„Laisvės radijo“ pašnekovas – buvęs didelio Rusijos mikroelektronikos projektavimo centro darbuotojas, dabar dirbantis Europos puslaidininkių pramonėje. Saugumo sumetimais jis paprašė išlaikyti anonimiškumą. „Laisvės radijo“ redakcijai žinomas tikrasis pašnekovo vardas ir pavardė, dabartinis ir ankstesnis darbas rašo svoboda.org.
„Laisvės radijo“ pašnekovas mano, kad mikroelektronika yra bene labiausiai globalizuotas gamybos sektorius pasaulyje. Didžiausias mikroschemų gamintojas, užimantis 50 proc. pasaulinės rinkos, yra Taivane. Programinė įranga grandinėms projektuoti gaminama Vokietijoje ir JAV. Fotolitografijos mašinas beveik monopoliškai gamina Nyderlandų bendrovė.
Šiuo metu nė viena pasaulio šalis, įskaitant JAV ir Kiniją, nėra pajėgi sukurti nepriklausomos mikroelektronikos pramonės grandinės. Vis dėlto elektronika tapo pasaulio ekonomikos pagrindu. O Taivano TSMC vaidmuo didėjant įtampai tarp salos ir Kinijos, pasaulyje tampa geopolitiniu veiksniu.
Po 2014 m. sankcijų Rusija jau bandė spręsti elektronikos importo pakeitimo problemą, kas per pastaruosius aštuonerius metus beveik nepasiteisino. Rusijoje gaminama produkcija dizaino standartų požiūriu beveik dviem žingsniais atsilieka nuo pasaulinių tendencijų. Rusijos mokslinių tyrimų institutų ir bendrovių suprojektuotos mikroschemos vis dar neišvengiamai gaminamos Taivane.
Ir tikėtina, kad dabar tai taps neįmanoma. Rusija ne tik praras galimybę gaminti savo pačios sukurtas mikroschemas užsienyje, bet ir neteks importuojamų mikroschemų.
Sausio 24 d. JAV prezidentas Joe Bidenas paskelbė apie naują sankcijų paketą, taikomą Rusijai dėl jos agresijos prieš Ukrainą. Atskiras ir bene svarbiausias šio paketo blokas, skirtas mikroelektronikai. J. Bidenas pažymėjo, kad sankcijos gali sustabdyti 60 proc. Rusijos aukštųjų technologijų eksporto.
Taivano mikroschemų gamintojai TSMC jau nutraukė bendradarbiavimą su Rusijos klientais – kol kas laikinai, kol bus išnagrinėtos sankcijų dokumentų detalės. „Intel“ ir AMD taip pat nutraukė tiekimą į Rusiją.
Pašnekovas „Laisvės radijui“ papasakojo, kaip veikia šiuolaikinis pasaulinis bendradarbiavimas mikroelektronikos srityje, kodėl nereikėtų pernelyg pasikliauti Kinija, kiek Rusijos elektronika atsilieka nuo pasaulio ir ką kiekvienam rusui reikš lustų sankcijos.
– Beveik nė viena šalis, net ir JAV, šiuo metu neturi viso mikroschemų gamybos ciklo. Kodėl taip yra?
– Darbo pasidalijimas atsirado todėl, kad tam tikru metu pradėjo labai smarkiai augti pačios gamybos sąnaudos ir gamybos įrangos kūrimo sąnaudos. Šiuolaikinių lustų (pavyzdžiui, išmaniųjų telefonų procesorių) gamykla kainuoja kelis milijardus dolerių – atsižvelgiant į tai, kad perkama nestandartinė įranga. Įrangos, mašinų kūrimas taip pat yra labai brangus procesas.
Svarbiausias mikroschemų gamybos etapas – fotolitografija. Olandų bendrovė ASML šiandien yra beveik monopolininkė, tiekianti vadinamuosius „stepperius“ (integrinių grandinių gamyboje naudojamas prietaisas, kurio veikimas panašus į skaidrių projektoriaus arba fotografijos didintuvo, lrytas.lt past.), šio proceso įrangą – ir visi pasaulio mikroelektronikos rinkos milžinai vienu metu investavo į ją, net ir tokie aršūs varžovai kaip „Intel“, TSMC ir „Samsung“.
Niekas pasaulyje negalėtų vienas finansuoti tokio darbo, tai neturi prasmės. Atitinkamai dar devintojo dešimtmečio pabaigoje susiklostė situacija, kad lustų kūrimas yra atskiras, gamyba yra atskira, gamybai skirtų mašinų gamyba yra atskira, programinės įrangos kūrimas yra atskiras.
Šiuo metu mikroelektronika yra labiausiai globalizuota pramonės šaka pasaulyje. Jame dalyvauja daugybė šalių – net ir paprasčiausių lustų atveju. O jei kalbame apie aukščiausios klasės gaminius, tai šis didžiulis tarptautinis bendradarbiavimas yra tiesiog būtinas. Nė viena pasaulio šalis, įskaitant Kiniją ir JAV, šiuo metu neturi visos grandinės, reikalingos daugiau ar mažiau modernių lustų gamybai.
– Tačiau dabar situacija keičiasi – daugelis šalių pastaruoju metu pačios pradėjo galvoti apie tokių tinklų kūrimą?
– Taip. Tai prasidėjo, kai prezidentu buvo Donaldas Trumpas. Daugelis šalių suprato pernelyg didelės globalizacijos pavojus. Dabar ES stengiasi aktyviai investuoti į tam tikrą gamybos lokalizavimą, o JAV verčia Taivaną ir Korėją perkelti dalį gamybos į Ameriką.
Naujos TSMC ir „Samsung“ gamyklos bus statomos JAV. Kinija savo ruožtu vilioja inžinierius ir įmones į savo teritoriją. Visi bando save nuraminti, geopolitinė rizika didėja. Pati mikroelektronika tampa geopolitiniu veiksniu.
Istoriškai Taivanas vienu metu tapo didžiausiu pasaulyje mikroschemų tiekėju, jis pagamina pusę viso pasaulio mikroschemų, ir dabar tai naudoja kaip skydą prieš Kiniją. Jei Taivanui kas nors atsitiks, pasaulio ekonomika žlugs. Tai, kas vyksta dabar – iš tiesų tik vaikų darželis. Taivanas dabar aktyviai naudoja šį savo technologinį ypatumą geopolitikoje.
– Norint sukurti savo mikroelektronikos gamybos įrenginius, reikia fotolitografų ir „stepperių“. Sakėte, kad Olandijos ASML šioje srityje yra beveik monopolininkė. Bet ką reiškia „beveik“?
– ASML aptarnauja apie 80-90 proc. rinkos. Vis dėlto jie yra visiški vadinamosios EUV litografijos monopolininkai – ji reikalinga pažangiausiems gamybos procesams, 7 nanometrų procesuose ar mažesniuose.
Jei kalbame apie 32, 16 ar net 14 nanometrų procesus, galime naudoti „Canon“ ar „Nikon“ įrangą. Dar yra Kinijos bendrovė SMEE, kuri dirba 28 nanometrų skalėje. Tačiau gali būti, kad jų teiginiai ir tikrovė nesutampa, nes jie veikia tik Kinijos vidaus rinkoje ir niekas tiksliai nežino, kiek geri jie yra.
Trumpai tariant, alternatyvų yra, bet jų nėra daug. Jei kalbame apie Rusiją, ar ji galės įsigyti tokių „stepperių“, ši alternatyva iš esmės nesvarbi, nes Japonija taip pat prisijungė prie sankcijų. Beje, mikroschemoms gaminti reikia ne tik litografijos, bet ir kitų įrangos gamybos operacijų, o tarp jų yra operacijų, kurių galimi įrangos tiekėjai yra tik JAV ir Japonija.
– O kur kuriama programinė įranga, naudojama naujoms mikroschemoms kurti?
– Iš tikrųjų yra tik trys kūrėjai. „Mentor Graphics“ priklauso „Siemens“ – taigi, techniškai ji yra vokiška. „Cadence“ ir „Synopsys“ yra amerikiečių bendrovės.
– Kalbant apie sankcijas: ar JAV gali, pavyzdžiui, uždrausti eksportuoti į Rusiją visus lustus, pagamintus naudojant jų programinę įrangą?
– Teoriškai taip. Be to, dar lieka programinės įrangos klausimas. Šiuolaikinė programinė įranga naudoja debesijos licencijas, tad jei ji bus užblokuota, Rusijos kūrėjai negalės dirbti. Teoriškai galima bandyti „nulaužti“ senesnes versijas, atjungti internetą, tačiau tai atjungs ir nuo pažangiausių naujovių – ir kas taip pat labai svarbu, nuo techninio aptarnavimo. Dėl to vystymasis būtų nustumtas 10 metų atgal.
– Kitas pasaulinio bendradarbiavimo elementas – vadinamieji IP branduoliai, t.y. gatavi lustų elementai, kuriuos kūrėjai naudoja savo lustuose kaip statybinius blokus ir kurie yra importuojami – o tai reiškia, kad jiems gali būti taikomos sankcijos, todėl dirbti be jų būtų daug sunkiau?
– Taip, tai bus labai brangu. Įprastas lustų gamintojas bet kurioje pasaulio šalyje stengiasi pats pasigaminti ką nors, kas suteiktų konkurencinį pranašumą. Ką nors, kas padarytų jo lustą unikalų, ir perka paruoštus blokus, kurie yra daugiau ar mažiau standartiniai. Tokie blokai yra didžiulė rinka, žinoma, beveik visi importuojami. Pagrindinė šios rinkos dalyvė yra gerai žinoma Didžiosios Britanijos bendrovė ARM. Panašu, kad britų sankcijos yra dar griežtesnės nei europinės. Iš tiesų beveik visi rusiški mikroschemų lustai turi importuotus branduolius ir jų bus sunku atsisakyti.
– Galiausiai medžiagos. Ar yra cheminių elementų, naudojamų mikroelektronikoje, kuriuos tiekia Rusija?
– Šiuolaikiniame mikroelektronikos luste yra apie 80-90 Mendelejevo lentelės elementų. Jie tiekiami iš viso pasaulio, įskaitant Rusiją – ir tai kelia didelį susirūpinimą pasaulinei mikroelektronikos pramonei. Kiek žinau, paladis ir neonas daugiausia gaunami iš Rusijos. Jei teisingai prisimenu, su neonu yra tokia situacija: pasaulinė mikroelektronikos gamyba yra susijusi su neono gavyba Rusijoje ir vėlesniu perdirbimu Ukrainoje. Ir dabar neaišku, kas su tuo nutiks. Pramonės asociacijos pareiškė, kad žlugimo nebus, tačiau kainos padidės, ir išvis...
– Ar Rusija yra išskirtinis tiekėjas, ar viskas kaip ir su dujomis – tiesiog patogiau ir pigiau pirkti iš Rusijos?
– Situacija panašesnė į dujų padėtį, nes Rusija nėra monopolinė tiekėja. Ji gali išprovokuoti vietinę krizę, tačiau tai bus tiekimo sutrikimas 2-3 metams, o ne žlugimas. Neturiu išsamios informacijos, bet mano asmenine nuomone, Rusija negalės panaudoti šios priklausomybės nuo paladžio ir neono kaip sverto.
– Jau minėjote vadinamuosius dizaino standartus, kurie iš tikrųjų yra linijiniai lustų matmenys, iš dalies lemiantys jų klasę. Ar galime apytiksliai susieti dizaino standartą su lusto funkcionalumu: išmaniųjų telefonų procesoriai – ši lustų kategorija, automobilių procesoriai – štai ana, tankų procesoriai – trečia kategorija?
– Dizaino standartai ne visada tiesiogiai susiję su numatytu lusto panaudojimu, tačiau yra tam tikrų tendencijų. Pažangiausios esamos projektavimo standartai pirmiausia skirtos didelio našumo skaičiavimams, t. y. asmeninių kompiuterių procesoriams, mobiliųjų telefonų procesoriams, vaizdo plokštėms, kalnakasybai ir panašiai.
O ten, kur projektavimo standartai prastesni, t.y. didesnio dydžio, būna labai skirtingų dalykų. Tarkime, pagal 130 arba 55 nanometrų projektavimo standartus galite pagaminti maitinimo šaltinį, kuris taip pat yra „iPhone“. Galite sukurti tam tikrą to paties telefono ekrano tvarkyklę, galite sukurti skalbimo mašinos mikrokontrolerį.
Reikalas tas, kad grubiai tariant, visos šios technologijos formaliai yra 130-ies nanometrų, bet viduje jos skirsis, nes litografija yra vienas iš aspektų, kuris labiausiai išpopuliarėjo. Pavyzdžiui, čia standartas yra 180 nanometrų. Šioje kategorijoje yra lustų, kurie gali veikti prie 200 voltų įtampos, reikalingos, pavyzdžiui, elektros varikliui valdyti.
Tačiau yra lustų su tais pačiais 180 nanometrų, bet be šios galimybės – jie gali veikti tik prie, tarkime, 5 voltų. Kiek žinau, „Micron“ gamykloje Zelenograde(viena iš nedaugelio gaminančių lustus Rusijoje) 180 nanometrų standartas veikia esant ne didesnei kaip 5 voltų įtampai. Išvis, tas pats „iPhone“ turi lustus, pagamintus pagal standartus nuo 5 nanometrų iki 350, ir yra dešimtys skirtingų gamintojų.
– Šiandien pažangiausias dizaino standartas yra 4 nanometrai?
– Serijinėje gamyboje – taip. TMSC ir „Samsung“ per šiuos metus turėtų įdiegti trijų nanometrų technologiją – nors, kiek neseniai girdėjau, šiuo metu abi bendrovės turi tam tikrų problemų. Apibendrinant, šiuo metu tik Taivano, Korėjos „Samsung“ ir JAV „Intel“ dirba su mažesniais nei 14 nanometrų standartais.
– Atrodo, kad Kinijos SMIC taip pat turi 12 nanometrų standartą?
– Yra prieštaringų pranešimų. Jie teigia, kad turi 14, 12, beveik 7 nanometrų standartus, bet iš tikrųjų niekas nežino, ar tai veikia, ir kokiais kiekiais. Pramonės atstovai į tai žiūri įtariai. Patikimai jie gali gaminti 28 nanometrų, o gal 22 nanometrų standartus. Procesorių atveju 28 nanometrų standartas yra 10 metų senumo norma.
Jei galvojame apie galimą pakaitinį tiekimą į Rusiją, reikia atsižvelgti ir į kitą dalyką. Didžiausias Kinijos gamintojas SMIC galėtų lengvai prisijungti prie sankcijų, nes yra priklausomas nuo importuojamos įrangos. Jie turi ASML, pačiai bendrovei šiuo metu taikomos tam tikros sankcijos dėl bendradarbiavimo su Kinijos gynybos pramone.
Jie gali nuspręsti, kad nenori ignoruoti naujų apribojimų, nes tai gali pakenkti verslui. Taigi, nėra savaime suprantama, kad Kinija ir toliau bendradarbiaus šioje srityje.
– Kinija gerai prisimena „Huawei“ istoriją, kuri dėl sankcijų prarado labai didelę dalį savo verslo.
– Taip. Iš pradžių „Huawei“ buvo visiškai uždrausta, o vėliau kai kurios sankcijos buvo atšauktos. Kalbant apie „Huawei“, kiek suprantu, ta pati TMSC dabar vėl gamina kai kuriuos lustus, tačiau uždraudė naujausias technologijas perduoti „Huawei“.
Ir atitinkamai, kiek suprantu, net Kinijos SMIC paiso „Huawei“ taikomų sankcijų. Todėl visai įmanoma, kad ši gamykla laikysis Rusijai taikomų sankcijų. Tiesą sakant, visai neseniai skaičiau, kad „Huawei“ dalis mobiliųjų telefonų rinkoje mažėja, nes paprasčiausiai baigėsi lustų atsargos. Niekas nežino, ką jie naudos naujuose modeliuose.
– Aptarkime Rusijos mikroelektroniką. Pirmiausia – lustų kūrėjai. Pavyzdžiui, procesorių kūrėjai, kurie jau naudojami importinių lustų pakeitimui, tačiau ne itin sėkmingai. Tai „Elbrus“, „Baikal“, „Komdiv“.
– Taip, ir „Neuromatrix“, ir dar kažkas. Didelio našumo procesai vyksta tik „Baikale“ ir „Elbruse“, tie patys „Komdivai“ yra mažiau našūs – jie netinka serveriams ir kompiuteriams. Taip pat svarbu iš karto pasakyti, kad visi šie pokyčiai iš tikrųjų yra pagaminti Taivane.
– Tik Taivane? Rusijoje nieko negaminama?
– Na, ne visai. „Komdiv“ gaminanti NIISI turi savo gamyklą Maskvoje. Tačiau Taivanas gamina 65 nanometrų, o NIISI, „Elbrus“ kūrėjas, – 28 ir net 16 nanometrų lustus. Tuo tarpu Maskvoje norma yra 350 nanometrai, t.y. technologija grįžta į 30 metų senumo laikotarpį.
Šiaip Rusijos gamintojai bendradarbiauja ne tik su Taivanu, bet ir su „GlobalFoundries“ gamykla, kuri turi gamyklų Vokietijoje, Singapūre ir Jungtinėse Amerikos Valstijose – ir apskritai su daugeliu didžiųjų gamintojų, įskaitant Kinijos. Be to, yra gamintojų, kurie gamina ne procesorius, o, pavyzdžiui, mikrovaldiklius, įskaitant avionikos mikrovaldiklius.
Egzistuoja toks lėktuvo projektas „Superjet“, kur bandomos atsisakyti importinių dalių. Jo borto kompiuteriuose įrengtos Rusijoje sukurtos, bet užsienyje pagamintos antrojo lygio mikroschemos.
Bet tikėtina, kad šių mikroschemų gamintojai irgi prisijungs prie sankcijų ir šių „vietinių“ mikroschemų taip pat neliks. Ir tai susiję ne tik su mikroprocesoriais. Visi vadinamieji importo pakaitalai rusiškoje elektronikoje labai greitai bus sunaikinti.
– Tačiau Rusijos „Mikron“ turi 90 nanometrų gamybos liniją. Argi to nepakanka, kad bent jau būtų sukurta „Superjet“ avionika?
– Teoriškai to galėtų pakakti, tačiau perėjimas prie „Mikron“ užtruks kelerius metus, jei „Mikron“ turės visus reikiamus išteklius.
„Mikron“ gali gaminti ribotą produkcijos kiekį. Negalime tikėtis, kad viskas, kas per visus šiuos metus buvo pagaminta užsienyje, net jei tai atitinka standartus, kuriuos „Mikron“ gali įvaldyti, bus tiesiog perkelta į „Mikron“. Tai užtruks ne vienerius metus, o kur dar negarantuotas finansavimas, kas, manau, iš tikrųjų taps problema.
– O kaip dėl mikroelektronikos karinėje pramonėje? Viskas pagaminta Rusijoje? Čia reikia ne tiek itin modernių mikroschemų, kiek patikimų mikroschemų, tiesa?
– Taip nėra. Silicio slėnis JAV buvo sukurtas ir išplėtotas kariuomenės lėšomis. Visame pasaulyje kariuomenė yra viena iš pagrindinių mikroelektronikos technologijų pažangos varomųjų jėgų.
Dabar JAV karinės aviacijos ir kosmoso mikroschemos yra 20 nanometrų standarto. Tai jau sertifikuota, o karinio sertifikavimo procesas yra gana ilgas. Straipsniuose apie aviaciją skaičiau, kad Amerika jau dabar aktyviai bando sukurti 5-7 nanometrų kartą. Atliekami preliminarūs bandymai.
– Ar tos 20 nanometrų mikroschemos atlaiko ir spyrį kerziniu batu?
– Atlaiko kerzus, radiaciją, temperatūrą ir pan. Toks sertifikavimas yra labai ilgas ir brangus procesas. Sertifikavimas ne itin dideliais tiražais gali padidinti mikroschemos kainą keliomis eilėmis.
Būtent tai ir yra klaidingos nuomonės, kad kariuomenėje pakanka labai senų standartų mikroschemų, pagrindas: iš tiesų kariniuose gaminiuose viskas dėl ilgo sertifikavimo vėluoja kelerius metus, todėl palyginus su civiline elektronika, gauname atsilikimą. Tokia yra patikimumo kaina.
Tai yra pirmoji straipsnio apie sankcijų įtaką Rusijos auštosioms technologijoms dalis. Antrąją dalį kviečiame skaityti čia.
