'Najbolj zapleten stroj' tehnološke hladne vojne, ki je izven dosega Kitajske



Orodje za izdelavo čipov v vrednosti 150 milijonov dolarjev nizozemskega podjetja je postalo vzvod v boju med ZDA in Kitajsko. Prav tako kaže, kako utrjena je globalna dobavna veriga.



Stroj nizozemskega podjetja ASML proizvaja veliko manjša vezja na računalniških čipih. Ta je v IBM-ovem objektu v Albanyju, N.Y.Kredit...Bryan Derballa za The New York Times

Podprto z



Nadaljujte z branjem glavne zgodbe
Preberite poenostavljeno kitajsko različico Preberite tradicionalno kitajsko različico

SAN FRANCISCO - Predsednik Biden in številni zakonodajalci v Washingtonu so te dni zaskrbljeni računalniški čipi in kitajske ambicije s temeljno tehnologijo.

Toda ogromen stroj, ki ga je prodalo nizozemsko podjetje, se je izkazal kot ključni vzvod za oblikovalce politike - in ponazarja, kako so upanje katere koli države, da bi zgradila popolnoma samozadostno dobavno verigo v polprevodniški tehnologiji, nerealno.



Stroj izdeluje ASML Holding s sedežem v Veldhovnu. Njegov sistem uporablja drugačno vrsto svetlobe za definiranje ultramajhnih vezij na čipih, kar zagotavlja večjo zmogljivost v majhnih rezinah silicija. Orodje, katerega razvoj je trajalo desetletja in je bilo leta 2017 predstavljeno za proizvodnjo velikih količin, stane več kot 150 milijonov dolarjev. Za pošiljanje strankam je potrebnih 40 ladijskih kontejnerjev, 20 tovornjakov in trije Boeing 747.

Kompleksni stroj je splošno priznan kot potreben za izdelavo najnaprednejših čipov, sposobnost z geopolitičnimi posledicami. Trumpova administracija uspešno lobiral pri nizozemski vladi blokirati pošiljke takšnega stroja na Kitajsko leta 2019, Bidenova administracija pa ni pokazala nobenih znakov, da bi obrnila to stališče.

Proizvajalci ne morejo proizvajati vrhunskih čipov brez sistema, izdeluje pa ga le nizozemsko podjetje ASML, je dejal Will Hunt, raziskovalni analitik na Centru za varnost in nastajajočo tehnologijo univerze Georgetown, ki je sklenil, da bi Kitajsko prevzela pri vsaj desetletje za izdelavo lastne podobne opreme. Z vidika Kitajske je to frustrirajuće.

Slika Silicijeva rezina v IBM-u, polna mikročipov, izdelanih s strojem, ki stane več kot 150 milijonov dolarjev.

Kredit...Bryan Derballa za The New York Times

ASML-jev stroj se je dejansko spremenil v dušno točko v dobavni verigi za čipe, ki delujejo kot možgani računalnikov in drugih digitalnih naprav. Razvoj in proizvodnja orodja na treh celinah – z uporabo strokovnega znanja in delov iz Japonske, Združenih držav in Nemčije – je tudi opomin na to, kako globalna je ta dobavna veriga, saj zagotavlja preverjanje resničnosti za vsako državo, ki želi skočiti naprej na področju polprevodnikov z sama.

To ne vključuje samo Kitajske, ampak Združene države, kjer kongres razpravlja o načrtih, da bi porabili več kot 50 milijard dolarjev za zmanjšanje odvisnosti od tujih proizvajalcev čipov. Številne veje zvezne vlade, zlasti Pentagon, so bile zaskrbljene zaradi odvisnosti ZDA od vodilnega tajvanskega proizvajalca čipov in bližine otoka Kitajski.

TO študij to pomlad sta Boston Consulting Group in Združenje polprevodniške industrije ocenila, da bi ustvarjanje samozadostne dobavne verige čipov zahtevalo vsaj 1 bilijon dolarjev in bi močno zvišalo cene čipov in izdelkov, narejenih z njimi.

Ta cilj je za nikogar popolnoma nerealen, je dejal Willy Shih, profesor managementa na Harvard Business School, ki preučuje dobavne verige. Tehnologija ASML je odličen primer, zakaj imate globalno trgovino.

Razmere poudarjajo ključno vlogo ASML, nekoč nejasnega podjetja, katerega tržna vrednost zdaj presega 285 milijard dolarjev. To je najpomembnejše podjetje, za katerega še niste slišali, je dejal C.J. Muse, analitik pri Evercore ISI.

Slika

Kredit...Bryan Derballa za The New York Times

ASML, ki sta ga leta 1984 ustvarila elektronski velikan Philips in drug izdelovalec orodja, Advanced Semiconductor Materials International, je postal neodvisno podjetje in daleč največji dobavitelj oprema za proizvodnjo čipov, ki vključuje postopek, imenovan litografija.

Z uporabo litografije proizvajalci večkrat projicirajo vzorce vezij čipov na silikonske rezine. Več drobnih tranzistorjev in drugih komponent je mogoče dodati posameznemu čipu, močnejši postane in več podatkov lahko shrani. Hitrost te miniaturizacije je znana kot Moorov zakon, poimenovan po Gordonu Mooru, soustanovitelju Intelovega velikana čipov.

Leta 1997 je ASML začel preučevati prehod na uporabo ekstremna ultravijolična ali EUV svetloba. Takšna svetloba ima ultra majhne valovne dolžine, ki lahko ustvarijo veliko manjše vezje, kot je to mogoče s konvencionalno litografijo. Podjetje se je kasneje odločilo izdelati stroje na podlagi tehnologije, kar je od poznih devetdesetih let prejšnjega stoletja stalo 8 milijard dolarjev.

Razvojni proces je hitro postal globalen. ASML zdaj sestavlja napredne stroje z uporabo ogledal iz Nemčije in strojne opreme, razvite v San Diegu, ki ustvarja svetlobo s peskanjem kositrnih kapljic z laserjem. Ključne kemikalije in komponente prihajajo iz Japonske.

Peter Wennink, izvršni direktor ASML, je dejal, da ga je pomanjkanje denarja v zgodnjih letih pripeljalo do tega, da je podjetje integriralo izume specializiranih dobaviteljev, s čimer je ustvarilo tako imenovano skupno mrežo znanja, ki hitro inovira.

Slika

Kredit...Bryan Derballa za The New York Times

Slika

Kredit...Bryan Derballa za The New York Times

Prisiljeni smo bili, da sami ne delamo tega, kar drugi delajo bolje, je dejal.

ASML temelji na drugem mednarodnem sodelovanju. V zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja so raziskovalci v Združenih državah, na Japonskem in v Evropi začeli razmišljati o radikalnem premikanju virov svetlobe. Koncept je prevzel konzorcij, ki je vključeval Intel in dva druga ameriška proizvajalca čipov ter laboratorije Ministrstva za energijo.

ASML se je pridružil leta 1999 po več kot enem letu pogajanj, je povedal Martin van den Brink, predsednik in glavni tehnološki direktor ASML. Drugi partnerji podjetja so bili raziskovalni center Imec v Belgiji in še en ameriški konzorcij, Sematech. ASML je kasneje pritegnil velike naložbe Intel, Samsung Electronics in Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, da bi pomagal financirati razvoj.

Ta razvoj so otežile posebnosti ekstremne ultravijolične svetlobe. Stroji za litografijo običajno usmerijo svetlobo skozi leče za projiciranje vzorcev vezja na rezine. Toda majhne valovne dolžine EUV absorbira steklo, zato leče ne bodo delovale. Ogledala, drugo običajno orodje za usmerjanje svetlobe, imajo enako težavo. To je pomenilo, da je nova litografija zahtevala ogledala s kompleksnimi premazi, ki so skupaj bolje odražali majhne valovne dolžine.

Tako se je ASML obrnila na Zeiss Group, 175-letno nemško optično podjetje in dolgoletnega partnerja. Njegovi prispevki so vključevali dvotonski projekcijski sistem za obvladovanje ekstremne ultravijolične svetlobe s šestimi posebno oblikovanimi ogledali, ki so brušena, polirana in prevlečena več mesecev v izpopolnjenem robotskem postopku, ki uporablja ionske žarke za odstranjevanje napak.

Slika

Kredit...Bryan Derballa za The New York Times

Ustvarjanje zadostne svetlobe za hitro projiciranje slik je povzročilo tudi zamude, je dejal g. van den Brink. Toda Cymer, podjetje iz San Diega, ki ga je ASML kupil leta 2013, je sčasoma izboljšalo sistem, ki usmerja impulze iz zmogljivega laserja, da udari kapljice kositra 50.000-krat na sekundo – enkrat, da jih splošči in drugič, da jih upari – da ustvari intenzivna svetloba.

Novi sistem je zahteval tudi preoblikovane komponente, imenovane fotomaske, ki delujejo kot šablone pri projektiranju vezja, kot tudi nove kemikalije, nanesene na rezine, ki ustvarjajo te slike, ko so izpostavljene svetlobi. Japonska podjetja zdaj dobavljajo večino teh izdelkov.

Odkar je ASML leta 2017 predstavil svoj komercialni model EUV, so jih kupci kupili približno 100. Med kupci sta Samsung in TSMC, čipi za največje storitve, ki so jih oblikovala druga podjetja. TSMC uporablja orodje za izdelavo procesorjev, ki jih je oblikoval Apple za svoje najnovejše telefone iPhone. Intel in IBM sta dejala, da je EUV ključnega pomena za njihove načrte.

To je zagotovo najbolj zapleten stroj, ki so ga zgradili ljudje, je dejal Darío Gil, višji podpredsednik pri IBM-u.

Nizozemske omejitve pri izvozu tovrstnih strojev na Kitajsko, ki veljajo od leta 2019, niso imele velikega finančnega vpliva na ASML, saj ima zaostanek naročil iz drugih držav. Toda približno 15 odstotkov prodaje podjetja izvira iz prodaje starejših sistemov na Kitajskem.

V končno poročilo marca kongresu in gospodu Bidnu je Komisija za nacionalno varnost za umetno inteligenco predlagala razširitev nadzora izvoza na nekatere druge napredne ASML tudi stroji. Skupina, ki jo financira kongres, želi omejiti napredek umetne inteligence z vojaškimi aplikacijami.

G. Hunt in drugi strokovnjaki za politiko so trdili, da ker Kitajska že uporablja te stroje, bi blokiranje dodatne prodaje škodilo ASML brez velike strateške koristi. Tako tudi podjetje.

Upam, da bo zdrav razum prevladal, je dejal gospod van den Brink.