Войната за чиповете
През следващите 5 години ще видим дали обещаните щедри държавни субсидии ще успеят да разместят процентното съотношение за производство на микрочипове от Азия към САЩ и Европа
Сега Китай е един от най-големите производители на микропроцесори в света с добре изградена мрежа за разработка, производство и логистика на полупроводници. Но как се постига подобно доминиращо положение на пазар, оценяван на повече от 450 милиарда щ.д. (119 милиарда лв.) за 2022 г.? Отговорът е: с огромни държавни субсидии.
САЩ и Европа бавно осъзнаваха проблема със зависимостта си от доставчиците на чипове от Азия с течение на много години и едва сега започват програми за противодействие на тази тежка зависимост.
Полупроводници (чипове) се използват широко във всички индустрии, като автомобилостроене, медицина, битова електроника и много други. Бяхме свидетели как заводи за автомобилостроене спираха производства през 2020-2021 г. заради проблеми с доставки от Азия на чипове, които се вграждат в модулите на автомобила.
Спокойно можем да наречем случващото се в момента „война“, а не технологична надпревара. Западният свят осъзна, че тази огромна зависимост за микропроцесори от Азия трябва да бъде прекратена, без значение от цената.
Как се развиват събитията в тази война?
Европа
През февруари 2022 г. Европeйската комисия представи законодателен акт за интегралните схеми (European Chips Act), с който осигурява финансиране за научна разработка и производство на чипове на територията на държави от Европейския съюз. Обещаното финасиране е на стойност до 43 милиарда евро (84 милиарда лв.) за периода до 2030 г.
Малка част от финансирането е предназначена за научна дейност. Повечето средства са предназначени за изграждане на фабрики за производство на чипове. Към момента Европа има около 10% дял в световното производство на чипове, предназначени главно за индустрията и автомобилостроенето. Засега в Европа не се произвеждат чипове по последни технологии, както и такива за компютърната индустрия.
Затова пък в Европа се намира най-значимият и голям производител на самото оборудване, нужно за производство на чипове – нидерланската компания ASML. В Европа също се намира значим независим център за научни разработки в областта на наноелектрониката – Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC) в Белгия. Центърът се обедини през 2016 г. с финландския институт за научни разработки iMinds.
САЩ
През август 2022 г. президентът на САЩ Джо Байдън подписа закона CHIPS and Science Act, с който осигури 52.7 милиарда щ.д. (97 милиарда лв.) за период от 5 години, за подпомагане на индистрията с полупроводници на САЩ.
Парите са предназначени основно за разширяване на съществуващи и изграждане на нови фабрики за производство на чипове на територията на САЩ. И в момента много от научните разработки и патенти за производство на чипове са американски, но по-голяма част от производството е изнесено в Азия. Този нов закон цели да върне физическото производство на чипове на територията на САЩ.
Според асоциацията на производителите на полупроводници, през 1990 г. около 37% от световното производство на чипове е било съсредоточено в САЩ и е спадало постепенно с времето, до 12% към момента. Друг фактор за законодателната мярка с цел широкомащабни държавни субсидии е зависимостта на производството на американска военна техника от вноса на чипове от Азия.
Китай
През декември 2022 г. излезе информация, че Китай работи по план за държавно финансиране на стойност 143 милиарда щ.д. (263 милиарда лв.) на индустрията с полупроводници. Планът ще бъде с продължителност 5 години и ще финансира местни компании в Китай за научна дейност и производство на микропроцесори. Ще предоставя намаляване на данъци и изгодни кредити с нулеви или много ниски лихви за закупуване на оборудване за производство на чипове за фирми от полупроводниковата индустрия в Китай.
Към момента нидерландска фирма е най-големият производител в света на критична част от оборудването за производство на чипове. Кредитите ще позволяват закупуване на подобно оборудване, като условието ще бъде самото производство на чипове да бъде организирано в Китай.
Индия
На 25 декември 2021 г. Индия анонсира, че ще предостави държавни субсидии на стойност до 10 милиарда щ.д. (18.4 милиарда лв.) за изграджане на територията на Индия на фабрики за производство на дисплеи и микрочипове. Целта на правителството на Индия е да засили ролята на страната като производствен хъб за електроника.
Към момента производителите на микрочипове с най-голям дял от световното производство се намират в Тайван и Южна Корея. През следващите 5 годни ще видим дали тези щедри държавни субсидии ще успеят да разместят процентното съотношение за производство на микрочипове от Азия към Западния свят: САЩ и Европа, каквато е крайната цел.
Става въпрос за Интегрални схеми (IC), на руски „микросхема“.
„чип“ значи съвсем друго.
Журналистите нарекоха ИС чипове и така остава като жаргон.
Полупроводник/ци пък е материалът от който се изработват ИС ( предимно силиций, също галиев арсенид и др., в миналото – германий). Тези материали имат уникалното свойство да се държат и като проводници и като изолатори, което определя възможността да усилват и превключват електрически сигнали в огромен динамичен диапазон (от микроволтове и микроампери до хиляди волтове и ампери).
ИС не е нищо друго освен съвкупност от десетки (първоначално), до хиляди и милиони (понастоящем) транзистори*, изработени (интегрирани) по спец. технологии върху една подложка (чип) от полупроводников материал.
Биват цифрови или аналоговите, в зависимост от сигналите, които обработват, както и комбинирани (преобразувателни) – аналого-цифрови и зифро-аналогови…
С появата си, само за едно-две десетилетия, ИС изместиха цели блокове от електронните лампи (дотогава господстващи в областта) като почти напълно иззеха функциите им за усилване и обработване на ел сигнали.
Навремето ( като започнем от средата на 60-те), 100% от ИС са се произвеждали в САЩ. Там са създадени първите цифрови и аналогови ИС, но после производството беше диверсифицирано по света от търговски съображения…
За да се стигне до сегашното плачевно положение САЩ да зависят от чужди производители (Тайван), дори в обл. на военното производство.
Въпреки това и в момента САЩ остават лидер в обл. на аналоговите ИС, най-сложните и фундаментални в областта…
Мерки за възстановяването на производството бяха взети още от администрацията на Тръмп, а сега дългоочаквания закон най-после видя бял свят..
__________________
* елементарната базова електронна схема, изработена върху полупроводников материал; ВСИЧКИ ИС представляват набор от транзисторни структури.
Изобретен е през 1948.
Това е градивната тухла на полупроводниковата електроника.
В момента плътността на транзисторите върху една полупроводникова подложка (чип) с площ до няколко кв мм, може да достигне Милиони.
Първите (цифрови) ИС, използвани в програмата Аполо 60 -те год са имали плътност от 4 до 8 транзистора на подложка