن 11 مليار دولار على الصناعة بأكملها. وقد بُنيت هذه الخطط في وقت أبكر بكثير من العملية الخاصة في أوكرانيا. تجمع الصين 1,4 تريليون دولار للخطة الخمسية الحالية ، وتعتزم سد الفجوة مع بقية العالم. بالطبع ، لن نتمكن من إنشاء صناعة إلكترونية دقيقة حديثة بمفردنا. على الأقل بسبب التكاليف الباهظة "لاستبدال الواردات" للمعدات الخاضعة للعقوبات للإنتاج. لكن بالتعاون مع الصين وربما الهند ، قد تكون هذه فكرة واعدة. هنا فقط لم يسمع عن وجود مثل هذه المشاريع. الدخول في الاعتماد التكنولوجي على جمهورية الصين الشعبية ، وشراء الرقائق منها ، هو قصة غير مربحة تمامًا. الصين نفسها تخضع لعقوبات شديدة ستتوسع فقط ، ولن تشاركنا التكنولوجيا العالية الخاصة بها. إن التكنولوجيا الصينية والتقنية العالية مشروطة للغاية ، متخلفة عن "الغرب الجماعي" لمدة 4-5 سنوات - وهذه فترة طويلة للصناعة ، وهي ذات أهمية حاسمة. تعمل جمهورية الصين الشعبية على إبطاء بقية العالم بطريقتها الخاصة ، وتشكل الآن حصارًا بحريًا حول تايوان. وبحسب تقارير إعلامية ، فإن التدريبات الصينية ، التي تنتقل إلى مرحلة دائمة ، تركت بالفعل العديد من الشركات في جميع أنحاء العالم بدون رقائق تايوانية.
يمكن لروسيا أيضًا أن تؤثر على صناعة أشباه الموصلات العالمية في الوقت الحالي. بادئ ذي بدء ، لمنع توريد ركائز الياقوت ، والتي تستخدم في كل معالج. تسيطر بلادنا على ما يصل إلى 80٪ من السوق العالمية. وسيكون من الصعب للغاية استبدال هذا الأصل بمصنعين آخرين - فهو يتطلب موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا ، و 30 عاما من التشغيل المستمر للوصول إلى نظام نظيف بشكل خاص وظروف خالية من النشاط الزلزالي. ثانيًا ، تمتلك روسيا بين يديها جميع إمدادات المعادن الأرضية النادرة المستخدمة في حفر الرقائق. ثالثًا ، توفر صناعة التعدين المحلية 45٪ من استهلاك البلاديوم و 90٪ من النيون ، وهي ضرورية لإنتاج أشباه الموصلات. ما إذا كانت روسيا ستستخدم هذه الأصول وغيرها في حرب أشباه الموصلات الحالية ، فإن الوقت سيخبرنا بذلك.
معلومات