После затяжного периода, характеризовавшегося излишками микросхем памяти типа NAND на рынке, производители стараются привести предложение и спрос в состояние равновесия. По оценкам экспертов TrendForce, уже в этом квартале контрактные цены на флеш-память вырастут на 15–20 %, при этом клиенты увеличат объёмы закупок.

Источник изображения: SK hynix

Ситуация с политикой производителей в первом квартале будет неоднородной, как считает источник, но некоторые из них начнут наращивать объёмы выпуска продукции. Если спрос при этом не вырастет пропорционально для компенсации увеличенного предложения, то цены на твердотельную память могут опуститься во второй половине текущего года.

В сегменте клиентских твердотельных накопителей цены в прошлом квартале выросли на 13–18 %, а в этом квартале они прибавят ещё 15–20 %, поскольку производители ПК будут их активно закупать, особенно в сегменте ноутбуков. Сейчас на этом рынке активно происходит распространение накопителей с интерфейсом PCI Express 4.0, производители заключают с клиентами крупные контракты.

В корпоративном сегменте спрос со стороны американских провайдеров облачных услуг на твердотельные накопители пока не начал расти, но зато соответствующее поведение демонстрируют их китайские конкуренты, а также независимые производители серверного оборудования. Корпоративные клиенты стараются закупить запас твердотельных накопителей, пока цены не выросли ещё сильнее. Если в прошлом квартале они увеличились на 10–15 %, то в этом могут вырасти на 18–23 %.

В сегменте так называемых хромбуков и смартфонов спрос на твердотельную память тоже стабилизируется. Производители активно поднимают цены, а в сегменте накопителей типа eMMC начальной ёмкости возник заметный дефицит. По всей номенклатуре таких накопителей в первом квартале контрактные цены могут вырасти на 18–23 %, хотя в прошлом квартале всё ограничилось повышением цен на 10–15 %.

Источник изображения: TrendForce

В сегменте UFS запасы продукции на стороне клиентов, выпускающих смартфоны, достигли критически низких значений, особенно если речь идёт о решениях поколения UFS 4.0. Производители смартфонов начали увеличивать объёмы закупок соответствующей памяти. Рост цен на кремниевые пластины в конце прошлого года усугубил желание производителей памяти быстрее отбить возросшие расходы, что сказывается на росте цен. На некоторые виды продукции в сегменте UFS цены выросли на 30 %, а в целом по первому кварталу представители прогнозируют их рост на 18–23 %, в основном за счёт рынка смартфонов.

Кремниевые пластины с памятью типа NAND в текущем квартале в среднем подорожают на 8–13 %, поскольку ситуация с неопределённостью динамики спроса не позволяет поставщикам в полной мере получить выгоду от роста отпускных цен. В среднем контрактные цены на микросхемы NAND в текущем квартале вырастут на 15–20 %, как считают аналитики TrendForce, тогда как в прошлом квартале они увеличились на 13–18 %.

Подробный отчёт о результатах деятельности в четвёртом квартале прошлого года тайваньская компания TSMC опубликует позже, а пока она располагает отдельной статистикой по каждому из трёх месяцев прошлого квартала. Декабрьская отчётность позволяет предположить, что выручка крупнейшего контрактного производителя чипов перестала снижаться в годовом сравнении.

Источник изображения: TSMC

Как отмечает Bloomberg, в течение декабря TSMC смогла выручить $5,7 млрд в пересчёте по курсу, и по итогам всего четвёртого квартала выручила около $20 млрд, что примерно соответствует выручке аналогичного периода 2022 года и превышает ожидания аналитиков. Четвёртый квартал позапрошлого года для TSMC был одним из самых удачных в финансовом плане, так что выход на такой уровень по итогам прошлого квартала позволяет говорить о прекращении падения выручки компании на фоне слабости спроса в сегменте ПК и смартфонов. Фактически, локомотивом выручки TSMC в прошлом квартале выступил сегмент высокопроизводительных вычислений, но применительно к серверным системам искусственного интеллекта.

Годовая выручка TSMC в целом в прошлом году сократилась на 4,5 % до $69,4 млрд, поэтому период нельзя назвать однозначно удачным. По оценкам представителей TSMC, дно спроса было пройдено летом прошлого года, и теперь он начнёт восстанавливаться. Декабрьская выручка в отдельности за год сократилась на 8,4 %, поэтому говорить о ровной и предсказуемой динамике изменения финансовых показателей деятельности компании всё равно говорить не приходится. С другой стороны, статистика отраслевой ассоциации SIA говорит, что впервые более чем за год выручка от реализации полупроводниковых компонентов выросла по итогам ноября, настраивая инвесторов на оптимистичный лад.

Аналитики HSBC, на которых ссылается Bloomberg, ожидают роста капитальных затрат американских провайдеров облачных услуг на 65 % в текущем году. При этом около 57 % инвестиций этих компаний в текущем году будут направлены на приобретение и модернизацию серверов, так или иначе используемых для работы с искусственным интеллектом. В прошлом году данная доля не превышала 8 % профильных затрат.

Компания Samsung Electronics на этой неделе подвела предварительные итоги минувшего квартала, подсчитав укрупнённые итоги отчётного периода. В части динамики операционной прибыли она рассчитывает на снижение данного показателя на 35 % по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года, до $2,13 млрд. Это заметно ниже ожиданий рынка. Выручка должна сократиться на 4,9 % до $51,1 млрд.

Источник изображения: Samsung Electronics

Аналитики, как поясняет Bloomberg, в среднем рассчитывали на выручку в размере $53,6 млрд, а в части операционной прибыли Samsung их ожидания располагались на уровне $2,82 млрд. По мнению представителей Counterpoint Research, такие показатели деятельности Samsung свидетельствуют о более медленном восстановлении рынка памяти. Подробная отчётность компании за четвёртый квартал прошлого года будет опубликована 31 января. Примечательно, что несоответствие предварительных данных Samsung ожиданиям рынка не помешало акциям этой компании вырасти на 1 % на утренних торгах в Сеуле. Дебют новинок NVIDIA накануне оказал более существенное влияние на фондовый рынок, чем разочарование от предварительной отчётности Samsung.

Помимо рынка памяти, по мнению аналитиков The Futurum Group, финансовые показатели Samsung может подрывать не очень высокий уровень выхода годной продукции в сегменте контрактного производства чипов, как сообщает CNBC. Представители Daiwa Capital Markets выразили надежду, что цены на память достигли своего дна в четвёртом квартале, и теперь смогут начать рост. Производители памяти почувствуют эффект от роста цен ко второй половине текущего года, по их мнению. В любом случае, снижение операционной прибыли Samsung на 35 % выглядит более благополучным изменением на фоне результатов второго и третьего кварталов, когда она сократилась на 95 и 77,6 % соответственно в годовом сравнении. Высокий спрос на память типа HBM для ускорителей вычислений, по мнению многих экспертов, должен способствовать оздоровлению всего сегмента полупроводниковых компонентов.

В некоторых странах на законодательном уровне запрещено оставлять без присмотра в машине не только детей, но и домашних животных. Повысить их безопасность призваны и современные технические решения. Например, созданный Asahi Kasei чип AK5818 позволяет создавать радары миллиметрового диапазона, которые с высокой точностью распознают забытого в салоне ребёнка и дают меньше ложных срабатываний.

Источник изображения: Asahi Kasei

Как сообщает Nikkei Asian Review, чипы этого семейства лягут в основу системы обнаружения забытых в салоне авто детей, которую разработала канадская компания Pontosense. Ожидается, что продемонстрировать технологию в действии разработчики смогут на выставке CES 2024 в Лас-Вегасе, которая скоро начнёт работу. Построенный на чипе AK5818 радар миллиметрового диапазона обеспечивает на 75 % более высокую точность при определении наличия в салоне авто детей, уверенно различая предметы сопоставимых размеров и живых существ. По сути, эта техника позволяет даже фиксировать малейшие движения объектов типа активности грудной клетки младенца при дыхании.

Подобные системы скоро найдут широкое применение на рынке, поскольку со следующего года европейские сертификационные органы будут уделять внимание их наличию в реализуемых на территории Евросоюза транспортных средствах. В Японии к автобусам, используемым для перевозки детей, уже предъявляются повышенные требования к функциональным возможностям систем безопасности. По оценкам экспертов Global Information, к 2030 году ёмкость рынка подобных решений вырастет до $83,13 млрд, что в 27 раз больше уровня 2022 года. Непосредственно Asahi Kasei за этот период планирует увеличить продажи соответствующих компонентов в три раза. Пока на этом рынке доминируют немецкая Infineon Technologies и американская Texas Instruments. Японская Asahi Kasei рассчитывает, что её компоненты найдут применение и в системах для ухода за престарелыми гражданами.

Принадлежащая Intel израильская компания Mobileye в позапрошлом году вышла на фондовый рынок, а потому теперь важные для её деятельности события находят отклик в биржевых котировках. Стремление автопроизводителей создать увеличенные запасы чипов после периода дефицита вызвало неприятный для Mobileye эффект: новые партии продукции некоторым клиентам оказались не нужны. Акции компании потеряли в цене почти 25 % за одну торговую сессию.

Источник изображения: Intel

Как поясняет CNBC, накануне Mobileye предупредила инвесторов, что в текущем квартале объёмы закупок её продукции клиентами существенно сократятся. Руководству Mobileye стало известно об излишках чипов этой марки на складах клиентов, а потому прогноз на текущий квартал придётся скорректировать. Поставки продукции со стороны самой Mobileye сократятся в годовом сравнении. Впрочем, в Mobileye выражают надежду, что основная часть излишков продукции будет использована клиентами до конца текущего квартала, и в дальнейшем ситуация со спросом нормализуется.

Напомним, что Mobileye разрабатывает чипы для систем активной помощи водителю, на ранних этапах эволюции соответствующих решений Tesla она была партнёром этой компании, но после первого резонансного ДТП с фатальным исходом, которому предшествовало использование системы автопилота Tesla, отношения между этими компаниями испортились и были разорваны. Mobileye продолжает снабжать своими чипами многих крупных автопроизводителей, но пока получается, что они при планировании закупок в предыдущие периоды «перестраховались».

Учёные из Технологического института Джорджии утверждают, что создали «первый в мире функциональный полупроводник, изготовленный из графена». Созданный ими эпитаксиальный графен совместим с традиционными методами производства микроэлектроники, благодаря чему он может считаться реальной альтернативой кремнию.

Источник изображений: Georgia Tech

Технологические эксперты постоянно указывают на необходимость сохранения возможности использования закона Мура в вопросе производства электроники. Однако одна из ключевых проблем, с которой сталкиваются те, кто двигают индустрию производства полупроводников вперёд, заключается в том, что физические свойства кремния приближаются к своим пределам. С другой стороны, графен с момента его открытия в 2004 году постоянно рекламируется как чудо-материал, призванный решить все проблемы, связанные с производством полупроводников в будущем. Тем не менее, попытки его использования пока не способствовали какому-либо значительному или широко распространённому технологическому прорыву. Однако исследователи из Технологического института Джорджии, похоже, действительно совершили значительный шаг вперёд в этом вопросе, объединив очищенный эпитаксиальный графен с карбидом кремния в составе полупроводника.

Исследование ведёт группа учёных из США и Китая под руководством профессора физики из Технологического института Джорджии Уолтера де Хира (Walter de Heer). Де Хир работает над технологиями 2D-графена с начала 2000-х годов.

«Нас мотивировала надежда внедрить три особых свойства графена в электронику. Это чрезвычайно прочный материал, который может выдерживать очень большие токи, при этом не нагреваясь и не разрушаясь», — комментирует учёный.

Однако несмотря на эти три свойства ключевая полупроводниковая характеристика в материалах на основе графена до сих пор отсутствовала. «Давняя проблема в графеновой электроники заключается в том, что графен не имеет правильной запрещенной зоны и не может включаться и выключаться, то есть переходить из одного состояния в другое, с правильным соотношением», — отмечает специалист по наночастицам и наносистемам доктор Лэй Ма (Lei Ma), коллега де Хира из международного цента Тяньцзиньского университета, который также является соавтором работы «Сверхвысокомобильный полупроводниковый эпитаксиальный графен на карбиде кремния», опубликованной в журнале Nature.

Исследователи поясняют, что они нашли способ выращивать графен на пластинах карбида кремния с использованием специальных печей, получив в итоге эпитаксиальный графен, объединённый с карбидом кремния. Согласно официальному блогу Технологического института Джорджии, на совершенствование этого материала ушло десятилетие. Его нынешние испытания показывают, что полупроводниковый материал на основе графена демонстрирует в десять раз большую подвижность электронов, чем кремний.

«Иными словами, электроны в материале движутся с очень низким сопротивлением, что в электронике приводит к более быстрым вычислениям», — поясняется в пресс-релизе института.

Де Хир объясняет привлекательные свойства электроники на основе графена более простыми словами: «Это всё равно, что ехать по автостраде, а не по гравийной дороге. Он [материал на основе графена] более эффективен, не так сильно нагревается и позволяет электронам развивать более высокую скорость».

По словам учёных, их эпитаксиальный графен, объединённый с карбидом кремния, намного превосходит любые другие 2D-полупроводники, находящиеся в разработке. Профессор де Хир охарактеризовал прорыв его группы исследователей в области полупроводниковых материалов как «момент братьев Райт», а также подчеркнул совместимость материала с квантово-механическими волновыми свойствами электронов. Другими словами, он может сыграть важную роль в будущих достижениях в области квантовых вычислений.

В уходящем году генеральный директор Intel Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger) уже отмечал, что возглавляемая им компания преодолела более половины пути к освоению пяти новых техпроцессов за четыре года. К середине десятилетия она должна наладить массовый выпуск чипов по технологии Intel 18A, причём не только для своих нужд, но и для сторонних клиентов. Последних предлагается познакомить с перспективными планами Intel на мероприятии в феврале наступающего года.

Источник изображения: Intel

На официальном сайте Intel уже появилась страница, призванная привлекать потенциальных участников мероприятия, которое состоится в калифорнийском Сан-Хосе 21 февраля 2024 года. Исходя из названия — IFS Direct Connect 2024 — можно понять цель этого мероприятия. Руководители Intel и контрактного бизнеса компании в частности готовы выступить перед потенциальными и действующими клиентами, рассказав о перспективных планах процессорного гиганта в этом сегменте рынка.

Помимо генерального директора Патрика Гелсингера, участие в мероприятии примут Стюарт Панн (Stuart Pann) — старший вице-президент и руководитель подразделения Intel Foundry Service (IFS), Кейван Эсфарджани (Keyvan Esfarjani) — исполнительный вице-президент и руководитель Intel по производству, цепочкам поставок и операциям, а также доктор Энн Келлехер (Ann Kelleher), которая в должности исполнительного вице-президента руководит в компании разработкой техпроцессов. Более представительного состава докладчиков для клиентов контрактного бизнеса Intel и придумать сложно.

Помимо представителей Intel, на мероприятии выступят с докладами компании, входящие в экосистему IFS — такие как Synopsys, Cadence, Siemens и Ansys. Кто-то из приглашённых экспертов составит компанию Энн Келлехер при рассказе о намерениях Intel развивать полупроводниковый бизнес на том этапе, когда пять новых техпроцессов за четыре года уже будут освоены. То есть нам расскажут о более отдалённых перспективах развития контрактного бизнеса Intel. Внимание будет уделено и технологиям упаковки чипов и их тестирования. Программа мероприятия рассчитана на один день.

Длительное время способность Intel выпускать чипы по передовому для компании техпроцессу 18A привязывалась к литографическому оборудованию с высоким значением числовой апертуры (High-NA), но недавно выяснилось, что оно имеет значение лишь для экспериментов, а не серийного производства. Тем не менее, первая такая система производства ASML лишь недавно была отгружена поставщиком для нужд Intel.

Источник изображения: Intel, ASML, X

Представители Intel уже давно не без гордости регулярно говорили о намерениях компании стать первым клиентом ASML, получающим литографические сканеры с увеличенным с 0,33 до 0,55 значением числовой апертуры. Данная характеристика позволяет при использовании сверхжёсткого ультрафиолетового излучения (EUV) добиться линейного разрешения 8 нм против 13 нм у оборудования со значением числовой апертуры 0,33. Формально, последнее тоже позволяет изготавливать чипы по технологиям «тоньше» 2 нм, но потребует более сложной оснастки из-за необходимости двойной экспозиции и увеличит продолжительность производственного цикла.

Впрочем, если учесть, что ASML лишь на этой неделе подтвердила отправку первого литографического сканера с высокой числовой апертурой для нужд Intel, и в массовом производстве по техпроцессу 18A последняя всё равно будет полагаться на оборудование предыдущего поколения, для данного клиента это событие в большей степени обеспечивает некоторую фору при освоении последующих техпроцессов, которые в массовом производстве будут внедрены уже в 2026 и 2027 годах. Напомним, что во второй половине десятилетия Intel рассчитывает войти в число двух крупнейших контрактных производителей чипов, и новейшие техпроцессы она будет предлагать сторонним клиентам с минимальной задержкой относительно момента внедрения на собственном производстве. К середине десятилетия Intel рассчитывает превзойти TSMC и Samsung по степени продвинутости используемых техпроцессов. Первые образцы изделий, выпускаемых по технологии Intel 18A, появятся уже в следующем квартале.

В заявлениях ASML не говорится о модели литографического сканера, который был отгружен компании Intel, ни о конечном адресе доставки, но из неофициальных источников известно, что речь идёт о прототипе Twinscan EXE:5000, который будет доставлен в исследовательский центр Intel в штате Орегон, где расположена передовая лаборатория компании. Система упакована в 250 крупных ящиков и занимает 13 контейнеров, с учётом времени доставки и последующего монтажа Intel сможет приступить к её эксплуатации лишь через несколько месяцев. Считается, что в серийном производстве Intel будет использовать более совершенные сканеры Twinscan EXE:5200, которые будут поставлены позже. Стоимость каждой такой системы измеряется несколькими сотнями миллионов долларов США. По крайней мере, Twinscan EXE:5200 оценивается аналитиками в 250 млн евро.

Число китайских производителей и разработчиков чипов сокращается с тех пор, как США начали вводить санкции против полупроводникового сектора страны в 2019–2020 годах. Ситуация ухудшилась в 2022–2023 годах, когда спрос на чипы замедлился. По данным DigiTimes, ссылающегося на аналитиков TMTPost, с 2019 года с китайского рынка исчезло более 22 000 компаний, связанных с чипами. При этом рекордное число закрывшихся компаний отмечено в 2023 году.

Источник изображения: SMIC

Согласно отчёту, в 2023 году в Китае закрылись 10 900 компаний, так или иначе связанных с разработкой и производством чипов. Это значительно больше, чем в 2022 году, когда «под нож» попали 5746 компаний. Иными словами, ежедневно в Китае в 2023 году в среднем закрывалось около 30 компаний, связанных с полупроводниковым сектором.

По словам Вэй Шаоцзюня (Wei Shaojun), главы Китайской ассоциации полупроводниковой промышленности, в 2023 году из 3243 компаний-разработчиков микросхем более половины зарабатывали менее 10 миллионов юаней (около 1,4 млн долларов США) в год.

Сообщается, что большинство фирм теряют деньги из-за нераспроданных запасов продукции и общего спада в полупроводниковой промышленности на фоне экономических сложностей в стране. В 2021 и 2022 годах, во времена COVID-19, компании накопили большие запасы продукции в ожидании высоких продаж. Однако по мере того, как пандемия пошла на спад, спрос на чипы также начал падать и в конце 2022 года и начале 2023 года рынок резко просел, в результате чего у производителей осталось много запасов микросхем. С течением времени эти продукты также начали терять в цене.

Другой проблемой, особенно для небольших компаний, стал недостаток финансирования, поскольку США ограничили инвестиции в китайскую полупроводниковую промышленность. Инвесторы из Европы тоже не горят желанием вкладывать деньги в местных производителей. Более крупные производители, такие как YMTC и Huawei, вложили миллиарды долларов, пока искали альтернативных поставщиков и каналы закупок оборудования, чтобы продолжить выпускать свою продукцию. Однако мелкие компании не обладают такими ресурсами.

Китайское правительство продолжает инвестировать в местное производство микросхем через программу Национального инвестиционного фонда индустрии интегральных схем. Например, неделю назад финансирование в размере $1 млрд получила Huali Microelectronics. Однако вкладывать деньги в каждый стартап по производству микросхем Китай не может.

К возрождению японской полупроводниковой промышленности в её лучшем виде привлечены не только американская корпорация IBM и бельгийская исследовательская организация Imec, но и французские специалисты из института Leti, как поясняет Nikkei. Они помогут японскому консорциуму Rapidus к началу следующего десятилетия освоить выпуск 1-нм полупроводниковых компонентов.

Источник изображения: CEA-Leti

По данным японских источников, уже со следующего года представители Leti и Rapidus начнут обмен опытом и отправят своих сотрудников в командировки в соответствующих направлениях. По предварительным оценкам, переход на 1-нм технологию производства позволит улучшить соотношение производительности чипов и энергопотребления на 10–20 %. Компания IBM тоже собирается помогать партнёрам и обмениваться с ними опытом в рамках освоения 1-нм техпроцесса. Массовое производство чипов по этой технологии планируется наладить в следующем десятилетии.

Ещё в прошлом году Rapidus подписала соглашения о сотрудничестве с несколькими японскими вузами, в рамках которого в Японии был сформирован исследовательский центр LSTC, который сосредоточится на освоении передовых технологий производства полупроводниковых компонентов. В октябре LSTC подписал соглашение о сотрудничестве с французским исследовательским институтом Leti. Последний разрабатывает некоторые технологии, которые могут быть полезны при выпуске чипов с использованием 1-нм литографических норм.

Сейчас на территории Японии выпускаются чипы не новее 40-нм, но уже в 2025 году Rapidus рассчитывает начать опытное производство 2-нм чипов, чтобы к 2027 году перейти к серийному. Rapidus была основана в августе прошлого года консорциумом инвесторов, которые вложили в капитал компании $48,5 млн. Субсидии со стороны государства на освоение 2-нм техпроцесса должны составить $2,2 млрд.

Китайские производители чипов или оборудования для их производства периодически становятся подозреваемыми в делах о промышленном шпионаже, но существуют и противоположные по схеме взаимодействия прецеденты. Недавно китайская компания YMTC обвинила американского производителя памяти Micron Technology в нарушении восьми своих патентов.

Источник изображения: Micron Technology

Как сообщает Reuters, девятого ноября YMTC подала иск в Федеральный окружной суд Северного округа Калифорнии, обвинив в нарушении прав на использование интеллектуальной собственности Micron Technology и её подразделение по работе с потребительскими продуктами Micron Consumer Product Group. Какие именно технологии Micron, по мнению YMTC, незаконно у неё позаимствовала, не уточняется, но американская компания обвиняется истцом в использовании интеллектуальной собственности YMTC для конкуренции с этой компанией и укрепления своих позиций на рынке.

Представители YMTC в комментариях Reuters подтвердили существование такого иска, заодно пояснив, что он имеет отношение к патентам компании, описывающим технологии разработки, изготовления и функционирования памяти типа 3D NAND. Напомним, что китайская YMTC с лета начала снабжать своих клиентов 232-слойной памятью типа 3D NAND, вплотную приблизившись к технологическим возможностям зарубежных конкурентов, а в показателях плотности хранения информации даже превзойдя их. Представители YMTC выразили надежду, что иск будет рассмотрен органами правосудия США в сжатые сроки.

Напомним, что с мая текущего года продукция Micron Technology, в соответствии с решением китайских властей, не может использоваться на объектах критически важной информационной инфраструктуры КНР. При этом сама компания Micron не отказывается от намерений вложить $603 млн в расширение китайских мощностей по тестированию и упаковке памяти. От выпуска чипов типа DRAM на территории КНР она отказалась в прошлом году, хотя до этого китайский рынок обеспечивал до половины всей выручки Micron. В прошлом году эта доля не превысила 16 %. В 2018 году Micron обвинила в хищении своей интеллектуальной собственности китайскую компанию Fujian Jinhua, так что взаимоотношения с местными производителями у неё уже давно не самые благоприятные.

В середине прошлого месяца японская компания Canon начала поставлять клиентам оборудование для печати 5-нм чипов без использования фотолитографии, а в этом месяце представители японского производителя пояснили, что такое оборудование будет примерно в десять раз дешевле систем для выпуска 5-нм чипов от ASML, а также будет потреблять в десять раз меньше электроэнергии.

Источник изображения: Canon

Напомним, ранее Canon хоть и выпускала литографическое оборудование, по его разрешающей способности могла конкурировать с ASML лишь в некоторой части ассортимента последней, причём в не самой передовой. На протяжении десяти лет Canon разрабатывала технологию нанопечати чипов, которая не подразумевает использования проекции фотошаблонов на кремниевую пластину. Стоит отметить, что оборудование для нанопечати предназначено для создания сравнительно небольших партий чипов, и не может претендовать на соперничество с системами ASML в массовом производстве. Уступая в производительности традиционному фотолитографическому оборудованию, новое технологическое решение обладает рядом преимуществ, по словам генерального директора Canon Фудзио Митараи (Fujio Mitarai), на которого ссылается Bloomberg.

По сравнению с оборудованием ASML для выпуска 5-нм чипов, предлагаемые Canon машины окажутся в 10 раз дешевле, как считает руководитель компании. Впрочем, окончательное решение по принятой ценовой политике пока не принято, но совершенно очевидно, что новый тип технологического оборудования Canon сделает выпуск чипов более доступным для небольших компаний. Даже крупные контрактные производители смогут охотнее браться за небольшие партии изделий, используя оборудование Canon, по мнению главы последней. Во-вторых, оборудование Canon данного семейства потребляет в десять раз меньше электроэнергии, чем используемое ASML для EUV-литографии. В наш век борьбы за экологию это важно, да и расходы на электроэнергию как таковые тоже удастся снизить.

Санкции японских властей против Китая, которые действуют с июля этого года, оборудование для нанопечати чипов напрямую не упоминают, но руководство Canon считает, что компания всё равно не сможет поставлять его китайским клиентам, поскольку с его помощью последние смогли бы выпускать компоненты «тоньше» 14-нм, а это не приветствуется ни японскими властями, ни США, ни другим их важным союзником — Нидерландами.

Команде учёных из китайских исследовательских институтов удалось использовать бактерии для очистки сточных вод от органических загрязнителей и получения ряда химических соединений для полупроводниковой промышленности. Этот процесс может проложить путь к устойчивому и экологически чистому производству ценных полупроводниковых материалов. Результаты исследования были опубликованы 16 октября в рецензируемом журнале Nature Sustainability.

Источник изображений: Pixabay

Исследование, возглавляемое профессором Гао Сяном (Gao Xiang) из Шэньчжэньского института синтетической биологии Китайской академии наук и профессором Лу Лу (Lu Lu) из Харбинского технологического института в Шэньчжэне, продемонстрировало возможность получения материалов, используемых для изготовления полупроводников, из сточных вод с помощью генно-модифицированных бактерий. Исследователям удалось преобразовать загрязнители сточных вод в полупроводниковые биогибриды, состоящие из биологических и небиологических компонентов.

Исследовательская группа выбрала морской микроорганизм Vibrio natriegens в качестве отправной точки для модифицирования бактерий. По словам учёных, «это одни из самых быстрорастущих бактерий, которые процветают в средах с высоким содержанием соли и очень устойчивы к сточным водам. Они могут использовать более 200 типов органических материалов в качестве питательных веществ, включая сахара, спирты, аминокислоты и органические кислоты, что делает их идеальными кандидатами для этого исследования».

Затем команда «запустила» механизм восстановления сульфатов в Vibrio natriegens, обучив штамм непосредственно поглощать сульфат из окружающей среды и производить сероводород, который затем объединялся с ионами металлов в сточных водах для создания полупроводниковых наночастиц. Метод оказался универсальным и его можно было применять к ионам различных металлов, получая такие соединения, как сульфид кадмия, сульфид свинца и сульфид ртути.

Наночастицы фиксировались на поверхности бактерий, образуя полупроводниковые биогибриды. Под воздействием света полупроводниковый материал поглощал солнечную энергию и преобразовывал её в электроны, обеспечивая бактериям дополнительную энергию. В лабораторном эксперименте, в котором биогибриды использовались для очистки сточных вод, 99 % ионов кадмия были таким образом извлечены в виде частиц сульфида кадмия.

Эти типы наночастиц, также известные как квантовые точки, стали центральным элементом открытия, за которое другая группа учёных получила в этом году Нобелевскую премию по химии. «После полного цикла биогибриды в сточных водах можно собирать посредством фильтрации или седиментации (осаждения частиц) для извлечения полупроводниковых материалов, — сообщил Гао Сян. — Эта система может стать эффективным и экономически выгодным методом производства очень ценных квантовых точек».

При размножении биогибридов в сточных водах они также преобразует органические загрязнители в 2,3-бутандиол (БДО), ценный химикат, который широко применяется в косметике, сельском хозяйстве и здравоохранении. Лабораторные испытания показали, что при искусственном освещении биогибриды производят БДО в два раза быстрее, чем немодифицированные бактерии, при этом степень конверсии углерода увеличивается на 26 %.

«Дополнительная энергия, генерируемая наночастицами за счёт поглощения света, повысила эффективность синтеза биогибридов и скорость преобразования органических веществ в сточных водах. Традиционно вся энергия, необходимая для роста бактерий и производства БДО, обеспечивается самими бактериями, что включает в себя самометаболизм и переваривание органических веществ. Дополнительная энергия, полученная за счёт поглощения света, очевидно, ускоряет оба процесса» — пояснил Гао.

В эксперименте, проведённом в 5-литровом реакторе, биогибриды были успешно выращены с использованием реальных промышленных сточных вод, достигнув производительности БДО 13 граммов на литр и превзойдя результаты всех предыдущих исследований.

Сейчас учёные изучают возможности масштабирования процесса. Основным препятствием становится плохая прозрачность промышленных сточных вод. Поэтому требуются реакторы с большей площадью поверхности, чтобы обеспечить достаточное для активной деятельности бактерий освещение.

«Полупроводниковые биогибриды объединяют в себе лучшие качества биологических цельноклеточных катализаторов и полупроводниковых наноматериалов, позволяя нефотосинтетическим промышленным заводам по производству микробных клеток использовать солнечную энергию для химического производства», — резюмировали исследователи.

Нидерландский холдинг ASML является крупнейшим в мире поставщиком литографических сканеров, которые необходимы для производства полупроводниковых компонентов, и с 2019 года он по указанию властей страны не поставляет в Китай свои передовые системы для работы с EUV-литографией. По некоторым данным, на работу в Huawei перешёл бывший сотрудник ASML, прихвативший с собой секретные технические сведения.

Источник изображения: ASML

По крайней мере, об этом сообщает Bloomberg со ссылкой на нидерландское издание NRC. По заявлениям ASML от февраля этого года, бывший сотрудник китайского подразделения компании похитил данные, имеющие отношение к ноу-хау в сфере оборудования для выпуска чипов. Как было установлено, подозреваемый похитил информацию из базы данных, используемой ASML для хранения соответствующей технической документации.

По данным источника, обвиняемый в хищении технической информации ASML сотрудник до своего внезапного увольнения уже сотрудничал не только с Huawei Technologies, но и с некоторыми связанными с правительством КНР структурами, по заданию которых и была добыта служебная документация ASML. Данные структуры уже подозревались в краже интеллектуальной собственности по другим эпизодам.

Данное расследование обретает особую актуальность в свете определённых успехов партнёров Huawei по выпуску 7-нм компонентов вроде того же процессора HiSilicon Kirin 9000S, обнаруженного в составе новейшего смартфона Huawei Mate 60 Pro, вышедшего на китайский рынок в начале осени. Западные эксперты подозревают, что выпустить 7-нм процессор для Huawei компания SMIC смогла не без помощи самого заказчика, который активно вкладывается в развитие собственной производственной экосистемы, позволяющей обходить санкции США. В этом месяце ограничения на поставку в Китай определенного ассортимента литографического оборудования ASML были дополнительно усилены, и теперь аналитики считают, что у китайских компаний могут возникнуть трудности даже с производством 28-нм чипов.

Ужесточаемые санкции США, Японии и Нидерландов, которые является мировыми лидерами на рынке литографического оборудования, вынуждают китайских производителей полупроводников всё чаще обращаться за такой продукцией к своим соотечественникам, и доля китайского оборудования на профильном рынке КНР к августу этого года достигла 47,25 %.

Источник изображения: TSMC

По крайней мере, на такую статистику ссылаются аналитики Huatai Securities, изучившие условия 182 конкурсных закупок оборудования для производства чипов китайскими компаниями, работающими в этой сфере. Если рассматривать период с июля по август текущего года, то доля выигранных китайскими поставщиками конкурсов достигла 62 %, едва не удвоившись по сравнению с показателем марта-апреля, который составлял 36,3 %. По сути, данная тенденция демонстрирует готовность китайских производителей чипов закупать отечественное оборудование в условиях усиливающихся санкций извне.

Как пояснили Reuters представители отрасли, перед введением санкций китайские производители чипов предпочитали использовать оборудование импортного производства, а отечественное приобретали в небольших количествах главным образом для экспериментального использования. Теперь же под угрозой усугубления санкций отечественный заменитель ищется буквально для каждой единицы оборудования, и если он доступен, то незамедлительно приобретается ради исключения рисков, связанных с санкциями.

По данным CINNO Research, в первом полугодии выручка десяти крупнейших поставщиков литографического оборудования в КНР выросла на 39 % год к году и достигла $2,2 млрд. На первых порах китайские компании ещё старались закупать альтернативы американскому оборудованию в Японии и Нидерландах, но по мере консолидации санкционных усилий союзниками США такая возможность будет утрачена.

Китайские поставщики оборудования стараются оправдать возложенные на них надежды. Например, оборудование для травления кремниевых пластин AMEC уже используется для обработки продукции, выпускаемой по продвинутой 5-нм технологии. По оценкам местных экспертов, китайское оборудование для производства чипов улучшается быстрее, чем ожидалось — примерно на два года опережая условный график. Впрочем, пока слабым местом китайских поставщиков является выпуск оборудования для оптической литографии. За восемь месяцев этого года только один конкурс на поставку такого оборудования был выигран в КНР отечественной компанией. При этом импорт литографического оборудования из Нидерландов за то же время вырос на 81,2 % до $3,3 млрд в денежном выражении. В третьем квартале поставки продукции нидерландской компании ASML в Китай формировали до 50 % выручки.

Принято считать, что китайская SMIC смогла наладить выпуск 5-нм процессоров HiSilicon Kirin 9000S для новейших смартфонов Huawei серии Mate 60, используя не столь совершенное DUV-оборудование ASML, дополненное сложной технологической оснасткой, поскольку не имела возможности покупать передовое EUV-оборудование с 2019 года. Некоторые источники считают, что SMIC успела закупить небольшое количество передовых EUV-сканеров ASML ещё до введения санкций властями Нидерландов в 2019 году. В любом случае, на разработку полноценных отечественных аналогов такого оборудования у китайских компаний уйдёт несколько лет.