Wpływ nowo dodanych amerykańskich sankcji na chiński sektor półprzewodników
7 października 2022 r. Stany Zjednoczone ogłosiły serię ukierunkowanych aktualizacji swoich przepisów eksportowych dotyczących półprzewodników i powiązanych technologii w odniesieniu do Chin. Dwa z dziewięciu nowych przepisów wyróżniają się, biorąc pod uwagę skalę krótko- i długoterminowego wpływu, jaki będą one powodować.

Obie zasady omówiono poniżej:

Jedna ogranicza zdolność osób ze Stanów Zjednoczonych (w tym obywateli, posiadaczy zielonej karty i cudzoziemców mieszkających w USA) do wspierania rozwoju lub produkcji układów scalonych w chińskich fabrykach  bez uzyskania licencji.

PONIŻEJ KONTYNUACJA TEKSTU

Od czasu wejścia w życie tej reguły 12 października 2022 r. spowodowała ona falę masowego zwalniania się amerykańskich pracowników, w tym rezygnację kadry kierowniczej wysokiego szczebla, z chińskich firm półprzewodnikowych.

Amerykańscy pracownicy chińskich firm produkujących półprzewodniki, takich jak Yangtze Memory Technologies Co. Ltd (YMTC), ChangXin Memory Technologies (CXMT), Shanghai Semiconductor R&D Center Jiading Factory i Hangzhou HFC Semiconductor Corp. podobno składali rezygnacje jeden po drugim.. Amerykańscy dostawcy sprzętu chipowego, w tym Applied Materials , KLA Corporation i Lam Research, wstrzymali odpowiednie usługi i wsparcie w Chinach oraz wycofali swoich amerykańskich pracowników z Chin.

Poza tym istnieje głębszy problem: wielu dyrektorów generalnych, kierowników wyższego szczebla w działach badawczo-rozwojowych oraz inżynierów w czołowych chińskich firmach zajmujących się półprzewodnikami to Chińczycy, którzy albo posiadają amerykańskie zielone karty, albo są już obywatelami Stanów Zjednoczonych. Kilka przykładów to obywatelstwo amerykańskie założyciela firmy Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. (AMEC), jednego z głównych chińskich dostawców sprzętu półprzewodnikowego. Wraz z założycielem, co najmniej sześciu innych członków kierownictwa wyższego szczebla i innych ważnych inżynierów ds. badań i rozwoju to Amerykanie pochodzenia chińskiego. Nie tylko AMEC: prezes KINGSEMI Co. Ltd., kluczowego dostawcy TSMC , posiada amerykańską zieloną kartę, podobnie jak zastępca dyrektora Giga Device, pamięć FLASHfirma projektująca układy scalone (IC). Szacuje się, że 43 amerykańskich dyrektorów generalnych jest zatrudnionych przez 16 firm półprzewodnikowych notowanych na chińskiej giełdzie. Według Financial Times, chińskie organizacje zajmujące się półprzewodnikami zatrudniają 200 osób z paszportami amerykańskimi.

Ponieważ ograniczenie już obowiązuje, Stany Zjednoczone zmusiły ludzi do dokonania wyboru: muszą wybrać między swoją narodowością a zawodem. Jest bardzo prawdopodobne, że chiński rząd wykorzysta swoje wpływy, aby przekonać tych wysoko postawionych chińskich Amerykanów zatrudnionych w branży półprzewodników do pozostania. Jednak krótkoterminowy odpływ talentów i zakłócenia są nieuniknione.

Wszyscy jesteśmy świadomi, że branża półprzewodników, szczególnie w zaawansowanych fabrykach, w dużym stopniu zależy od talentów. Chiny podejmowały liczne próby zwabienia zagranicznych talentów w dziedzinie półprzewodników, aby pomogły im umocnić swoją pozycję w branży, szczególnie w dziedzinie zaawansowanych układów scalonych które są niezbędne dla wszystkich przyszłych technologii wspomagających, takich jak sztuczna inteligencja (AI), uczenie maszynowe, autonomiczna jazda, superkomputery i nie tylko. Bez wątpienia zakaz ten jest poważnym ciosem dla zaawansowanego sektora półprzewodników w Chinach, który już teraz walczy o bycie liderem w branży półprzewodników.

Druga reguła ogranicza dostawy sprzętu i narzędzi do dowolnej fabryki w Chinach, która produkuje/opracowuje:

  • układy logiczne z nieplanarnymi architekturami tranzystorów (tj. FinFET lub GAAFET) o długości 16 nm lub 14 nm lub mniejszej;
  • Chipy pamięci DRAM o połowie skoku 18 nm lub mniej;
  • Układy pamięci flash NAND ze 128 warstwami lub więcej.

Wszystkie amerykańskie firmy, które chcą to zrobić, będą musiały uzyskać licencję od Biura Przemysłu i Bezpieczeństwa (BIS) Departamentu Handlu.

Embargo z pewnością znacznie utrudni rozwój zaawansowanego Si w Chinach. Przewiduje się, że najbardziej dotknięte zostaną trzy firmy, Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), YMTC i CXMT.

SMIC 14 nm wszedł do masowej produkcji, a 10 nm i 7 nm są w fazie badań i rozwoju. W dziedzinie pamięci DRAM firma CXMT jest największym producentem w Chinach, a jej główne produkty wykorzystują proces 19 nm i zmierzają w kierunku 17 nm. W dziedzinie NAND, YMTC już masowo produkowane produkty 128-warstwowe w 2021 r., a produkty 232-warstwowe zostały ogłoszone, ale nie są jeszcze produkowane masowo.

Zakaz dostarczania zaawansowanego sprzętu do fabryk, a także zakaz pracy Amerykanów dla chińskich zaawansowanych fabrykach sprawił, że firmy takie jak SMIC, YMTC i CMXT nie są w stanie uzyskać żadnego sprzętu/usług/wsparcia od swoich poprzednich dostawców z USA (lub sprzymierzonych z USA dostawców), takich jak Applied Materials, KLA, Lam Research i ASML. Konsekwencje będą ogromne. Wytwarzanie zaawansowanego układu scalonego logiki Si jest nieosiągalne bez zaawansowanego sprzętu produkcyjnego, oprogramowania oraz usług/wsparcia doświadczonych inżynierów dostawcy.

Według niektórych producentów sprzętu, nawet jeśli personel konserwacyjny i instalacyjny zagranicznych fabryk sprzętu jest obywatelami Chin, o ile technologia sprzętu należy do Stanów Zjednoczonych i należy do jednej z trzech wymienionych powyżej kategorii, nie będzie mogła działać w Chinach.

Dotyczy to nie tylko sprzętu. Granice niektórych aplikacji nie są dobrze zdefiniowane; na przykład wiele urządzeń produkcyjnych wykorzystuje ten sam zestaw oprogramowania do produkcji 14/28 nm, co powoduje wstrzymanie dostaw lub serwisowania takich urządzeń, co ma wpływ na kilka fabryk 28 nm.

Podsumowując, Chiny będą miały jeszcze większe trudności z samodzielnym ustanowieniem zaawansowanej zdolności produkcyjnej Si na miejscu. Nawet jeśli nie zostaną nałożone żadne ograniczenia, może minąć co najmniej siedem lat, zanim SMIC (jedyny chiński producent układów logicznych 14 nm) dogoni liderów branży, takich jak TSMC i Samsung. Bariera jest ogromna; Chińczycy musieliby samodzielnie zaprojektować wszystko, od oprogramowania po sprzęt, w ramach każdego procesu produkcyjnego, co jest przedsięwzięciem prawie niemożliwym. Aby sprostać temu ogromnemu wyzwaniu,  chiński przemysł półprzewodnikowy również zamierza „obejść” poprzez rozwój zaawansowanych opakowań półprzewodnikowych semiconductor packaging . Zaawansowane opakowania półprzewodników są kluczem do rozwoju technologii chipletów, która jest uważana przez przemysł półprzewodników za kluczową technologię wykraczającą poza fizyczne ograniczenia prawa Moore’a.

Oczywiście zakłócenie nie jest odczuwalne wyłącznie w jednym kierunku; wszyscy ci urodzeni w USA/sprzymierzeni z USA gracze zaangażowani w zaawansowany biznes półprzewodników zostaną w jakiś sposób zakłóceni. Na przykład firma Apple niedawno zrezygnowała z zamiaru korzystania z pamięci flash 3D NAND firmy YMTC, nad którą obie firmy pracowały wspólnie od 2018 r.  Niezależnie od tego, geopolityka porusza się szybko, a środki odwetowe ze strony chińskiego rządu mogą zostać wprowadzone bardzo szybko