В битве ключевых технологий лидирует Китай

09.11.2020 0 Редакция NS.Writer

Об это пишет Алекс Кульманов для kasparov.ru: В производстве ключевых компонентов и разработке новых технологий доминирует Китай.

| Newssky.com.ua

20-е годы уже становятся периодом противостояния США и КНР. Западные инвестиции, перенос западной промышленности, воровство технологий, эксплуатация дешёвой рабочей силы в итоге дали коммунистическому Китаю возможность бросить вызов капиталистическому западному миру. К 2020 году Китай стал государством, с которым нельзя не считаться. Россия ушла во вторую лигу, в которой она находится лишь благодаря мощному ядерному наследию СССР. Китай имеет как мощную, бурно развивающуюся армию, так и вторую экономику мира, которая позволяет навязывать волю государства без единого выстрела. И если пару лет назад Китай воспринимался как государство-выскочка, которое не имеет шансов против главной сверхдержавы, то из-за новостей 2020 года уже становится неочевидным, кто же победит в противостоянии. Раньше Китай был лишь гигантским сборочным конвейером, отстающим в технологиях от лидеров. Сегодня очевидно, что Китай изо всех сил старается сократить разрыв, активно работая над получением ключевых технологий.

Вот уже больше года гремит на весь мир война Трампа с компанией Huawei. За три десятка лет компания, начав с перепродажи гонконгских автоматических телефонных станций, выросла в одну из крупнейших мировых телекоммуникационных корпораций, которая делает оборудование мирового уровня дешевле, чем конкуренты. Huawei сегодня производит оборудование для сетей 5G дешевле, чем западные конкуренты, и единственное, что оказалось на пути захвата мира китайскими коммуникационными сетями, — это политические преграды.

Год назад США запретили своим высокотехнологичным компаниям торговать с китайской Huawei. Но тогда эмбарго оказалось ничтожным. Лазейки позволили американским фирмам продолжать поставки Huawei с зарубежных заводов. Доходы китайской компании выросли на 19% в 2019 году, до 123 млрд долларов. Благодаря усилиям Huawei по складированию запчастей, закупки у американских поставщиков выросли на 70%, до 19 млрд долларов. 15 мая 2020 года Америка решила зайти с другой стороны. Были объявлены новые правила, нацеленные против собственных микросхем Huawei, которые используются во многих продуктах фирмы. Правила нацелены на фабрики, которые получают у китайской компании заказы на производство процессоров, разработанных компанией. Теперь никакие американские инструменты не могут быть использованы для производства продуктов Huawei. Поскольку каждый крупный производитель чипов использует какие-либо американские технологии, результатом должно стать полное замораживание Huawei. С 15 сентября 2020 года компания лишилась возможности покупать процессоры у основных мировых производителей.

Для понимания серьёзности ситуации для Huawei стоит описать, что собой представляет сегодня производство полупроводников. Микропроцессор — изобретение американское. Но производство процессоров стало глобальным. На сегодняшний день существует более десятка крупных производителей полупроводников в мире. И только 20% производства процессоров находится физически на территории США. Новые меры против Huawei сосредоточены на американских компаниях по производству процессоров, чья продукция не имеет замены. Но в первую очередь новые правила затрагивают компанию TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company).

Тайваньская корпорация TSMC — один из лидеров на рынке полупроводников. На текущий момент почти все заводы TSMC располагаются на самом Тайване. Компания сотрудничает в том числе с китайскими производителями смартфонов, в первую очередь Huawei. 15 мая TSMC объявила о строительстве своей первой фабрики на территории США, которая должна вступить в строй в 2024 году. Она разместится в Аризоне и будет производить электронику на базе перспективного техпроцесса 5 нанометров. Стоимость фабрики оценивается в 12 млрд долларов. Трамп обещает TSMC широкие субсидии для размещения новых фабрик в США. Но с одним условием: они должны выполнять заказы только американских компаний. В частности, делать чипы для Apple, Nvidia, AMD и других. Обещанные фабрики должны дать правительству США больше контроля над рынком полупроводников и новые рычаги в торговом противостоянии с Китаем.

До начала этого противостояния у TSMC было поменьше известности. Это не Apple, не «Алибаба», не «Дисней», не «Гугл» и не «Фейсбук». В рейтинге самых ценных публичных компаний мира TSMC находится в третьем десятке с капитализацией на конец 2019 года в 262 млрд долларов. В отличие от большинства других мегакорпораций, TSMC не продает продукты или услуги населению, но её фабрики предоставляют высокопроизводительные чипы, которые делают возможными эти продукты и услуги. Микросхемы от TSMC стоят почти во всех современных электронных устройствах — от наручных часов до суперкомпьютеров.

В этом году в новом шестом корпусе TSMC началось изготовление процессоров для нового iPhone. Эти чипы вмещают более 170 миллионов транзисторов в каждый квадратный миллиметр кремния, создавая ячейки размерами всего пять миллиардных долей метра или пять нанометров (5 нм). Это в 1000 раз меньше, чем эритроцит, в 100 раз короче длины волны видимого света. Меньше 5 нм только отдельные молекулы. Причём некоторые молекулы уже не намного меньше. Необходимость работы на таком уровне детализации делает Fab18 самой дорогой фабрикой, когда-либо построенной, с капитальными затратами около 17 миллиардов долларов. Современная фабрика Tesla в Шанхае обошлась всего в одну пятую от этой суммы. Основное сырьё для фабрики — самый распространенный, после кислорода, элемент на Земле: кремний. Оксид кремния очищается до чистоты 99,9999999999%. На специальном оборудовании из него выращивают монокристалл цилиндрической формы высотой около двух метров, диаметром 300 мм и массой более 100 кг, а затем нарезают на круглые «блины» толщиной около 1 мм, поверхность которых тщательно выравнивают и полируют до зеркального блеска. Но самое главное начинается дальше.

Для создания структуры современного процессора нужна фотолиграфическая машина размером с двухэтажный автобус и массой около 180 тонн. И чтобы приобрести современную модель, придётся отправиться в Нидерланды. В пригород Эйндховена, пятого по величине города страны. Это дом компании ASML — крупнейшего в мире производителя самого современного оборудования для производства процессоров. ASML не единственный в мире производитель фотолитографических машин. Она конкурирует с Canon и Nikon из Японии. На сегодняшний день у ASML доля рынка 62% и капитализация около 114 млрд евро. В 2019 году компания продала 229 фотолитографических машин на 11,8 млрд евро. И треть от всей выручки пришлась на 26 фотолитографических машин, использующих уникальную технологию «экстремального ультрафиолетового света» (EUV) с длиной волны всего 13,5 нанометров. Три ведущих мировых производителя микросхем — Intel в Америке, Samsung в Южной Корее и TSMC — зависят от продукции голландской ASML, как и вся остальная технологическая отрасль.

Если раньше для производства процессоров лазеры использовались для непосредственного получения света, то сегодня всё стало гораздо сложнее. Внутри ультрасовременной машины EUV каждую секунду через камеру в основании падают 50 000 капель расплавленного олова. Пара лазеров излучают на каждую каплю, создавая плазму, которая, в свою очередь, даёт свет необходимой длины волны. Немецкие зеркала Zeiss, направляющие этот свет, сделаны из кремния и молибдена и отшлифованы настолько точно, что если эти зеркала масштабировать до размеров Германии, то на них не было бы выбоин, превышающих один миллиметр. Поскольку экстремальный ультрафиолетовый свет поглощается почти всем, включая воздух, процесс должен проходить в вакууме. Свет попадает на маску, которая защищает одну часть кремниевой пластины и оставляет открытыми другие участки. Открытые участки вытравливаются, оставляя необходимую структуру транзисторов, размером всего в несколько сотен атомов.

Огромные фотолитографические машины создаются при участии около пяти тысяч поставщиков различных компонентов со всего мира. Carl Zeiss создаёт оптику, VDL, голландская компания, производит роботизированные руки, которые подают кремниевые «блины» в машину. Источником света является Cymer, американская компания, купленная ASML в 2013 году.

Признание доминирующего положения компании ASML не ограничивается клиентами или инвесторами. Политики тоже разделяют это мнение. Фотолитография по технологии EUV включена в список Вассенаарских технологий «двойного назначения», которые применяются как в военных, так и в гражданских целях. В 2018 году Китай попытался заказать машину EUV у ASML, но под американским давлением продажа оборудования до сих пор не разрешена.

Теперь продажа процессоров, созданных с американским участием (а значит, всех интересных для китайцев) для Huawei запрещена. Американские компании, для которых китайская корпорация была прибыльным заказчиком, пытались уговорить своё правительство на отсрочку, но у них ничего не вышло. Остаётся лазейка, что Вашингтон будет выдавать лицензии поставщикам процессоров, которые будут давать возможность ограниченной работы с Huawei. Строго под контролем Дяди Сэма. Сама корпорация пытается делать хорошее лицо и заявляет, что в этом году потратит более 20 миллиардов долларов на исследования и разработки, что на 5,8 миллиарда долларов больше, чем в 2019 году, и примерно столько же, сколько тратит Amazon.

Но ещё больше собирается потратить коммунистическая партия Китая. Гораздо больше. Ещё в мае товарищ Си Цзиньпин пообещал инвестировать $1,4 трлн к 2025 году, чтобы увеличить технологическую независимость Китая. Эти деньги собираются потратить на беспроводные коммуникационные сети пятого поколения, искусственный интеллект, развитие услуг облачных вычислений, камеры и системы слежения, высокоскоростные железные дороги.

В августе в лентах мелькнула новость о том, что китайские компании активно занимаются приобретением специалистов по созданию полупроводников. Указывалось, что недавно тайваньская TSMC потеряла сотню опытных инженеров, которые были куплены Китаем на более выгодных условиях. Две молодые китайские компании QXIC и HSMC получили примерно по 50 тайваньских инженеров за зарплату в два с половиной раза больше, чем на TSMC. HSMC собирается построить за $18,4 млрд предприятие по производству 14-нм процессоров к 2022 году, а в перспективе рассчитывает освоить и 7-нм техпроцесс. Финансируют компанию китайские власти. Только за последний год полупроводниковые производители из континентального Китая переманили более 3000 тайваньских специалистов. По мнению аналитиков, переманивание специалистов не может дать моментальный эффект. Но компании вроде Huawei изо всех сил стараются продержаться до момента, когда Китай получит независимость от остального мира. США, затягивая технологическую удавку, рискуют привести китайские технологии в состояние, которое станет невозможно контролировать.

Но если в производстве полупроводников Китай только претендует на лидерские позиции, то есть перспективные области, в которых Китай уже сегодня имеет перевес.

Энергетическая система XXI века меняется. В настоящий момент ископаемое топливо даёт 85% энергии. Создание зелёной энергетики сегодня находится в долгосрочных приоритетах. Байден заявил, что хочет потратить 2 трлн долларов на декарбонизацию американской экономики. Евросоюз в течение десятилетия хочет сократить выбросы «парниковых газов» на 55% по сравнению с уровнем 1990 года. При благоприятном развитии ожидается, что возобновляемые источники энергии, такие как ветреная энергия и солнечная, вырастут с сегодняшних 5% (от общего уровня) до 25% в 2035 году и 50% в 2050 году. Чтобы осуществить этот переход к зелёной энергетике, надо наращивать эксплуатацию соответствующего оборудования.

И тут выясняется, что в производстве ключевых компонентов и разработке новых технологий доминирует Китай. Сегодня китайские компании производят 72% мировых солнечных модулей, 69% литий-ионных аккумуляторов и 45% ветряных турбин. Также они контролируют значительную часть переработки минералов, важных для чистой энергии, таких как кобальт и литий. В цепочке поставок литий-ионных аккумуляторов Китай контролирует 77% емкости элементов и 60% производства компонентов. В новой энергетике Китай действует по своей привычной формуле: учится у иностранцев, после чего вкладывает огромные деньги и использует авторитарные принципы для разворачивания производства в гигантских масштабах у себя.

Кроме этого, китайские компании начинают вливать средства в ветровую и солнечную энергетику за пределами Китая. Так, в августе крупная энергетическая компания China Three Gorges заявила о покупке половины испанской компании X-Elio. В прошлом году было приобретено более 1 ГВт мощностей ветряных и солнечных электростанций в Бразилии.

Китай в 2020 году собран, целеустремлён и оптимистичен. Жизнь китайских граждан непрерывно улучшается вот уже три десятка лет. Китайское правительство уже добилось существенных успехов и пользуется поддержкой населения. В то время как у мирового лидера — Соединённых Штатов Америки — внутри страны острейший социальный и политический кризис с неясными перспективами. И как сегодня никто не может предсказать результаты американских выборов в ноябре, так и противостояние США — КНР становится всё более непредсказуемым. США сегодня остаются лидером. Кто будет лидером в 30-х — однозначно сказать уже сложно.

Поделиться статьей: