Технологии

IMEC предлага неутрален терен във войната за чипове

Мозъчният тръст е в основата на полупроводниковата индустрия на стойност 550 млрд. долара

Ексклузивно съдържание от The Economist

Ритейл

Всяка седмица получавайте най-важното и интересно от ритейл сектора във вашата поща

Льовен е може би най-известен на широката общественост като родното място на Stella Artois. Но за производителите на чипове най-голямата претенция за слава на белгийския град се намира в широка и не много висока сграда недалеч от Института за изследване на бирата в града. Метална лента придава на фасадата ѝ блестящия вид на силициева пластина с гравирани микросхеми. Отвътре на долните етажи се чува шумът на някои от най-сложните съоръжения, които човечеството някога е измисляло, струващи 3 млрд. долара. Офисите отгоре пък приютяват стотици от най-способните инженери на полупроводници на планетата, формиращи бъдещето на производството на чипове.

Швейцария на полупроводниците

Сградата е централа на Междууниверситетския център по микроелектроника (Interuniversity Microelectronics Centre). IMEC, както е по-известен, не проектира чипове (като американския Intel), не ги произвежда (като TSMC от Тайван) и не създава сложно оборудване в мазето си (като нидерландската ASML). Вместо това той създава знания, използвани от всички в бизнеса с чипове, на стойност 550 млрд. долара. Като се има предвид централното място на чиповете в съвременната икономика - подчертано от тежката ситуация в момента заради недостига им, и все по-често в съвременната геополитика, това прави IMEC един от най-важните индустриални центрове за научноизследователска и развойна дейност (НИРД) на планетата. Люк ван ден Хоув, шефът на IMEC, го нарича Швейцария на полупроводниците.

IMEC е основана през 1984 г. от група инженери по електроника от Католическия университет в Льовен, които искали да се съсредоточат върху микропроцесорните изследвания. В първите дни центърът бил финансиран от местното фламандско правителство. Днес IMEC запазва неутралитета си благодарение на финансов модел, при който нито една фирма или държава не контролира голям дял от бюджета на центъра. Най-големият дял се пада на белгийското правителство, което финансира около 16% от дейността на IMEC. Най-големите корпоративни "сътрудници" осигуряват по не повече от 4% от бюджета. Поддържането на източниците на приходи разнообразни (партньорите обхващат цялата широчина на индустрията за чипове) и ограничени (стандартните изследователски договори са с продължителност от три до пет години) дава на IMEC стимула да се съсредоточи върху идеи, които спомагат за развитието на чиповете като цяло, а не на която и да е фирма в частност.

Сътрудничеството

Пример за това е развитието на екстремната ултравиолетова литография (EUV). EUV е деликатен процес, включващ мощни лазери, разтопен калай и свръхгладки огледала. Машините с размер на автобус, които генерират EUV, днес се правят от ASML и се използват от TSMC и Samsung, южнокорейския производител на чипове. Бяха необходими 20 години научноизследователска и развойна дейност, за да бъде превърната идеята в производствена реалност. IMEC действа като проводник в този процес. Това е така, защото EUV трябва да работи безпроблемно с комплект, изработен и от други фирми. Развитите производители на инструменти искат да намерят начин да разпространят своята интелектуална собственост (IP), без големите компании да се възползват от нея. В същото време големите компании не искат да правят всичките си залози върху някоя експериментална идея, която е скъпа (както са процесите на производство на чипове) и може да остарее.

Неутралността на IMEC позволява на двете страни да заобиколят този проблем. Центърът събира всички необходими съоръжения на едно място, което позволява на производителите да развиват своите технологии в тандем с други производители. И всеки получава права за интелектуалната собственост, която институтът генерира. Ван ден Хоув казва, че напредъкът в индустрията за чипове се дължи на свободния обмен на знания, като IMEC действа като "фуния" за идеи от цял свят.

Този модел примамва все повече партньори. Днес "няколкостотин" са активни в IMEC по всяко време, казват от института. Те варират от стартиращи фирми до "звездите на небосвода" сред производителите на чипове, от ASML до TSMC. Пат Гелсингер, новият шеф на Intel, изразява възхвалата си за организацията. Дори броят им да расте, отделните партньори също станаха по-щедри, отчасти, за да бъдат в крак с нарастващата цена на цялото оборудване за производство на чипове, което IMEC трябва да закупи (дори и да го получава от партньори на намалени цени). В резултат на това приходите на IMEC, които идват от изследователските договори и от прототипирането и услугите по проектиране, се удвоиха между 2010 и 2020 г. до 678 млн. евро. Годишните приходи на IMEC вече са от порядъка на тези на гигантски благотворителни организации като "Фондация Форд" или Американското дружество за борба с рака и нарастват приблизително в съответствие с процъфтяващия бизнес с чипове (виж графиката).

Ефектите от проблемите с Китай

Задълбочаващият се разрив между Америка, където се намират някои от най-големите компании в индустрията, и Китай, които са внесли чипове на стойност 378 млрд. долара миналата година, застрашава глобалния дух на IMEC. Чип индустрията в Китай е все по-защитена от властната комунистическа партия, стремяща се към самодостатъчност, и все повече се отчуждава от чуждите играчи в резултат на американския и европейския контрол върху износа. Всичко това ограничава степента, в която IMEC може да работи с китайски компании за полупроводници.

Центърът събира всички необходими съоръжения на едно място, което позволява на производителите да развиват своите технологии в тандем с други компании.

Публично известно е, че IMEC е работил с китайски фирми в миналото, включително с Huawei, гиганта в областта на телекомуникационното оборудване с подразделение за чипове, който беше обезсърчен от американските санкции, и SMIC, най-големият производител на чипове в Китай. От китайски произход са 3.5% от хората, работещи в IMEC, като представляват петата по големина група, изпреварваща американците, които са 1.5% от всички участници. IMEC има звено и в Шанхай. И все пак в мазето му не се виждат китайски инструменти. IMEC няма да коментира отделни партньорства, но казва, че има "няколко ангажимента с китайски компании, но не по най-чувствителните технологии и винаги напълно в съответствие с настоящите европейски и американски експортни разпоредби и директиви". Ван ден Хоув добавя, че IMEC няма "големи партньорства" с предстоящи китайски производители на инструменти.

По-малкото ноу-хау за производството на чипове, влизащо в Китай, и по-малкото му излизане означава, че идеите на китайските инженери вече не могат да бъдат интегрирани с глобалната технологична база, чийто пазител е IMEC. IMEC не може да направи нищо за нарастващото разстояние между западната и китайската техносфера. Поради тази причина се фокусира върху това, което прави най-добре - прокарва авангарда в производството на чипове.

Машина, произведена от германската компания SUSS MicroTec, сканира чипове, за да създаде 3D изображение, така че множество процесори да могат да бъдат подравнени и прикрепени - изнервяща задача в нанометрови мащаби. На друго място в сградата Питър Пюманс, който ръководи здравно-технологичното портфолио на IMEC, предава прототип, разработен по време на пандемията, който използва персонализиран силициев чип, за да съкрати времето за секвениране на ДНК от часове до минути. Ксавие Ротенберг разработва ултразвукови сензори на базата на полупроводници, които могат да бъдат разпечатани с помощта на технологията за производство на телевизори с плосък екран, което може да доведе до скенери, много по-големи от днешните, които да могат да заснемат цялото тяло наведнъж с по-висока разделителна способност. Подобна работа държи фабриката за неутрални идеи на IMEC в движение. Поддържането на швейцарски неутралитет в геополитиката на чиповете обаче ще бъде по-трудно.