Почему сша не вводит санкции tsmc за изготовление российских процессоров
Обновлено: 07.07.2024
Охлаждение отношений Запада с Россией продолжается. Против нашей страны вот-вот могут быть введены новые санкции. При этом в сфере высоких технологий, очевидно, мы всё ещё сильно зависим от таких корпораций, как Intel, AMD, Microsoft и других. Есть ли у нас чем заменить их продукцию или жёсткие санкции в IT станут настоящим ударом под дых с последующим глубоким нокаутом?
Если мы говорим о перспективе новых санкций, то для России существует сфера, в которой они будут не менее чувствительными, чем отключение российских банков от международной системы SWIFT. Это сфера высоких технологий, где Россия из-за действий либеральных реформаторов ещё с 1990-х годов имеет гигантские проблемы, не производя почти никакой собственной продукции. По сути, реформаторы последовательно вели нас к этому последние 30 лет, разваливая отечественные предприятия высокого производственного цикла с одновременной переориентацией всей экономики на сырьевую базу.
При этом ситуация в мире развивается таким образом, что сейчас уже некорректно ставить вопрос о том, что будет, если санкции в IT будут введены. Гораздо правильнее интересоваться, что мы будем делать, когда это случится. Есть ли у нас такие технологии, которые помогут выжить, если корпорации вроде Intel перестанут продавать нам свои процессоры? Что будет с нашими цифровыми системами, оборонкой, госорганами и чем будут пользоваться рядовые жители?
Через тернии
В этой статье мы поговорим об уникальной и полностью российской разработке – процессорах "Эльбрус", которые создаёт компания АО "МЦСТ" (бывший "Московский центр SPARC-технологий"). Сегодня уже работающие и поставляемые на рынок современные "Эльбрусы" не уступают, а отчасти и превосходят аналоги от западных корпораций. Вы не ослышались, и это не опечатка.
Сама архитектура (компоновка и принцип работы элементов) "Эльбрусов" начала разрабатываться ещё в 1986 году в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) им. С. А. Лебедева. Этот институт к тому моменту уже произвёл два советских суперкомпьютера – "Эльбрус-1" (он был самым мощным в мире на тот момент) и "Эльбрус-2". В 1991 году ИТМ и ВТ завершил разработку "Эльбруса-3" и уже тогда стало понятно, что в своих образцах мы пошли по совершенно иному пути, нежели американцы.
В 1991 году СССР рухнул, и "Эльбрус-3" из-за недостатка финансирования так и не увидел свет. Его разработчики в том же году основали компанию ЗАО "МЦСТ", где и продолжили развивать "Эльбрусы". Даже как-то странно, что либералы-реформаторы в своё время не дотянулись до этого предприятия, ведь умудрились же они в ельцинскую эпоху распиливать и военные корабли, и ракеты на металл. Скорее всего, МЦСТ спасло непонимание реформаторами значимости предприятия и его разработок.
Однако эту значимость хорошо понимали на Западе. Если разработки удалось сохранить в России, то этого нельзя сказать о самих разработчиках. К сожалению, очень многих талантливых инженеров тогда заманила в свои сети американская Intel. В 2004 году Intel, по сведениям ряда СМИ, и вовсе хотела купить весь МЦСТ со всеми его разработками, но, слава Богу, компания не продалась.
С тех пор МЦСТ по госзаказу разработала целую серию новых "Эльбрусов", которые поначалу не могли сравниться с новинками от Intel, но всё-таки со своими задачами справлялись. И сейчас ситуация меняется в лучшую сторону.
Теперь удивительное. На "Эльбрусах" уже работают не только системы регулирования движения РЖД, но и базы МВД, включая всю базу загранпаспортов граждан России. Вы знали об этом? В этих критически важных элементах цифровой инфраструктуры России больше нет Intel, нет американских процессоров. Переход был осуществлён "бесшовно", как говорили в МЦСТ, никто ничего и не почувствовал. Сколько же стоило создание этих процессоров?
В 2016 году Минпромторг выделил МЦСТ 1,25 млрд рублей на разработку двух новейших процессоров – "Эльбрус-8С" и "Эльбрус-1С+". Именно эти чипы впоследствии и поступили на "вооружение" РЖД и МВД. 7 июля 2020 года МВД объявило о закупке у МЦСТ серверов на "Эльбрусах-8С" за 270 млн рублей. В январе прошлого года РЖД купила 15 тыс. компьютеров на "Эльбрусах-1С+" за 1,08 млрд рублей. Импортозамещение состоялось, деньги были отданы российскому, а не американскому предприятию, а важным структурам было поставлено отечественное оборудование.
Стоит отметить, что речь идёт, конечно, не о компьютерах для пользователей, а о серверных системах, управляющих большими массивами данных. Все они работают на ядре операционной системы Linux, включённой в реестр отечественного ПО Минкомсвязи (на Astra Linux, например, работают серверы ФСБ и других правительственных структур, где по понятным причинам, как и в оборонке, не может быть никакой Windows). Но что это за процессоры и насколько они конкурентоспособны?
Чем хороши "Эльбрусы"
Последние модели "Эльбрусов" оказались весьма востребованными. "Эльбрус 8С", например, – это современный восьмиядерный процессор с тактовой частотой 1,3 ГГц, а "Эльбрус-8СВ" уже разогнан до 1,5 ГГц. Но главная особенность "Эльбрусов" – не тактовая частота, а их уникальная архитектура. Давайте рассмотрим некоторые технические детали.
Ключевые черты архитектуры "Эльбрус" – энергоэффективность и высокая производительность, достигаемые при помощи задания явного параллелизма операций,
– говорится на сайте МЦСТ.
В отличие от архитектуры x86, которую использует Intel, "Эльбрусы" обладают собственной, которая позволяет выполнять больше операций в один вычислительный такт. Российский процессор будет выполнять их параллельно, тогда как аналог от Intel выстроит в последовательную очередь с обозначением приоритета. Это и даёт "Эльбрусам" ощутимый прирост производительности даже при более старом техпроцессе и более низкой тактовой частоте, что экономит электроэнергию.
Как отмечал Минпромторг, среди основных достоинств "Эльбрусов" – возможность выполнять на каждом ядре до 25 операций за один машинный такт, система эмуляции, которая позволяет запускать программы для архитектуры x86 (пользователь не почувствует перехода), а также более эффективная обработка криптографических (зашифрованных) данных, то есть кибербезопасность тут на высоте. Эти чипы почти невозможно "сломать" хакерам из-за совершенно иного принципа работы. Всё это делает "Эльбрусы" классными процессорами для промышленных предприятий, российской оборонки и для правительственных структур, для чего они предназначены сейчас в первую очередь.
Совсем недавно Intel села в лужу, представив новый техпроцесс SuperFin, который является 10-нанометровым, но якобы "ощущается" как 7-нанометровый. По оценкам СМИ, это была неуклюжая попытка скрыть свой провал. Более того, Intel проиграла "войну чипов" компании AMD, чей процессор Ryzen последней серии оказался производительнее. В ответ в Intel в начале 2021 года представили новинку – процессор Core i9-11900K, который изготовляется по технологии 14-нм. Им пришлось откатиться к более старому техпроцессу, чтобы конкурировать.
А что же МЦСТ? Теперь и Россия участвует в этой гонке. В октябре 2020 года компания объявила, что уже разработала новый 16-ядерный процессор "Эльбрус-16С", который изготовляется по техпроцессу в 16-нм. То есть отставание от Intel тут уже невелико. Этот "Эльбрус" будет иметь тактовую частоту 2ГГц и станет первым отечественным процессором, показавшим такие характеристики. Полностью разработка процессора должна завершиться в 2021 году, а производство начнётся в первой половине 2022 года.
Но МЦСТ решила пойти и дальше, анонсировав "Эльбрус-32С". И это уже нечто запредельное. Этот процессор будет изготовляться по технологии в 7-нм, получит 32 ядра (сравните с восемью у "Эльбрус-8С"), а объём оперативной памяти составит 2 Тбайта на микропроцессор.
В конце 2020 года Минпромторг определил исполнителей опытно-конструкторских работ по созданию трёх новых отечественных микропроцессоров. По этому тендеру 7,49 млрд рублей министерство выделило на "Эльбрус-32С". Деньги были выделены в рамках реализации мероприятий по госпрограмме ""Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности" на 2020-2025 гг.". Всего трём предприятиям, включая МЦСТ, было выделено 20 млрд рублей.
Кстати, на "Эльбрусах" уже сейчас начали работать современные видеоигры, что тоже показатель. Российский процессор показал производительность не хуже аналога Intel Core. При этом тестировался "Эльбрус-8С", а ведь новинки уже на подходе.
Ложка дёгтя
Отечественные процессоры выглядят конкурентоспособно. Но в отличие от западных корпораций, Россия не в состоянии произвести их сама. "Эльбрусы" по заказу МЦСТ изготовляются на тайванском заводе TSMC, который также частично собирает микрочипы для Intel, Apple и других корпораций. В МЦСТ заявляют, что тайваньское предприятие никак не может украсть или скопировать архитектуру "Эльбрусов", так как в заказы не включается документация, только планы сборки. А потому так называемый реверс-инжиниринг невозможен. Ведь одно дело скопировать компоновку элементов, и совсем другое – понять принцип их работы в архитектуре. Вместе с тем, факт сборки наших процессоров за рубежом выглядит, конечно, нелицеприятно.
То есть наша беда не в том, что мы не можем сами придумать собственные современные процессоры. Можем, и ещё как. Беда в том, что в России нет заводов по производству такой техники. Единственным предприятием сейчас является завод "Микрон" в подмосковном Зеленограде, но он может серийно производить процессоры только по нормам 90-нм. Как вы понимаете, новейшие "Эльбрусы" на нём уже не изготовить.
Intel, например, 24 марта 2021 года объявила, что вложит 20 млрд долларов в производство чипов на заказ. Компания намерена принимать сторонние заказы, чтобы производить процессоры для тех, кто их проектирует, но не может изготовить. Почувствуйте разницу: Минпромторг выделяет 20 млрд рублей трём российским разработчикам на процессоры, тогда как Intel уже вовсю строит свои заводы, вкладывая в это тоже 20 млрд, но не рублей, а долларов.
Вот и получается, что полноценное импортозамещение в сфере компонентной базы в России упирается совсем не в техническую или инженерную, а в экономическую проблему. Горе-реформаторы у руля отечественной экономики ещё в "лихие 90-е" заложили бомбу, которая может рвануть спустя 30 лет. Таким предприятиям, как МЦСТ, необходимы свои заводы для выхода на массовый госзаказ, а затем и на потребительский рынок.
В 2021 году, как сообщили в МЦСТ, компания выпустит всего 10 тыс. процессоров. При отсутствии своего производства в России едва ли пока стоит ждать большего. Поэтому полноценно заместить импортные микрочипы в большинстве сфер мы сможем не раньше, чем "Эльбрусы" будут массово и серийно производиться. И лишь тогда они станут более дешёвыми, а, следовательно, доступными для обычного пользовательского применения в компьютерах и гаджетах.
То есть, если подытожить всё вышесказанное, можно сказать, что элементы критической инфраструктуры России уже во многом не зависят от западных технологий, и этот переход продолжается. Это касается баз МВД, космической отрасли, ВПК России. В случае жёстких санкций мы сможем частично обеспечить себя процессорами и другими микрочипами сами, но вот догнать и перегнать западные корпорации по объёму производства и внедрению на рынок, к сожалению, едва ли. И причины хорошо известны.
США запретили TSMC производить процессоры для китайской компании Phytium, чьи чипы используются в современных суперкомпьютерах КНР – год назад в аналогичной ситуации оказалась и компания Huawei. Для этого она внесла Phytium в черный список компаний, связанных с армией Китая, и для проформы – еще шесть компаний из Поднебесной, так или иначе связанных с суперкомпьютерами. Некоторые их них в настоящее время работают над новыми моделями, потенциально способными возглавить рейтинг Top500.
США нацелились на китайские суперкомпьютеры
Тайваньская компания TSMC, крупнейший в мире производитель полупроводниковой продукции, вынужденно приостановила сотрудничество с китайской Tianjin Phytium Information Technology (Phytium).
Phytium занимается разработкой процессоров для суперкомпьютеров на основе архитектуры ARM. По информации издания South China Morning Post, приостановка сотрудничества означает прекращение выпуска TSMC процессоров для Phytium, что напрямую связано с американскими санкциями. 9 апреля 2021 г. власти США включили Phytium в черный список компаний, якобы имеющих связи с китайскими военными. По аналогичной схеме США оказывают давление на компанию Huawei, которую используют в качестве рычага давления на Китай в рамках торговой войны. В мае 2020 г. они тоже запретили TSMC выпускать для нее чипы.
Всего за один этот день черный список США усилиями Министерства торговли этой страны стал больше на семь пунктов. Помимо Phytium, в него вошли еще шесть китайских структур, в той или иной степени имеющих отношение к высокопроизводительными вычислениями (high performance computing, HPC) и суперкомпьютерными платформами – это Шанхайский центр проектирования высокопроизводительных интегральных микросхем (Shanghai High-Performance Integrated Circuit Design Center), Национальный суперкомпьютерный центр Цзинаня (National Supercomputing Center Jinan), Национальный суперкомпьютерный центр Чжэнчжоу (National Supercomputing Center Zhengzhou), а также Национальный суперкомпьютерный центр Шэньчжэня (National Supercomputing Center Shenzhen), Национальный суперкомпьютерный центр Уси (National Supercomputing Center Wuxi) и компания Sunway Microelectronics.
В черном списке, как сообщили представители Минторга США, эти компании оказались потому, что они якобы создавали суперкомпьютеров для китайских военных и помогали КНР в разработке оружия массового поражения (ОМП). В заявлении министерства говорится также, что все эти предприятия поддерживали «дестабилизирующие программы КНР по модернизации своих вооруженных сил».
Что изменится
В черном списке США находятся и другие компании, в особенности Huawei, против которой американские власти ведут активные действия по ее уничтожению, и Xiaomi. Со всеми этими предприятиями американские компании могут сотрудничать только после получения специального разрешения властей своей страны.
TSMC заявила, что выполнит все заказы Phytium, полученные до 9 апреля 2021 г., после чего полностью прекратит выпуск ее продукции. Как долго это продлится, пока неизвестно, как неясно и, свернула ли она сотрудничество с другими шестью китайскими компаниями, связанными с суперкомпьютерами и пополнившими черный список США.
Далеко идущие последствия
Phytium вместе с Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии Китая (National University of Defense Technology, NUDT) участвовала в разработке китайских суперкомпьютеров Tianhe-1 и Tianhe-2, в недалеком прошлом входивших в тройку самых производительных суперкомпьютеров в мире в авторитетном рейтинге Top500. например, еще в июне 2020 г. модификация Tianhe-2 под названием Tianhe-2А занимала пятую строчку в рейтинге, а в ноябре 2019 г. была на четвертом месте (рейтинг обновляется дважды в год – в июне и ноябре).
В ноябре 2020 г. Tianhe-2 опустился на шестую позицию, но в пятерку лидеров ворвался другой китайский суперкомпьютер - Sunway TaihuLight, занявший четвертое место. Он расположен в теперь уже санкционном Национальном суперкомпьютерном центре Уси, а над его созданием работала компания Sunway Microelectronics, тоже оказавшейся в черном списке.
Искусственный интеллект в контакт-центрах может автоматизировать половину запросов
Sunway TaihuLight уступает лишь Sierra и Summit производства американской IBM и Fugaku японской Fujitsu. В целом же Китай на ноябрь 2020 г. занимал 214 мест из всех 500 позиций рейтинга Top500, то есть 42,8%. На втором месте с 22,6% были США (113 мест), а Россия с ее двумя суперкомпьютерами – на 21 месте. С другой стороны, по суммарной производительности китайские суперкомпьютеры удержали лишь 23,3% рейтинга против 27,5% у США.
В настоящее время NUDT, вероятно, не без помощи Phytium, работает над суперкомпьютером Tianhe-3. Его создание должно было быть завершено еще в 2020 г., но зародившаяся в Китае пандемия коронавируса внесла свои коррективы, и сроки были сдвинуты. Сейчас даже приблизительная дата готовности Tianhe-3 не раскрывается, и ситуация вокруг TSMC и Phytium тоже может отразиться на процессе сборки этого компьютера.
Пока неизвестно, как американские санкции повлияют на деятельность компании Sunway. Ее специалисты в настоящее время работают над суперкомпьютером экзафлопсного класса, базирующимся на китайских технологиях.
Как США уничтожают суперкомпьютерный потенциал Китая
США на протяжении нескольких лет регулярно пополняет черный список китайских ИТ-компаний и организаций, по версии властей страны, сотрудничающих с государством или военными. Началось все еще даже до победы Дональда Трампа (Donald Trump) на выборах Президента США в ноябре 2016 г. – его предшественник, Барак Обама (Barack Obama) в 2015 г. внес в этот перечень китайские суперкомпьютерные центры Гуанчжоу в Чанше, и Тяньцзине. В первом центре установлен упомянутый суперкомпьютер Tianhe-2А, и в том же 2015 г. Обама добавил в список еще и институт NUDT, его разработавший.
В 2019 г., Минторг США ввел аналогичные санкции против компании Sugon, что отразилось на создании ее одноименного суперкомпьютера, который она строила совместно с американской компанией AMD. Аналогичная участь постигла также компании Higon, Chengdu Haiguang Integrated Circuit и Chengdu Haiguang Microelectronics Technology, и Институт компьютерных технологий Уси Цзяннань (Wuxi Jiangnan Institute of Computing Technology).
Торговые войны Соединенных Штатов с Китаем продолжаются. Кроме Huawei, сейчас США стали оказывать давление на компанию Phytium, которая разрабатывала суперкомпьютеры Tiahne, не раз входившие в рейтинг мощнейших суперкомпьютеров мира.
Способ влияния простой и эффективный одновременно: крупнейшему поставщику чипов TSMC просто запретили производить процессоры для Phytium. Объяснили это тем, что разработки Phytium применяются в суперкомпьютерах КНР, мощности которых используются, в частности, армией Китая.
Почему Phytium попала в немилость?
По мнению чиновников США, отвечающих за введение санкций, эта компания имеет тесные связи с китайскими военными. Такие же обвинения получила и компания Huawei, когда на нее накладывали санкции. Phytium разрабатывает процессоры на архитектуре ARM, и приостановка сотрудничества с TSMC означает полную остановку процессов разработки у Phytium. Такие процессоры просто некому больше производить.
Phytium и Huawei — не единственные компании из КНР, которые сейчас находятся под санкциями. США включили в черный список еще шесть компаний, которые имеют отношение к высокопроизводительным вычислениям (high performance computing, HPC) и суперкомпьютерным платформам. В список вошли:
- Шанхайский центр проектирования высокопроизводительных интегральных микросхем (Shanghai High-Performance Integrated Circuit Design Center).
- Национальный суперкомпьютерный центр Цзинаня (National Supercomputing Center Jinan).
- Национальный суперкомпьютерный центр Чжэнчжоу (National Supercomputing Center Zhengzhou).
- Национальный суперкомпьютерный центр Шэньчжэня (National Supercomputing Center Shenzhen).
- Национальный суперкомпьютерный центр Уси (National Supercomputing Center Wuxi).
- Sunway Microelectronics.
- Они, по мнению чиновников США, разрабатывали суперкомпьютерные системы и их компоненты для военных Китая, помогая создавать оружие массового поражения.
И что теперь?
Компании TSMC придется подчиниться требованиям. Ее руководство уже заявило о том, что собирается поставить все чипы, заказанные китайцами, до 9 апреля 2021 года. После этого выпуск продукции для бывшего партнера будет прекращен. Пока что TSMC ничего не рассказала о планах по работе с другими китайскими компаниями, которые также попали под санкции. Будут с ними прекращены отношения или нет, пока неясно.
Скорее всего, Китай начнет отставать в производстве суперкомпьютеров, пока не освоит производство чипов самостоятельно. Стоит отметить, что Phytium с National University of Defense Technology разрабатывала суперкомпьютеры Tianhe-1 и Tianhe-2, которые не так давно входили в тройку самых производительных систем мира.
В прошлом году китайские суперкомпьютеры занимали 214 позиций из 500 в рейтинге Top 500.
Сейчас обе компании участвуют в разработке суперкомпьютера Tianhe-3, который также войдет в рейтинг. Его должны были запустить в работу еще в 2020 году, но из-за пандемии и усложнения условий логистики сборку и запуск перенесли. Возможно, из-за санкций США запуск снова придется сдвинуть на неопределенный срок.
В 2019 году санкции США, введенные против компании Sugon, помешали создать вовремя суперкомпьютер Sugon, который разрабатывался, кстати, вместе с американской компанией AMD. То же самое произошло с компаниями Higon, Chengdu Haiguang Integrated Circuit, Chengdu Haiguang Microelectronics Technology и Институтом компьютерных технологий Уси Цзяннань (Wuxi Jiangnan Institute of Computing Technology).
У новинки — 8 ядер FTC663, совместимых с ARMv8. Энергопотребление чипа составляет 25 Вт при работе на частотах 2,30–2,60 ГГц. У каждого ядра — четыре конвейера с внеочередным исполнением команд, динамическим предсказателем ветвлений, плюс новыми блоками INT и FP. Для того, чтобы ускорить рабочие нагрузки с плавающей запятой, разработчики добавили поддержку инструкций Arm ASIMD.
Но вот производит эти чипы TSMC. И здесь действительно все сложно: чипы подобного уровня может производить очень ограниченное число компаний в мире. Скорее всего, кроме TSMC и Samsung на это пока никто не способен. Но и Samsung, и TSMC вынуждены следовать указаниям США.
Правда, Китай старается быстро развернуть собственное производство чипов. Так, в прошлом году Поднебесная заявила об инвестициях в эту отрасль более $1,4 трлн. Плюс китайские компании переманивают ключевых инженеров TSMC, стремясь обогнать США в производстве чипов. Возможно, вскоре Китай сможет производить процессоры для суперкомпьютеров самостоятельно. Когда это произойдет, сказать сложно.
Во время пандемии начал расти спрос на смартфоны, ноутбуки, настольные компьютеры, «умные» телевизоры, автомобили и устройства, подключенные к интернету. Каждый такой гаджет работает на чипе, который является его «мозгом». Проблема в том, что производители не могут удовлетворить этот повышенный спрос. На производство микросхем негативно влияют и другие факторы. РБК Тренды разобрались, что стало причиной дефицита полупроводников и чего ждать дальше.
Во всем виноват чип: почему цены на электронику продолжают расти?Ситуация на рынке
На данный момент ведущими производителями полупроводников являются тайваньская Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) и южнокорейская Samsung. Первая занимает 54% рынка, вторая — 17%.
Аналитики TrendForce выяснили, что мировой спрос на микросхемы оказался на 10–30% выше текущего предложения. По данным Susquehanna Financial Group, за первые четыре месяца 2021 года производители полупроводников резко начали отставать по исполнению заказов. Крупным компаниям приходится ждать микросхемы до 17 недель, а небольшим — до одного года или вообще отказываться от проектов. Одновременно растут цены на потребительскую электронику.
При этом со второго квартала 2021 года более 30 производителей полупроводников повысили цены на свою продукцию от 10% до 30%. В число этих компаний вошли UMC, SMIC и Power Semiconductor Manufacturing. Цены на отдельные продукты взлетели в десятки раз.
TSMC уже изменила приоритеты по выпуску своей продукции. В третьем квартале 2021 года компания собирается производить в первую очередь процессоры для Apple и чипы для автопроизводителей. Микросхемы для других клиентов, в том числе для Intel, Qualcomm, Google и Xilinx, будут отгружаться по мере их изготовления.
Apple в конце 2020 года закупила 80% мощностей TSMC для массового производства своих собственных чипов М1. Таким образом, только она в этом году сможет успешно выполнить план по производству новых iPhone, которые должны представить в сентябре или октябре. Остальные производители смартфонов оказались застигнуты врасплох глобальным дефицитом чипов. Так, Samsung уже предупредила, что может пропустить выпуск новой линейки смартфонов Galaxy Note в 2021 году.
Нехватка чипов повлияла даже на производство автомобилей. Крупнейшие мировые автоконцерны еще в начале 2021 года заявили, что им придется снижать планы по выпуску машин. Проблемы возникли у Nissan, Honda, Ford, Fiat Chrysler, Volkswagen, Suzuki, Subaru и других. Даже «АвтоВАЗ» начал выпускать автомобили Lada моделей Vesta, Xray и Largus без магнитолы. Автопроизводители потеряют в 2021 году более $110 млрд.
Диганта Дас, исследователь контрафактной электроники в Центре инженерии продвинутого цикла жизни (CALCE), предупредил, что в связи с дефицитом будут расти поставки контрафактных полупроводников. Проблема не коснется технологических гигантов, которые закупают комплектующие непосредственно у производителей, но затронет мелких производителей с более сложными цепочками поставок. Опасность этого заключается в том, что многие небольшие производители электроники заняты в таких отраслях, как здравоохранение, оборона и образование.
Горизонт дефицита
Самый оптимистичный прогноз дает глава Cisco Чак Роббинс. В конце апреля он заверил, что нехватка микросхем будет ощущаться остро лишь до осени 2021 года. По его словам, предприятия уже наращивают свои мощности, и ситуация будет улучшаться в течение следующих 12–18 месяцев.
В TSMC считают, что нехватка полупроводников сохранится и в 2022 году. Производителям придется поднять расходы, запустить новые заводы и скорректировать планы по росту.
По прогнозам компании, дефицит полупроводников для автомобильной промышленности будет снижаться начиная с третьего квартала 2021 года, однако глобальный дефицит сохранится еще минимум год.
Похожей оценки придерживаются в Nvidia. Финдиректор корпорации Колетт Кресс рассказала, что нехватка микросхем будет ощущаться до конца года.
Однако в Intel считают, что дефицит микросхем сохранится и после 2022 года. Там видят выход из сложившегося положения в строительстве новых заводов. Директор Intel Пэт Гелсинджер уверен, что существующий дефицит чипов продолжит усугубляться, а его пик придется на вторую половину 2021 года. «Я не думаю, что индустрия микросхем вернется к здоровому балансу спроса и предложения до 2023 года», — заявил он.
Неочевидные причины
Одним из главных факторов роста дефицита полупроводников называют пандемию коронавируса. Она спровоцировала лавинообразный спрос на ноутбуки, приставки, технику для дома и удаленной работы. Одновременно из-за локдаунов осложнилась и подорожала логистика. Согласно отчету платформы Resilinc, в 2020 году перебои в мировых цепочках поставок выросли на 67%.
На позиции игроков отрасли также серьезно повлияла торговая война США и Китая. В 2020 году в разгар пандемии Соединенные Штаты запретили TSMC поставки чипов Huawei, в связи с чем китайские производители начали запасаться микросхемами. Позднее под санкции попал ведущий китайский чипмейкер Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC). Инвесторам из США запретили торговать акциями компании. Весной 2021 года несколько конгрессменов потребовали запрета продажи КНР любого ПО для разработки современных полупроводников. Таким образом, даже при желании развивать собственное полупроводниковое производство, Китай может остаться без нужных технологий.
Однако есть и менее очевидные причины. Пэт Гелсинджер из Intel заявил, что на предложение влияет фактор доминирования азиатских компаний. По его словам, 80% микросхем в мире производится в Азии, где базируются главные игроки рынка TSMC и Samsung. Большинство других компаний, которые поставляют чипы на рынок, не производят их сами, а владеют лишь технологией. Это Broadcom, Qualcomm, Nvidia и другие. Запустить с нуля свое производство микрочипов они сейчас не могут, так как это требует времени и ресурсов.
На объемы производства влияет и климат. Ситуацию с производством чипов усугубил экологический кризис на Тайване, где фабрики оставались без воды. В настоящее время остров страдает от самой сильной засухи за 56 лет из-за того, что количество осадков в 2020 году было рекордно низким. В итоге в мае резервуары воды фабрик TSMC оказались заполнены всего на 11-23%. А в Техасе в феврале прошли сильные снегопады, что привело к веерным отключениям электричества, в том числе и на предприятиях.
На цикл производства полупроводников повлиял также ряд техногенных аварий. В марте 2021 года случился пожар на одном из предприятий по производству кремниевых пластин Renesas в японской префектуре Ибараки. Это одно из шести японских предприятий и третий по величине производитель автоэлектроники. Компания выпускает кремниевые пластины для производства микросхем. Полноценную работу предприятия удалось восстановить лишь спустя три месяца.
Уже в июне в китайском Шихэцзы загорелась промзона компании Xinjiang West Hesheng Silicon Industry Co., Ltd. Ее кремний активно используется для поверхностей солнечных батарей, а после повторной переработки — при производстве кремниевых пластин для микроэлектроники.
Наконец, на полупроводниковую отрасль повлиял глобальный дефицит кремния. Микросхемы создаются путем печати на пластинах, изготовленных из поликристаллического кремния — материала, который состоит из мелких кристаллов. Согласно отчету Calibre Research Global High Purity Silicon Market Size: Top Players Study and Regional Forecasts 2021-2027, рост цен на кремний продлится до 2027 года.
Поиск выхода
Власти США договорились с руководством TSMC о строительстве новых линий производства чипов в Аризоне. Фабрика будет производить 20 тыс. современных 5-нанометровых чипов в месяц для нужд автомобилестроения и других отраслей. Всего компания выделила $100 млрд на расширение производства и НИОКР, основная часть суммы пойдет на постройку шести заводов в США, работы по возведению первого комплекса уже начались.
Кроме того, сенат США одобрил законопроект субсидирования национальной полупроводниковой промышленности на сумму $52 млрд сроком на пять лет для местных производителей.
В Японии TSMC и Sony Group выделят около $9,2 млрд для строительства первого в стране завода по производству 20-нанометровых микросхем, чтобы постепенно двигаться к более современным техпроцессам. Строительство завода завершат уже в этом году, а в 2022 году партнеры планируют начать исследования и соответствующие разработки.
Китай в рамках программы Made in China к 2025 году инвестирует $1,4 трлн в разработки Alibaba Group, Huawei Technologies Co. Ltd, SenseTime Group Ltd. и другие высокотехнологичные компании, чтобы снизить зависимость электронной отрасли от других стран. Китай также старается переманивать инженеров из TSMC на более высокую заработную плату. Весной 2021 года тайваньской компании пришлось запретить поставщикам оборудования делиться с китайскими партнерами технологическими решениями, а правительство страны приказало удалять списки вакансий китайских компаний.
В Южной Корее правительство заявило о намерении выделить $450 млрд в течение десяти лет на развитие полупроводниковой отрасли. Государство планирует развивать полный цикл производства собственных чипов, а также помогать разработчикам, производителям и поставщикам чипов снижать себестоимость продукции за счет уменьшения налогов и предоставления ряда налоговых льгот. При этом Samsung уже расширила свои инвестиции до $151 млрд и надеется догнать спрос к 2030 году.
Американская Intel ведет переговоры о производстве чипов для автомобильной промышленности с компаниями, которые разрабатывают подобные микросхемы. Им предложат перенести производство на заводскую сеть Intel в течение шести-девяти месяцев. Его могут запустить на заводах в Орегоне, Аризоне, Нью-Мексико, Израиле или Ирландии.
Также Intel заявила, что откроет свои фабрики для внешних клиентов и построит заводы в Соединенных Штатах и Европе. Новое производственное подразделение Intel Foundry Services сможет выполнять заказы других компаний на изготовление чипов, в том числе микросхем чужой архитектуры и дизайна: Apple, Nvidia и других.
Сегодня всего несколько стран могут похвастать впечатляющими наработками в полупроводниковой отрасли. Очевидно, что лидерство здесь за США. Крупные компании застолбили за собой все основные технологии, что привело к тому, что на данные момент выпустить что-то новое без участия американских лицензий почти невозможно. И здесь не так важно, какой процент этих технологий используется. К примеру, TSMC на своём 5-нм техпроцессе задействует меньше 10%, но это не так важно, ведь стоит только США отозвать свои лицензии, и производство полупроводников остановится. Активно навёрстывает упущенное Китай. Инженеры из Поднебесной прыгают через технологические процессы, но пока не способны составить реальную конкуренцию более зрелым компаниям. Возможно, если бы не санкции, то всё могло сложиться иначе, но пока ключевые полупроводниковые компании из Китая у США под колпаком. Ясно, что рано или поздно им удастся выбраться, но тогда технологии уйдут ещё дальше.
реклама
Назвать отечественные процессоры задворками технологического мира нельзя. Они отлично выполняют свои задачи. По сути, немалая часть военной техники, оборонные предприятия и государствообразующие структуры используют российские процессоры. В данный момент мы не собираемся разбирать причины такого положения, поскольку реальность такова, что пока возможности хотя бы приблизиться к лидерам нет. Отметим, что наиболее перспективными считаются процессоры Байкал. Они не только могут использоваться на предприятиях, но и поддерживают установку обычной Windows.
Как оказалось, вскоре российский производитель не только получит финансирование, но и доступ к наиболее современным технологиям. Обо всём по порядку. В первую очередь стало известно о скорой продаже концерна Байкал Денису Фролову, которые является основным бенефициарием группы Astra Linux. Сделка пока не завершена и оценивается 3-6 миллиардов рублей (да, всего 40-80 миллионов долларов). Почему так мало, неясно. У структуры доступ к безразмерным государственным контрактам в оборонном секторе, не говоря уже об уникальных предложениях Байкал, которые можно выпускать в рамках программы по импортозамещению. Что там говорить, если западные компании оценивают в разы дороже стартапы, которые нарисовали пару рендеров и рассказали о своих фантазиях вслух.
Читайте также: