Vem vinner kampen om halvledarna?

Medan spänningen mellan USA och Kina trissats upp av Nancy Pelosis provocerande Taiwanbesök, ser teknikkriget mellan de två ut att ta en ny vändning.

Båda kamrarna i USA-kongressen har godkänt en plan för 280 miljarder dollar – Marker och Science Act – för att stärka USA:s tillverkning av datachip. Bilden ovan visar hur världens chipexport fördelades på olika länder 2016.
För närvarande 75 procent av chiptillverkningen i världen sker i Östra Asien, centrerad kring Taiwan, Sydkorea och Kina. USA syftar till att återta halvledarindustrin till sig och hoppas även att kunna återuppliva framgångar för Intel, som en gång i tiden var kungen av halvledare och nu kämpar för sin överlevnad.

Den nya planen innehåller både "käppar" och "morötter". Alla företag som tar emot subventioner (totalt 52.7 miljarder dollar) för att lokalisera sin chiptillverkning i USA är förbjudna att expandera eller uppgradera sina anläggningar i Kina.

Följden blir att företag som Samsung och SK Hynix, två stora tillverkare av chip som har gjort stora investeringar i Kina, nu tvingas välja mellan att stanna i Kina eller ta emot USA-stöd.

Under tiden har Kina inte rullat tummarna och väntar på att USA ska trappa upp sina sanktioner mot Kinas högteknologiska ambitioner på detta område. Kinas halvledarindustrin, särskilt avancerad chipmaking, har gjort ett stort framsteg i tillverkning. SMIC, en Shanghai-baserad chip-tillverkare och världens femte största chiptillverkare, lanserade för ett år sedan sitt 7nm-chip, en prestation som endast Taiwan TSMC och Sydkoreas Samsung har lyckats med.

Dylan Patel, en ledande teknisk analytiker, skriver att Kinas SMIC:s tillverkningsprocess "är mer avancerad än alla amerikanska eller europeiska företags". I Europa klarar man vara 12nm.

Siffror som 14nm, 7nm, och 5nm är en indikation på storleken av komponenter i chip och ett mått på dess datorkraft.Ju mindre, ju kraftfullare.

Litografi är en kritisk process i chipmaking och används för att skapa mönster på kiselskivor med hjälp av ultraviolett (UV) ljus. Ju tunnare linjer den litografiska maskinen skapar på en kiselskiva, desto fler enheter kan packas in i ett chip.

Maskiner för extrema Uv-Litografi (EUV) är en förutsättning för att med hög produktivitet kunna tillverka chip med 10mn eller 7nm linjer. ASML i Nederländerna är den enda tillverkaren av EUV-maskiner i världen. Ljuskällan i ASML:s maskiner  är gjord av ett amerikanskt företag, som har tvingats gå med på att inte leverera EUV-maskiner till Kina.

Tills vidare kan ASML leverera de äldre DUV maskiner (djup ultraviolett) till Kina, men detta kan också ändras i framtiden.

USA hade trott att utan EUV litografiska maskiner, skulle de linesiska tillverkarna inte kunna producera chip under 14nm. SMIC:s nya 7nm chip har därför blåst ett stort hål i detta antagande.

SMIC är det första företag som framgångsrikt använt DUV-maskiner för att skapa 7nm-linjer.

SMIC är fortfarande inte i samma klass som Taiwans TSMC eller sydkoreanska Samsung, som redan använder EUV-teknik. Men det placerar ändå SMIC före resten av flocken. Det gör det också möjligt för Kina att konkurrera med produkter på marknaden med hjälp av 7nm-chip, när hundratals av dess ledande företag hamnat under USA-sanktioner, däribland Huawei och SMIC.

USA tolkning av sina befogenheter är som om alla företag som använder USA-teknik måste lyda USA:s sanktioner. Därför kan varken TSMC eller Samsung, som använder EUV maskiner från ASML,  exportera sina avancerade chips till företag i Kina.

Det har förekommit kritik mot att 7nm chip från SMIC är bara en kopia av TSMC-chip och därför inte utgör något större framsteg. Även om det är ett enkelt chip avsett för kryptovaluta-mining, enligt TechInsights, är det viktigt som språngbräda för att uppnå en "verklig 7nm-process".

Å andra sidan kan inte Kina gå till 5 eller 3 nm-teknik utan EUV-maskiner. Shanghaiföretaget SMEE har meddelat att det kommer att lansera sin första 28nm DUV-maskinen 2022, och den kan användas för 14nm chip-tillverkning. Som SMIC har visat, kan den sedan användas också för tillverkning 7nm marker.

Världens halvledarindustrin är tydligt vid ett vägskäl med risk för att den globala leveranskedjan delar upp världen i två konkurrerande block, ett som leds av USA och det andra av Kina. Problemet för USA är att dess halvledarindustrin finansierar sina FoU-investeringar med sin försäljning i Kina. Det kan leda till att USA permanent förlorar sin ledning. Detta är anledningen till att ASML:s VD Peter Wennink har sagt att de exportrestriktioner som USA tvingar på industrin inte kommer att fungera.

Enligt en rapport från Boston Consulting Group/Semiconductor Industry Association (BCG/SIA) i slutet av 2020, svarar chip med mindre än 10mn densitet för bara 2 procent av marknaden, trots att de är de mest glamorösa och förekommer i de senaste bärbara datorerna och mobiltelefonerna. Den största delen av marknaden ligger i chip som Kina redan har tekniken att tillverka och där det nu kan bygga hela leveranskedjan, inklusive chiptillverkning och DUV-maskiner.

https://peoplesdemocracy.in/2022/0807_pd/us-china-chip-war-continues