Il tallone d’Achille dell’industria cinese dei semiconduttori? – Il diplomatico

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La dipendenza dalle apparecchiature di litografia straniere emerge come una crescente responsabilità per i produttori di chip cinesi di fronte all’intensificarsi dei controlli sulle esportazioni guidati dagli Stati Uniti.

Per proteggersi dai crescenti rischi geopolitici e della catena di approvvigionamento, Washington e Pechino hanno utilizzato negli ultimi anni le politiche industriali per rafforzare la produzione nazionale di semiconduttori. Sebbene la produzione front-end (o “fabbricazione”) sia parte integrante della produzione di chip e riceva la maggior parte della copertura mediatica del settore, va sottolineato che la catena del valore globale dei semiconduttori è composta da circa 300 input diversi forniti da dozzine di paesi. Un input meno importante ma altamente cruciale della catena di approvvigionamento è l’attrezzatura per litografia utilizzata per la produzione di chip.

La litografia, il processo di stampa di modelli di circuiti integrati su wafer di silicio, è anche un punto debole per l’industria cinese dei chip, che rimane in gran parte non competitiva nei settori delle apparecchiature per la produzione di semiconduttori (SME) e dell’automazione della progettazione elettronica (EDA). Per rallentare il progresso dei semiconduttori di Pechino, Washington sta attualmente aumentando le restrizioni extraterritoriali su tutti gli input contenenti tecnologia di origine statunitense significativa, come le apparecchiature per la litografia, attraverso la Foreign Direct Product Rule.

In una conferenza del Bureau of Industry and Security (BIS) alla fine di giugno, il segretario al Commercio degli Stati Uniti Gina Raimondo ha dichiarato che Washington potrebbe “chiudere” qualsiasi azienda cinese di semiconduttori sorpresa a vendere in Russia poiché “quasi tutti i chip nel mondo e in Cina sono realizzati utilizzando Apparecchiature e software statunitensi”. Molti analisti politici di Washington hanno anche identificato le PMI e l’EDA come i punti deboli dell’industria cinese dei chip. Nel gennaio 2021, il Center for Security and Emerging Technology (CSET) ha pubblicato un rapporto sostenendo che i punti deboli della Cina nelle apparecchiature per la produzione di semiconduttori (PMI), nel software EDA, nella proprietà intellettuale per la progettazione di chip e nei materiali avanzati rappresentavano “un’opportunità politica” per Washington che potrebbe essere sfruttato con controlli sulle esportazioni e sugli investimenti.

Dal 2020, Washington ha preso di mira la debolezza della Cina nella litografia vietando la vendita di macchine avanzate a raggi ultravioletti estremi (EUV) e sta attualmente valutando un divieto più completo “fabbrica per fabbrica” ​​di apparecchiature che riguarderà specificamente le fabbriche cinesi che producono a un livello o inferiore il nodo di elaborazione a 14 nanometri. Questa nuova strategia di controllo delle esportazioni mira a contenere il progresso tecnologico dell’industria cinese dei semiconduttori senza rallentare la fornitura di vecchi chip per materie prime, essenziali per la produzione automobilistica e di elettronica di consumo.

La strategia multilaterale di controllo delle esportazioni di Washington, o ciò che il ministero degli Esteri cinese definisce “diplomazia coercitiva” e “terrorismo tecnologico”, rappresenta una seria minaccia per l’industria cinese dei chip, che manca di valide alternative alle PMI nazionali e all’EDA. Il principale produttore cinese di litografie, Shanghai Micro Electronics Equipment Co. (SMEE), attualmente produce in serie nel nodo di elaborazione a 90 nanometri e ha sviluppato macchine a 14 nanometri con tassi di resa non ottimali.

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Sebbene questi risultati siano notevoli per un ritardatario del settore, SMEE rimane ancora diverse generazioni indietro rispetto al leader mondiale della litografia con sede nei Paesi Bassi, Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML), che produce macchine in grado di incidere circuiti per chip avanzati al di sotto dei 7 nanometri. Data l’immensa conoscenza tecnica e gli ostacoli alla spesa in conto capitale per competere nel settore della litografia, l’opzione migliore di Pechino è continuare ad acquistare da ASML.

Durante la sua visita nei Paesi Bassi alla fine di maggio, il vicesegretario al Commercio degli Stati Uniti Don Graves ha fatto pressioni sui funzionari olandesi per impedire ad ASML di vendere alla Cina macchine per litografia a immersione, che sono un tipo avanzato di tecnologia a ultravioletti profondi (DUV). Il DUV è una tecnologia più vecchia dell’EUV, ma rimane fondamentale per la linea di produzione a 28 nanometri, che è attualmente il pilastro per i leader di chip cinesi come Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC). Oltre al gigante della litografia ASML, Washington sta anche esercitando pressioni sulle giapponesi Nikon e Canon per frenare le esportazioni di DUV verso la Cina.

Anche con le restrizioni sulle vendite EUV, i produttori di chip cinesi sono stati in grado di fare progressi significativi riproponendo le vecchie apparecchiature DUV attraverso il multi-patterning, una tecnica utilizzata anche dai leader mondiali della fabbricazione Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) e Samsung. Ad esempio, SMIC riesce a produrre alcuni chip speciali a livello di 7 nanometri, anche se con rendimenti commerciali limitati, utilizzando apparecchiature DUV più vecchie acquistate da ASML. Tuttavia, la capacità dell’industria cinese dei semiconduttori di continuare a scalare la scala della produzione avanzata sarà gravemente incapace se Washington espanderà con successo i controlli sulle esportazioni e sugli investimenti per coprire tecnologie mature, come le apparecchiature per litografia a immersione DUV.

Le nuove restrizioni proposte da Washington rivolte all’industria cinese dei chip hanno dovuto affrontare un forte respingimento da parte dei fornitori di apparecchiature, tra cui ASML, che ha affermato che i sistemi maturi – come le apparecchiature DUV – non dovrebbero essere vietati per gli stessi motivi di sicurezza nazionale dell’EUV e di altre tecnologie all’avanguardia. ASML e altri fornitori di apparecchiature hanno anche forti incentivi economici per mantenere l’accesso al mercato cinese. Nel 2021, le strutture di chip con sede in Cina hanno acquistato 81 macchine per litografia a immersione DUV, o ArFi, da ASML e hanno rappresentato il 14,7% (2,7 miliardi di dollari di vendite) del fatturato totale dell’azienda. Se le vendite di DUV ai consumatori cinesi vengono bloccate, ASML perderà circa $ 2 miliardi di entrate, secondo la società di consulenza sui semiconduttori ICWise.

Andando avanti, queste realtà economiche complicheranno sempre più vari obiettivi di sicurezza nazionale legati ai chip, come l’espansione del controllo delle esportazioni e la promozione dell’autosufficienza.

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