Китай: лидер в производстве кристаллов ИС? 

Китай сейчас — это не просто крупный производитель кристаллов для ИС, это экосистема, где реальные инженерные решения иногда теряются за громкими заголовками о ?лидерстве?. Многие до сих пор путают объем выпуска пластин с глубиной технологий. Вот о чем стоит поговорить без глянца.

Что на самом деле скрывается за ?производством?

Когда говорят о лидерстве, часто имеют в виду чистые мощности фабов по выпуску кремниевых пластин. Это, конечно, важно. Но мой опыт подсказывает, что ключевой сдвиг произошел в сегменте не самых передовых, но критически важных техпроцессов. Речь о диапазоне 28-55 нм для силовой электроники, датчиков, драйверов. Именно здесь китайские производители, включая SMIC, Hua Hong, выстроили не просто конвейер, а устойчивые цепочки поставок и логистики, которые пережили последние потрясения на рынке.

При этом часто упускают из виду ?нишевое? производство. Я, например, сталкивался с заказом на специализированный кристалл для управления шаговым двигателем. Стандартные решения от крупных игроков не подходили по температурному диапазону. В итоге работали с инженерами из Китая, которые на основе своего 40-нм процесса быстро сделали редизайн и предложили пробную партию. Скорость итераций была впечатляющей, хотя с документацией пришлось повозиться — это их классическая ?болезнь?.

И вот тут важный нюанс: лидерство в производстве — это не только фабы. Это еще и доступность сопутствующих услуг: симуляция, дизайн, упаковка чипа (packaging). В Шанхае или Сучжоу сейчас можно за несколько недель пройти полный цикл от идеи до тестового образца, используя локальных подрядчиков. Пять лет назад такое было сложно представить.

Полевые наблюдения и подводные камни

Работая над одним проектом по силовой электронике, мы столкнулись с проблемой качества исходного кремния. Партия пластин от одного из местных поставщиков давала необъяснимый разброс параметров на готовых кристаллах. Пришлось буквально ?нырять? в цех и вместе с технологами разбираться. Оказалось, дело было в хранении подложек перед нанесением эпитаксиального слоя — банальное нарушение режима влажности. Проблему решили, но это показало, что инфраструктура контроля на некоторых новых производствах еще догоняет масштабы.

Еще один момент — кадры. Молодые инженеры в Китае часто блестяще знают теорию и инструменты, но им не хватает ?чувства кремния?, интуиции, которая приходит после десятка неудачных запусков. Поэтому в серьезных проектах всегда ищут команду, где есть седой руководитель с опытом работы еще в TSMC или UMC. Такие специалисты там на вес золота.

И конечно, нельзя обойти тему оборудования. ASML — это отдельная история. Но что поражает, так это развитие местных производителей инспекционного и измерительного оборудования, например, NAURA. Их инструменты для метрологии на 28 нм уже вполне конкурентны, а по цене выигрывают существенно. Для многих проектов средней сложности это стало game-changer.

Кейс: от дизайна до корпусирования в одном регионе

Возьмем конкретный пример. Недавно мы сотрудничали с компанией ООО Шицзячжуан Чжунчжичуансинь Технологии. Они позиционируют себя как игрок в сфере технического консультирования и проектирования интегральных схем. Их сайт (https://www.zzcxkj.ru) довольно скромный, но суть не в этом. Они выступили интегратором для заказчика из России, которому нужен был контроллер для промышленной автоматики.

Их сила оказалась не в собственном фабе, а в умении собрать пазл. Дизайн-центр в Шэньчжэне сделал RTL, симуляцию заказали у другого подрядчика в Ханчжоу, производство фотошаблонов (masks) — в Шанхае, а непосредственно изготовление кристаллов — на мощностях SMIC в Пекине. Финальное тестирование и упаковку в корпис QFN организовали уже в самом Шицзячжуане. Весь цикл занял около 5 месяцев.

Для меня этот кейс стал показательным. Лидерство в производстве в современных реалиях — это лидерство в координации такой распределенной, но локализованной цепочки. Китайские компании научились этим управлять виртуозно, минимизируя логистические и политические риски. Хотя, конечно, когда один из подрядчиков в цепочке внезапно ушел на карантин из-за COVID, сроки все равно съехали на три недели. Реальность есть реальность.

Технологические барьеры и где ищут обходные пути

Все говорят о 7 нм и 5 нм. Да, в этих узлах Китай объективно отстает и зависит от решений, подобных ASML EUV. Но вместо того чтобы биться лбом в эту стену, огромные ресурсы брошены на альтернативные пути. Например, чипы для IoT и AI на периферии (edge AI) часто не требуют таких техпроцессов. Там важнее энергоэффективность и стоимость.

Я видел проекты, где для нейросетевого ускорителя использовали не самый современный 22-нм FD-SOI процесс, но за счет хитрой архитектуры и кэширования добились производительности, сопоставимой с чипом на 10 нм от конкурента. Это и есть инженерная смекалка, которая компенсирует технологический gap.

Другое направление — гибридная сборка (chiplets). Если нельзя сделать один большой и сложный чип на передовом процессе, его разбивают на несколько менее сложных ?чиплетов?, которые изготавливаются на доступном 14-нм процессе, а потом интеллектуально упаковываются вместе. Это требует высочайшего мастерства в проектировании межсоединений и thermal management, но китайские инженерные центры активно этим занимаются.

Взгляд в будущее: устойчивость против абсолютной сложности

Итак, является ли Китай лидером в производстве кристаллов ИС? Если мерить чистым объемом и способностью закрывать 80% мировых потребностей в ?рабочих лошадках? — микроконтроллерах, драйверах, простых процессорах — то да, безусловно. Их сила — в создании устойчивой, самодостаточной экосистемы, которая может работать даже в условиях внешнего давления.

Но если говорить о технологическом пике, о производстве самых сложных CPU и GPU для потребительского рынка, то здесь лидерство все еще удерживают TSMC и Samsung. Однако разрыв не статичен. Он сокращается не за счет прямого копирования, а за счет развития параллельных направлений: advanced packaging, специализированные ИС (ASIC), силовая и автомобильная электроника.

Для таких компаний, как упомянутая ООО Шицзячжуан Чжунчжичуансинь Технологии, будущее именно в нишевой экспертизе. Их деятельность — от проектирования ИС до продажи электронных компонентов — это как раз часть той самой экосистемы. Они не будут делать процессоры для смартфонов, но могут стать ключевым звеном в поставке надежного контроллера для российской или казахстанской фабрики. И в этом смысле их роль и роль тысяч подобных компаний — это и есть фундамент того самого производственного лидерства, которое уже не отнять ни санкциями, ни политикой. Оно стало индустриальным фактом.