ВЫБОР РЕДАКЦИИ

Проблемы развития микроэлектроники КНР

Кибербезопасность и удаленная работа

КНР готовится к технологическому «разводу» с США

Тайвань и американо-китайская борьба за лидерство в микроэлектронике

Новые стимулирующие меры для развития производственной базы полупроводниковой промышленности в США

Современное состояние китайской микроэлектроники

Шесть чувств и не только…

Современное состояние производственной базы микроэлектроники

Некоторые аспекты американо-китайской «технологической холодной войны»

Некоторые тенденции развития производственной базы микроэлектроники

Сбываются ли планы КНР по обеспечению самодостаточности в области ИС?

Новый план стимулирования НИОКР в США на 34 млрд долл.

Прогноз продаж полупроводникового оборудования

Производственная база микроэлектроники США

Ренессанс полупроводниковых технологий

Министерство обороны США расширяет возможности корпорации SkyWater Technology

ЕС выделяет 2 млрд евро на повышение квалификации занятых в микроэлектронной отрасли

В КНР начался второй этап работы «Большого фонда» развития микроэлектроники

Состояние и перспективы микроэлектроники США

Методика оценки экологичности производства ИС

Состояние и перспективы развития производственной базы микроэлектроники

США: стимулирование развития микроэлектроники и эффективность санкций

Проблемы развития микроэлектроники КНР

Проблемы развития микроэлектроники КНР

Выпуск 24(6723) от 10 декабря 2020 г.
РУБРИКА: МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

В Шэньчжэне 5 ноября 2020 г. состоялся 3-й Глобальный саммит руководителей высокотехнологичных фирм (Aspencore’s 2020 Global CEO Summit), организованный корпорацией Aspencore. Обсуждались попытки КНР создать национальную экосистему полупроводниковой промышленности, американо-китайские противоречия, место Поднебесной в мировой экосистеме микро- и радиоэлектроники. Вниманию читателей предлагаются некоторые моменты состоявшихся дискуссий.

В разгар обостряющейся торговой войны с США (которую американцы в открытую называют холодной технологической войной) слоган «Все сделано в Китае» стал популярным лозунгом поставщиков ИС из Поднебесной. Они заявляют, что стремятся делать в КНР все возможное – ​от проектирования до производства и поставок – ​практически не полагаясь на технологии, продукты и поставщиков из-за рубежа. Ответить на вопрос, отражает ли данный лозунг правильную стратегию в нынешнее непростое время, попытался в своем вступительном слове на саммите Вэй Шаоцзюнь, профессор Университета Цинхуа и председатель отделения проектирования ИС Ассоциации полупроводниковой промышленности Китая (China’s Semiconductor Industry Association, CSIA). Учитывая сложные условия, в которых сегодня находится микроэлектронная промышленность – ​как внутренняя, так и мировая, – ​он предложил смягчить риторику и изучить альтернативные стратегические планы, которые позволили бы КНР использовать свой огромный рынок и существующую научно-производственную базу. Цель состоит в том, чтобы обеспечить стране возможности достижения большего прогресса в ближайшие 5–10 лет.

Председатель КНР Си Цзиньпин впервые заговорил о «серьезных изменениях, невиданных за столетие», с которыми сталкивается сегодня Китай, на Рабочей конференции по внешней политике ЦК КПК в июне 2018 г. Хотя мнения относительно того, что именно представляют собой эти «крупные изменения», могут отличаться, общее понимание того, что их движущей силой являются развитие науки и техники, уже сформировалось. Крайне важно понимать, что такие беспрецедентные изменения имеют далеко идущие последствия, сопровождающиеся множеством неопределенностей.


«Большие перемены»?

Анализ роста мирового ВВП за последние 50 лет показывает, что за 31 год с 1970 по 2001 совокупный мировой ВВП составил 568,3 трлн долл. – ​это в среднем 18,3 трлн долл. в год. А за 19 лет с 2001 по 2019 общий мировой ВВП достиг 1172,5 трлн долл. – ​в среднем 65,1 трлн долл. в год или в 3,6 раза больше, чем за предыдущий период.

Что же стало основным фактором такого ускорения роста мирового ВВП за неполные 20 лет? Нефть, уголь, транспорт, сельское хозяйство? Ничто из вышеперечисленного. После 2000 г. интернет-технологии и технологии мобильной связи, особенно их сочетание – ​технологии мобильного интернета – ​постепенно двигались в направлении глобальной унификации, стимулируя быстрое развитие мировой экономики. То есть самой быстрорастущей отраслью за последние 20 лет оказалась индустрия информационных технологий (IT).

Действительно, за 15 лет с 1987 по 2001 совокупный доход мировой полупроводниковой промышленности составил 152,4 млрд долл., или в среднем 10,2 млрд в год. За 18 лет с 2002 по 2019 эти показатели, составили 5,221 трлн и 290,1 млрд долл. соответственно, что в 2,9 раза больше, чем за предыдущие 15 лет. Таким образом, очевидно, что:

существует устойчивая корреляция между развитием полупроводниковой промышленности и ВВП;

полупроводниковая промышленность является основой развития IT-индустрии.

Все вышесказанное верно и в отношении КНР. Быстрое экономическое развитие Китая в последние два десятилетия также связано с индустрией информационных технологий.


Микроэлектронная промышленность КНР в период 2014–2019 гг.

В период 2004–2019 гг. микроэлектроника КНР развивалась быстрыми темпами: объем производства в стоимостном выражении увеличился почти в 14 раз, а среднегодовые темпы прироста в сложных процентах (CAGR) за указанный период составили 19,2%. Это намного выше среднемирового CAGR в 4,5%. В 2019 г., по данным CSIA, рост китайской индустрии микроэлектроники по-прежнему выражался двузначными показателями, а годовой объем продаж достиг 756,23 млрд юаней, увеличившись в годовом исчислении на 15,8%.

В последние 15 лет индустрия проектирования ИС в КНР быстро развивалась и стала одной из трех отраслей в стране, непрерывно демонстрировавших положительные темпы роста. Данный сектор – ​один из важных факторов развития микроэлектронной промышленности Поднебесной, превзошедший аналогичный сектор Тайваня и ставший вторым в мире по величине кластером индустрии проектирования ИС. Его доля на мировом рынке проектирования ИС увеличилась с 3,56% в 2004 г. до 42,99% в 2019-м.

Что касается производства ИС, то здесь сохранился устойчивый рост, причем CAGR за рассматриваемый период составил 17,96%. Сейчас, в рамках реализации Рекомендаций по развитию национальной полупроводниковой промышленности (国坅筌导体产业发霠穧嶷) и при поддержке инвестиционного фонда микроэлектронной промышленности (известного как «Большой фонд»), китайская микроэлектронная промышленность выходит на новый виток быстрого роста.


Проблемы и возможности

В настоящее время китайские ИС занимают 10,3% мирового рынка. При этом в стране очень много фирм-проектировщиков ИС (fabless, design houses), но практически нет IDM, а контрактное изготовление ИС по перспективным технологиям (с минимальными проектными нормами) доступно только одному китайскому кремниевому заводу – ​SMIC (№ 4 в мировом рейтинге «чистых» кремниевых заводов). Но и его возможности ограничены 12-нм техпроцессом – ​серийно выпускать ИС с проектными нормами 10 нм и менее ему пока не под силу. Изготовление ИС старших моделей по-прежнему сильно зависит от зарубежной производственной базы, так что КНР пока не может избавиться от импорта. Сейчас в стране производится большая часть мировой электронной продукции, и вполне понятно, что для изготовления конечных электронных систем применяются самые передовые в мире ИС, которые приходится импортировать. Определенно, развитие собственной производственной базы микроэлектроники – ​это то, чего хочет КНР.

На фоне развивающегося американо-китайского конфликта некоторые представители КНР выступают за разделение микроэлектронных отраслей двух стран («технологический развод»). В то же время правительство США, а также правительства Японии и некоторых других стран активно содействуют возвращению обрабатывающей промышленности, в том числе микроэлектроники, на национальную территорию. Однако, если оценивать реалистично, эти шаги пока не оказали серьезного воздействия. Отраслевые специалисты уже неоднократно отмечали, что Китай и Соединенные Штаты давно интегрированы в глобальную технологическую систему и полностью отделиться от нее нереально. Тем не менее Китай имеет огромный рынок и относительно полную промышленную цепочку, поддерживающую его экосистему. Более того, в условиях пандемии он первым взял ее под контроль и полностью возобновил работу и производство. При этом ситуация с пандемией COVID‑19 за пределами КНР все еще остается тяжелой.

В условиях глобальной пандемии и американо-китайской холодной технологической вой-ны китайская полупроводниковая промышленность сталкивается как с возможностями, так и с вызовами. Несмотря на все вышеизложенное, наступает самое подходящее время для того, чтобы успокоиться и трезво оценить перспективы. Тем более что понижение уровня технологических связей вплоть до полного разрыва – ​вещь обоюдоострая, и отрицательные последствия гарантированы обеим сторонам.


1. Китай стал частью глобальной технологической системы, и это необратимо

В последние два года многие китайские эксперты и руководители отрасли продвигали идею построения автономной национальной экосистемы. Однако вряд ли она полностью верна. В технологиях следующего поколения, таких как квантовые, космические и т. д., где нет сформировавшейся международной технологической системы, идти своим собственным путем вполне допустимо. Но в других областях, таких как электронные компоненты, электромобили, бытовая электроника, искусственный интеллект и т. п., КНР глубоко встроена в структуру международных стандартов и технологических экосистем. Выйти из нее крайне проблематично (да и нужно ли?), а построить «альтернативную вселенную» невозможно.

Данные исследований Института Маккинси (McKinsey Global Institute) подтверждают, что во многих ключевых технологиях, таких как электронные компоненты, электромобили, бытовая электроника и Интернет, робототехника, искусственный интеллект и технологии следующего поколения, КНР по-прежнему сильно зависит от зарубежных партнеров, а кроме того, в очень большой степени использует международные стандарты во многих технологиях. Источники многих технологических инноваций находится за пределами КНР, и стране необходимо продолжать технологический обмен с остальным миром.

На внутреннем рынке китайские поставщики занимают более 50% по таким позициям, как гелиотехника (включая фотоэлектрические панели), высокоскоростные железные дороги, цифровые платежи, смартфоны, облачные сервисы, роботы и т. д. Но на внешних рынках их доля, за исключением фотоэлектрических панелей и смартфонов, очень низка, и здесь кроются огромные перспективы в плане развития высоких технологий, выхода на глобальный уровень и захвата мирового рынка. Таким образом интернационализация – ​это непреходящая задача и общее направление дальнейшего развития КНР.


2. Понижение уровня технологических связей: риски и издержки

Согласно данным, опубликованным Ассоциацией полупроводниковой промышленности США (SIA), стоимость ИС, проданных американскими полупроводниковыми компаниями в КНР в 2018 г., превысила 100 млрд долл., что составило половину выручки многих американских компаний. Очевидно, что они ничего не выиграют в случае понижения уровня технологических связей. В то же время на лидерство США в области полупроводниковых приборов это сильно повлияет. Поэтому SIA и многие полупроводниковые фирмы США выступают против попыток правительства страны отгородиться от Китая. Результаты другого исследования, проведенного Boston Consulting Group по заказу SIA в 2018 г., когда США не ограничивали доступ китайских фирм к своим технологиям, показывают, что доля американских полупроводниковых компаний на мировом рынке составляла 48%, а выручка достигала 226 млрд долл. Инвестиции в НИОКР достигли 40 млрд долл. (табл. 1).


Таблица 1

Негативное воздействие сокращения американо-китайских технологических связей на лидерство США в области полупроводниковых приборов

Базовый уровень 2018 г.

План «Сделано в Китае – ​2025»

Ограничение доступа КНР к технологиям США

Сценарий 1: сохранение статус-кво

Сценарий 2: сокращение технологических связей

Воздействие на доходы США от китайских заказчиков*, %

от –15 до –40

Замещение американских поставщиков китайскими везде, где возможно

–55

Упреждающая диверсификация базы поставщиков китайскими ОЕМ

–100

Полный уход с китайского рынка

Временные рамки

Постепенно в течение 5 лет

Наибольшее воздействие в ближайшие 2–3 года

Сразу же после введения запрета

Доля США на мировом рынке, %

48

43–46

40

30

Воздействие по отношению к базовому уровню 2018 г., %

от –2 до –5

–8

–18

Мировые доходы США, млрд долл.

226

205–220

190

143

Воздействие по отношению к базовому уровню 2018 г., %

от –3 до –9

–16

–37

Инвестиции в НИОКР в США, млрд долл.**

40

36–39

30–35

16–28

Воздействие по отношению к базовому уровню 2018 г., %

от –2 до –10

от –13 до –25

от –30 до –60

Лидер мирового рынка

США

США

США

Южная Корея, КНР


* Доходы США от китайских заказчиков определяются как продажи китайским производителям приборов. Не учитываются продукты, поставленные для приборов, изготовленных некитайскими компаниями (филиалами иностранных фирм).

** Сумма отчислений на НИОКР 20 ведущих американских полупроводниковых фирм (~90% отчислений на НИОКР всей полупроводниковой промышленности США).


Однако после постепенного снижения уровня взаимного технологического обмена в результате только реализации плана «Сделано в Китае – ​2025» (齌国薴謾2025) Китай сможет отказаться от 15–40% поставок американских ИС. Тогда выручка американских полупроводниковых компаний на мировом рынке сократится до 205–220 млрд долл., что означает падение доли США до 43–46%. Сокращение выручки также приведет к снижению инвестиций в НИОКР американских полупроводниковых фирм до 36–39 млрд долл.

Если технологические связи между КНР и США будут разорваны полностью, доходы от продаж американских фирм сократятся до 143 млрд долл., доля рынка упадет до 30%, а инвестиции в НИОКР – ​до 16–28 млрд долл. Лидирующие позиции американских поставщиков полупроводниковых приборов будут значительно ослаблены. Возможно, тогда их смогут обогнать южнокорейские конкуренты, а в перспективе догонят и китайцы.


Guan Amy. 6 Points to Consider Before Betting the Farm on ‘All Made in China’. EE Times China, November 15, 2020: https://www.eetimes.com/6-points-to-consider-before-bet-the-farm-on-all-made-in-china/?utm_source=newsletter&utm_campaign=link&utm_medium=EETimesDaily


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.