offline
- mercedesamg
- Legendarni građanin
- Pridružio: 08 Avg 2019
- Poruke: 7111
|
Микроелектроника у Русији пре и после 24.02.2022
-текст Дениса Шамирјана, генералног директора фирме МАППЕР
+ текст преведен преко онлајн преводиоцаНа сајту habr.com објављен небезынтересный материјал генералног директора ДОО "МАППЕР" (полупроводниковой фабрике за производњу уговора МЭМС инструмената) Дениса Шамиряна (@CorneliusAgrippa) "Микроэлектроника у Русији пре и после 24.02.2022" о данашњем стању производње микроелектроници у Русији и о могућностима у условима великих западних санкција да створи потпуно локализована производњи микроелектронских компоненти.
Пм
Инсталација литографија на АО "Микрон" у Зеленограде (Москва) (са) "Направљен од нас"
У светлу недавних догађаја (за потомство: гуглим Русија, Украјина, 24. децембра 2022. године), су довели до увођења санкција против Русије у области високе технологије и, посебно, микроелектроници, ја често чујем питање: а шта даље? У каквом су сада стању да руска микроэлектронное производња? Русија ће бити у стању да створи потпуно локално производња чипова?
Одмах направите резервацију, да овај чланак не претендује да буде свеобухватан независна анализа ситуације, а одражава моје личне тачке гледишта, заснована у великој мери на отвореним изворима, као и на искуству: више од 20 година у индустрији, 15 година у иностранству, као и у R&D (IMEC), тако и на масовној производњи (Global Foundries) плус 8 година у Русији (покретање из темеља фабрике за производњу МЭМС), личном заједништву, мишљењу других стручњака; у општем свему томе, доказ је оно што не можете наћи, или је веома тешко. Тако пруфов обезбеди нећу – сваки има сопствену тачку гледишта и право да се њен глас (бар за сада).
Рећи ћу само о технологији производње, јер сам ја бивши технолог, на дизајну однос никада није имао и фразе типа "лиценцирање процесорских језгара" за мене темны и неразумљиви.
Такође, напомињем да је ја ћу рећи само о ЦМОС производња, прво зато што је ова тема највише интересовања потрошача (то је електронски уређаји – процесори, меморија, итд.), и друго, у иностранству сам радио у ЦМОС (ака ЦМОС) производњи и добро могу да замислим да га изнутра, треће сам ја сада радим у МЭМС индустрије и пишу о томе не ћу, јер сам заинтересована страна.
Чланак се састоји из три дела:
Анализа текућих произвођача
Размишљања на тему потпуно локалну производњу микроелектроници
Покушај да се завири у будућност
Анализа тренутне ситуације
За почетак, хајде да погледамо тренутне произвођача микроелектроници. Ја ћу говорити само о више-мање модерним фабрикама, способних да се ослободи чипа по техпроцессу 180 nm и испод. Да би било јасно, ја ћу дати примере процесора, произведен за одређену технологију, подаци су узети из Википедије тамо у чланку је са десне стране колоночка са свим техпроцессами, можете да кликнете и да видимо шта о овом техпроцессу (и када) извршена. Дакле, 180 nm – ово је почетак 2000-x, процесори типа Intel Података и Плаистатион 2. Све старе совјетске фабрике (типа НЗПП), раде на технологијама више микрона, посматрати неће (на пример, Intel 80286 је направљен по технологије 1.5 мм).
Мали клаузула о величина плоча. Савремена производња ради или на 200 мм (до 90 nm), или на 300 мм (65 nm и испод) вафел обраду; плоче. Најнапреднији опрема за технологије мање од 65 nm постоји само у верзији 300 мм. Тако да високе технологије на 200 мм плоче неће радити. И опрема за 300 мм плоча значајно (на време) скупље опреме за 200 мм плоча.
Дакле, оно што ми имамо у овом тренутку.
Пм
Микрон - то је живо микроэлектронное производњу у Русији. Раде на 200 mm плоче, имају технологијом 180 nm (у масовној производњи), 90 nm (нисам сигуран да је у великој маси, али могу бити погрешно; 90 nm – то је Интел Података М/Д, AMD athlon препоручен 64), 65 nm (овде имам велике сумње да постоји масовна производња; 65 nm - то АМД Turion 64 X2, Мицрософт Ксбок 360 "Falcon"). Ја сам у своје време учествовао у покушају да развој технологије 65 nm 200 мм плоче (IMEC, Белгија), али опрема не привлаче, па 65 nm техпроцесс је премештена на 300 мм опрема.
Производи Micron у великим количинама у основи чипови за банковне картице, пасоша, карата у метроу, итд У малим количинама производе оно што је пао под санкције. Су под санкцијама прилично дуго, тако да је већ некако научили да са тим да се носи. Промет више од 6 милијарди рубаља, од чега око половину они зарађују сами, остало је докидывает држава (на пример, у облику субвенција за 109 одлуком Минпромторга – Пм увек међу прималаца субвенција).
Ангстрем-Т
Не персонализујете помешати са само Ангстремом (без Т) – Ангстрем је само старо совјетско производња, они су радили чипови за совјетске калкулатора и игре "Па погоди" - ако је неко толико стар да га запамтите тамо вук јаја из испод кокошака ухваћен. Ангстрем је још увек жив и производи производе (наравно, не за калкулатора).
Историја Ангстрема-Т је почела у 2007, када је Глобална Foundries (тада је то био још фабрика АМД – Fab36, Дрезден), почео прелаз на 300 мм плоча и продао сву опрему и технологије на 200 мм Ангстрему-Т: 130 nm (ниво AMD athlon препоручен МП Thoroughbred) комплетна документација у техпроцесс са гаранцијом изласка годных и 90 nm – развијен, али још не у масовној производњи. У том тренутку то је било прилично свеже технологије. Али и даље нешто није у реду. Опрема заглављен на лагеру у Ротердаму, и када сам дошао да раде за Глобал Foundries у 2011. години, то је већ пословице у языцех – како су продали опрему у руску компанију, али је, уместо да се користи, већ 4 године труне на лагеру. Гнило то још негде до 2014, након чега је ипак приехало у Русију. У Зеленограде је изграђена фабрика, практично реплика дрезденского, они су чак изградили своју електрану, да купују не струја, и гас и производе струју својим снагама, да не зависе од прекида са електричном енергијом. Тако је исто урађено у Дрездену, истина, немци су успели да краде сами себе искључили струју у фабрици (као пут у моје дежурство) – али то је већ друга прича.
Дакле, фабрика је изграђена, опрема увезено, ја сам тамо био и доживео деја ву након Дрездена – све исто тако, инсталације на истом месту, са истим кодовыми именима.
То је, изгледало је све више-мање нормално, али овде са руководством тамо нека чудна прича. Имам целу колекцију аваис генералног директора Ангстрема –Т исте дизајна, само имена другачија – они су ту промениле стално (заједно са целим тимом). Једном разговарао са једним од посланици, он ме је питао како се код нас је контрола квалитета, рекао сам, он је почео да се смеје и рекао да ја ништа не разумем у контроли квалитета. Па, имамо контролу квалитета је по истим принципима на којима сам у Немачкој урадио чипови модеме за Куалцомм за петине ипхоне, Эппл као на квалитет није жалио. Па сам слегнуо раменима, али се расправљам није постао. Још једном сам разговарао са ВП sales ASML, он је заинтересован, како тамо ствари су Ангстрема-Т и рекао да је тако како их скенери простояли 7 година на лагеру, покрените их бити веома тешко и предложио да се преда стари скенери на траде-ин, а у Ангстрем-Т ставити преко нове са додатних трошкова. Ја сам рекао овај разговор руководство Ангстрема-Т и рекао да по мом мишљењу то није лоша опција – они ће добити брз резултат је бољег квалитета, нека и за додатни новац. Водич Ангстрема-Т је рекао да је то ништа о ова понуда се не зна. Чудно, помислио сам, једном лево дуде попут мене зна, а они који су то предложили и за кога то би требало да буде важно – нема.
Суштина – од куповине линије је прошло већ 15 година, производња још увек не ради. Ради ли се икада, да ме не знају. У овом тренутку предузеће обанкротилось.
Цроцус наноелектроника
Оригинална идеја Крокуса – то је производња MRAM – магниторезистивной меморије. Нећу ићи у детаље, укратко – добијате энергонезависимую меморија (као на флешках) која ради брзином рам (као DRAM). Од ове комбинације балави теку многе, дакле, многи су покушали да га направити (ја тачно знам о Сони и Infineon). Проблем испоставило се у томе, да теоретски је све лепо, али у стварности то није успело веома, тачније, испало, али ево одговарајући испоставило се на нивоу уобичајеном флеш-меморије, а флеш меморија већ постоји, зашто городить још једну технологију за оно што је већ савршено функционише?
Али, пре тога, као што је то постало јасно, Роснано је одлучила да проинвестировать у фабрику 300 мм по техпроцессу 65 nm на територији Русије. Можете како хоћете иронизировать над Роснано, али у овом тренутку ово је једина у Русији фабрика на 300 мм плоче са технологијом рада 65 nm. Истина, постоји нијансу.
У изворном моделу треба да MRAM ћелије ће бити на нивоу галванизацију (тзв. back end). Јер сами транзисторы (front end) може бити на било којој фабрици, то је лако приступачан производ, одлучено је да се не разметање на фабрику потпуног циклуса, и да се изгради део фабрике, која ће садржати само know-how за производњу MRAM. Напомињем, узгред, да је опрема за front end вреди много скупље (тамо је само више све различите, а за back end много, у принципу, не треба). Дакле, оригинални модел је изгледала овако:
Градимо полу-фабрику (само back-end) за разумну новац
Купују плоче c front end за мало новца на светском тржишту
Додајемо MRAM back-end
Продају за велики новац на светском тржишту
ПРОФИТ!
Ако би MRAM технологија зарадио, то би било веома лепо решење. Али она није зарадио (и не само Крокуса), и Цроцус претворио у љубазни кофер без дршке.
Са једне стране, он је испуњен фабрика, јер не чини транзисторы (front end), а наручити на страној фабрици front end а онда заврши код себе је бесмислено, то је лакше да се одмах резервишу на страној фабрици комплетан циклус. Ако ти је негирао у пуном циклусу, онда одустати и у пола циклуса.
Са друге стране, то је једино у Русији ради производње на 300 мм плоче од 65 nm техпроцессу, уз могућност даље надоградње до 45 nm и, можда, до 32 nm.
Односно, и убијају жао, и шта даље да радим – није јасно. Да заврши до потпуне фабрике? Али то су огромне инвестиције, али и место тамо физички није нарочито постоји под пуном фабрику. То јест, треба издржати. А ако носе – није лакше да ли је од нуле онда да се изгради? (обично лакше). А до банкрота – рука не пење.
Годишњи промет Крокуса – то где-то милијарди рубаља, они сами зарадили десет одсто (углавном једнократне налоге за превлаке магнетних материјала за стране купаца – руских нема, јер у Русији нема 300 мм фабрике).
На крају, после дугог искушења Роснано продаје Цроцус једне велике корпорације. Они су ту ће урадити квантне компјутере. Не питајте ме шта то значи.
Нова фабрика у Зеленограде
О њему се мало зна. Величина плоче 300 мм, техпроцесс 65 nm – 45 nm (First generation Интел Цоре и3, и5 and и7). Изградити га планирали одавно, ево на пример, вест (непознатог датирање), да до 2014. године треба да се изгради. Да се изгради иде компанија Ситроникс, али ништа значења нагуглить не успева. Пре неколико година ми је од целе владе на испит пројектни задатак за фабрику, ја сам прочитао – написано је правилно, јасно су писали људи који су знали шта су радили. Причало се да изградња иде, уз помоћ кинеских извођача радова (нешто као УМЦ - истина, то је Тајван). Више ништа не могу да кажем. Шта ће се десити, такође, није јасно.
Суштина
На Микроне теоретски може да произведе нешто нивоа Интел Података/AMD athlon препоручен 64 (техпроцесс 90 nm, средином 2000-их). Да се крене даље, потребно је фабрика на 300 мм, а у потпуно функционалном стању нема.
Да ли је могуће потпуно локализује производња микроелектроници о савременој техпроцессу?
Кратак одговор: не.
Детаљнији одговор: Ни једна земља у свету неће моћи да се локализује производња микроелектроници по техпроцессу мање од 90 nm. Да успостави нешто слично микрона технологије (контакт литографија, жидкостное гравура, ручне операције) на коленке још како-то је могуће, али то ће бити ниво 8086/80286 или ЗКС Спецтрум.
Детаљну одговор. За успешно микроэлектронного производње потребни су следећи фактори:
Доступност тржишта
Доступност производне опреме
Присуство надлежног особља
Доступност сировина, материјала и расходников
Хајде да се пробије сваки аспект више.
Тржишта
Наизглед, шта тржишта – ако треба да се уради, то значи да је неопходно, без обзира на трошкове. Проблем је у томе што сам полупроводника фабрика – то је само врх леденог брега. И без обзира на трошкове ће морати да смање цела санта леда, а то је веома, веома много новца.
Сви навикли на чињеницу да је полупроводника чипови су веома јефтини. Зашто они добијају јефтине, ја сам је писао у другом чланку. Многи људи погрешно верују да је довољно да се стави биљка на територији Русије и ми ћемо добити исте јефтине чипови, само се праве код куће. Нажалост, то није тако. Семицондуцтор фабрика сжирает огромне количине новца, без обзира на то, он производи нешто или не. То јест, да један чип је био јефтин, потребно је огромну количину новца да се подели на огроман број чипова (десетине милиона за постројења средње руке). И они морају негде да сбывать. Ако прода их нигде (руско тржиште не тако велика), затим фабрика ће сносити губитке који су или би требало да покрије држава субвенција (тада чипови ће бити јефтини за потрошача), или сами потрошачи (тада чипови ће бити веома скупо). То јест, ако желите да радите заиста јефтини чипови, потребно је да их продају широм света.
Следећи слој брега – ова опрема. Биљке је потребно око десетак инсталације истог типа (нпр., литографија, или нагризање), а врсте су десетине (ако не и стотине). Произвођача опреме истог типа није интересантно тржиште од десет комада – опет, или опрема ће златним за биљке, или произвођач опреме мора да субвенционише држава. Или фабрика би требало да буде много, онда произвођача опреме појављује тржиште и његови производи јефтинији. Али много фабрике нам не треба – ми смо са једне оно не знамо где да поставите чипове. То јест, ако желите да се релативно јефтина опрема (релативно јефтин – то значи да, на пример, инсталација фотолитографии кошта отприлике као Боинг), треба да се продају широм света.
Следећи слој брега – делови за опрему – уређаји, пумпе, роботи и сл Овде иста прича – за неколико десетина/стотина јединица опреме, много пумпи не треба, и ми смо опет утыкаемся или у високу вредност, или на потребу за продају на светском тржишту.
И иста прича ће бити са свим осталим: са кремниевыми плоче, хемикалија, систем за пречишћавање воде. Све што ће бити јединствен за наше производње, бити дивље скупо, јер више ми је то нико не продадим (па, или ћемо трговати са целим светом).
Још један тренутак. Једна биљка може произвести све микроэлектронную номенклатуру. То је и процесора и оперативне меморије, и флеш-меморије, и микроконтролери и радиомодемы, итд, итд у једном биљка не уклопе. Производња рам меморије – то је сасвим друга грана микроелектроници са одвојеним фабрикама, техпроцессами и играчима. У своје време немци су покушали да играју ову игру Infineon отпочковал компанију Qimonda, која је требало да се уради производње рам меморије. То се није десило. Трошкови чип картицу, произведене на Qimonda била једнака вредности чип картицу Самсунг на шалтеру у продавницу. Qimonda стечај.
То јест, да имају потпуно локализована производња, потребно је да имате неколико биљака. И негде да продаје производе ове фабрике. Или да садржи ове фабрике раде са минималним преузимања. Правде ради, напомињем да је много фабрика ће створити бар неку потражња за опрему и сировине.
Хајде да се око прикинем, колико то кошта. На пример, Интел гради нову фабрику у Немачкој за 17 милијарди долара. Потребно је неколико биљака, рецимо то ће бити $50-60 милијарди За поређење, ово трошкове за одбрану у Русији 2020. године Цео екосистем, мислим да ће коштати најмање ред величине више, онда постоји $500-600 милијарди већ Је трећина БДП-а Русије. А на крају крајева, такав екосистем може да уради и скупље, него што на ред.
На крају, креирање и садржи потпуно локализована производња – то је ВЕОМА скупо.
Производна опрема
Рецимо, ми смо негде нашли квадрилиарды новца и можемо приуштити све. Прво што је потребно – то је опрема. Напомињем да у овом тренутку нема ни једне земље у свету која би производила сву опрему потребну за микроэлектронного производња у технологијама 45 nm и испод. Чак и САД, које производе лавовски полупроводника опреме, не производе машине фотолитографии. Своје производе или Холандија (ASML), или Јапан (Никон, Цанон). Applied Materials (САД), један од највећих (а можда и највећи) произвођач опреме, обично хвали да може да испоручи комплетну линију опреме само од своје машине, али увек додаје: поред фотолитографии.
Да опрема за савремену производњу полупроводничких веома тешко, а највише од нуле – то је немогуће. Овде постоје два момента.
Прво, модерни произвођачи опреме су прошли дуг пут у десетине година побољшава и усавршава своју опрему. На пример, холандски произвођач фотолитографического опреме, компанија ASML потрошила око 15 година, да би до ума инсталацију EUV. Први прототип је направљен у IMEC (где сам тада радио) у почетку двухтысячных, а на тржиште, она је изашла пре неколико година (то сам ја још увек не знам колико је времена код њих је први прототип уради). То је упркос чињеници да ASML огромно искуство у развоју и производњи машина фотолитографии и да их R&D буџет је око милијарду евра годишње (мислим да је лавовски део тог буџета је отишла и оставља на EUV).
Друго, савремена опрема – то је заправо дизајнер лего, у којој је 90% стандардних блокова (роботи, вакуум пумпе, котроллеры гасних токова, итд, итд) и 10% - то је кнов-хов компаније, на који се троши основна време и новац у развоју. Колико је мени познато, компоненте полупроводника опреме потребног квалитета у Русији не производи.
Могуће је, наравно, покушати да све уради сам – али то је само један од разлога зашто је прогорела наша родитељска компанија Mapper Lithography: сви су покушавали да сами: напајања, РФ генератори, да напише свој софт, итд На крају, машина је радила као сат, онда је сломио и њен недеље крпљење.
Такође, не треба заборавити да поред производње опреме потребно је помоћна: водоводни систем (и то не у кухињи филтер ставити), компресори за компримованог ваздуха, генератора азота, итд, итд То је све превише треба негде да узме, сада ова техника све увозна.
Закључак: може се нешто покуша да уради, ако постоји приступ стандардним компоненти високог квалитета, ако још и прибор за себе радим, по мом мишљењу, то је немогуће. Плус, ово је оно што сам писао у поглављу о тржишта, чак и ако би опрема, коме да продају, један фабрике? Али, иако може да покуша да прода у Кину – тамо фабрике много.
Компетентно особље
То се види нижа од проблема, али постоји упозорење. У принципу, руски Иво производе довољан број стручњака, који се после неколико година учења је сасвим у стању да раде на савременој производњи. То потврђује и искуство наше компаније и чињеницом да многи стручњаци руског порекла раде на страним полупроводничке производствах (ја сам тамо радио, и многих руских знам ко ради).
Сада о нијансама: прво, стручњака треба да се образује, домаћа стручњаци су добијени лоше, посебно у области културе производње и менаџмента квалитетом. По мом искуству, квалитет – то је главобоља руских компанија. Све могу да наклепать аналоговнетов у једном примерку, али ево да понуде производе одрживог квалитета испоставило се мало ко. У присуству руководства/водећих инжењера имају иностране искуство стави менаџмент квалитета не износи много рада, али чисто руских компанија испада лоше. Запамтите, као што сам горе написао да је производња водич Ангстрем-Т посмеялось преко нашег система менаџмента квалитетом? То је само о томе. У принципу, страни (или бившим патс, или руси са страним искуствима, попут мене) стручњаци могу да дођу и да се научи, питање је, како их сада намами?
Друга ствар: чим инжењера-технолога постају више или мање искусним стручњацима (неколико година искуства на нормалном производњи), они одмах почињу да гледају у иностранство. Инжењер-технолог на полупроводниковом производњи у Европи добија 3-4 хиљада евра на руке (за разумевање нивоа трошкова ево на пример Дрезден: ћу појести 3-собни стан 700-800 евра, исхрана 200-250 евра по особи, одећа пута у пола јефтиније него у Москви). На крају се дешава стално осипање кадрова, као и у иностранству инжењера-технолога треба увек (мада и не тако оштро, као и ИТ стручњаци), а плате као у иностранству ми смо, нажалост, приуштити не можемо.
На крају, за наш хипотетички фабрике морамо позвати страних стручњака са својим технологијама управљање, а онда задржи своје стручњаке из емиграције.
Сировине и материјали
За рад постројења нам потребне кремниевые плоче, течна хемија (посебно фоторезист), гасови, свака мелочевка (типа рукавице, маске, пинцетов, итд.). А све то не аби шта је квалитет, а веома високе оцене за чишћење, мелочевка компатибилан са чистим собама, итд Са свим овим ситуација у Русији није да је веома раинбов. Занимљив пример са маскама. Када је почела ковид, наш провајдер маске (посебне за чисте собе, конвенционални медицински ту не уклапа) је рекао да су све снаге бацио на медицинске маске и специјалне сада неће бити. Морао је да измисле за вишекратну употребу и пере. У Русији такве маске се не производе.
Покушали су да раде са домаћим фоторезистом. Онда мехурићи, оно ђубре, онда на плочу не лепи. Свака странка се разликује од претходног, морао да се сваки пут подстраивать параметре процеса за нове партије. Дошао у запуштеност два месеца пре истека рока трајања (понекад, а понекад чак и после истека рока био нормалан). У принципу, одиграо рулет негде годину или две, прешли на амерички. Прилагођене процес једном и заборавили проблеме. И то је био фоторезист на микронные димензије. Како ствари стоје са руским фоторезистом на технологији мање од 65 nm – ја не знам.
Кремниевые плоче. Постоји велика руска компанија која их производи. Номенклатура није велика, али највише популарне величине постоји. Квалитет је добар. Али, као и обично, постоји нијансу. Плоче нарезаются од увозних вафел обраду; шипке, на праве од увезене опреме уз коришћење увозних расходников (залихе којих, како нам је рекао на два месеца, нових снабдевања док нема). То јест, ако желимо да у потпуности локализована производња нам је потребно да се успостави још производњу ингота (за то, такође, треба да опрема развије и произведе), производња машина за сечење, брушење и полирање и расходников на њих.
Фотошаблоны. У Русији је производња фотошаблонов на више старе технологије (није баш на 45 nm и у наставку), па и, наравно, на увоз наочара и праве од увезене опреме. Производња савремених фотошаблонов – то је, такође, постоји читава индустрија, произвођачи у свету не тако много (један од примера компанија AMTC у Дрездену). Ту такође треба опрему, сировине и материјали, итд, итд.
Закључци
Не може само да се узме и да се изгради фабрика за производњу микроелектроници. За ове биљке је потребна огромна екосистем (потрошачи (много потрошача), опрема, сировине и материјал, оквири). Недавно је переводная чланак о такав екосистем И екосистем ова веома крхка, при нестанку најмање једног компоненте цео систем се урушава. Направите такву екосистем потпуно изоловани од спољашњег света, на мој поглед, то је немогуће.
И шта је следеће?
Кратак одговор: ја не знам.
Како је то могло изгледати? При интеграцији у светску микроэлектронную екосистем (имајући способност да се купи опрема, сировине и материјал и прилику да продају производе) изабрати ниша, у којој нема тешки пенал конкуренције (као у производњи меморије и процесора) и покушати да потраје тамо свој удео играње на нижој цени рада и јединствених системским решењима монолингвалних локалних инжењера. На пример, у области РФ микроелектроници. Колико ја знам, у већ поменуто Ангстреме-Т је (био?) добре дешавања на дестинацијама, а они су могли бити у потражњи у Иот, који расте веома брзим темпом. Па или неку струјног интегрални електронике. Или интегралне фотонику. Имајући пар фабрике високе технологије, уграђених у светску екосистем, може се већ и неке ствари које не желите да други виде.
Иза гвоздене завесе (што значи пуна локализација од почетка до краја) могу да радим само овако нешто 80286 процесора за велики новац, не више од тога. Мислим, глобализација и зато се дешава да сами изнад одређеног технолошког граница напредују немогуће – ни једна земља не повуку, само целим светом. Да ли ћемо бити део тог света – то је посебно питање.
[Link mogu videti samo ulogovani korisnici]
[Link mogu videti samo ulogovani korisnici]
|
