جنگ سرد تکنولوژی بین آمریکا و چین شدت گرفت

به گزارش پیوست به نقل از نیویورک‌تایمز، کمبود چیپ یکی از موضوعات مهمی است که تمام کشور‌های جهان و بسیاری از صنایع را درگیر خود کرده است. شرکت‌های خودرو سازی درنتیجه کمبود چیپ با مشکل مواجه شدند و قیمت کالاهای الکترونیکی از جمله گوشی و لپ‌تاپ که بیشترین تقاضا را در دوران پاندمی داشت سر به فلک کشید. از آنجایی که تاسیس کارخانه تولید چیپ و نیمه رسانا بسیار پرهزینه است، بخش خصوصی رغبت چندانی برای فعالیت در این حوزه ندارد؛ به همین دلیل کشور‌های پیشرفته به خصوص چین و آمریکا، کمک و یارانه دولتی برای این بخش را در دستور کار خود قرار دادند. بازیگران قدیمی این صنعت نیز در تلاش هستند تا مشکل کمبود را رفع کنند از همین روست که نظرات ضد و نقیضی درمورد زمان به پایان رسیدن این بحران شنیده می‌شود.

بایدن و بسیاری از قانون‌گذاران واشنگتن این روزها نگران چیپ‌های کامپیوتری و بلند پروازی‌هایی در رابطه با این تکنولوژی اساسی هستند.

اما یک ماشین عظیم که شرکتی هلندی آن را به فروش می‌رساند به اهرمی قدرتی برای سیاست‌گذاران تبدیل شده است و نشان می‌دهد که امید به ساخت یک زنجیره عرضه کاملا خودکفا برای هیچ کشوری واقع گرایانه نیست.

این ماشین را هلدینگ ASML واقع در شهر ولدهوفن هلند تولید می‌کند. سیستم این ماشین از یک نوع نور متفاوت برای تعریف مدار بسیار کوچک در چیپ‌ها استفاده می‌کند؛ به همین دلیل می‌توانید از قطعات کوچک سیلیکون، که ماده اولیه ساخت چیپ‌های نیمه رسانا است، عملکرد بسیار بهتری را دریافت کنید. این ابزار که ساخت و توسعه آن چندین دهه زمان برده است، در سال 2017 برای تولید عمده معرفی شد و بیش از 150 میلیون دلار قیمت دارد. برای ارسال این دستگاه عظیم به 40 کانتینر، 20 کامیون و سه هواپیمای بوئینگ 747s نیاز است.

بسیاری معتقدند که این ماشین پیچیده برای تولید چیپ‌های بسیار پیشرفته ضرورت دارد که باعث برتری ژئوپولتیک غرب می‌شود. دولت ترامپ در سال 2019 توانست به طور موفق با دولت هند لابی کند و ارسال چنین ماشینی به چین در همان سال ممنوع شد. دولت بایدن هم تا کنون رغبتی به رفع این ممنوعیت نشان نداده است.

ویل هانت، تحلیلگر و محقق مرکز امنیت و تکنولوژی نوپا در دانشگاه جورج‌تاون (Georgetown University) می‌گوید که تولیدکنندگان بدون این سیستم قادر به تولید چیپ‌های بسیار پیشرفته نیستند و این سیستم «تنها توسط شرکت هلندی ASML تولید می‌شود.» به عقیده او حداقل یک دهه زمان نیاز است تا چین تجهیزات مشابه را خودش تولید کند. «این از نگاه چین بسیار خسته کننده است.»

ماشین ساخت ASML تقریبا به تنگنای زنجیره عرضه برای چیپ‌هایی تبدیل شده که به عنوان مغز کامپیوتر‌ها و دیگر دستگاه‌های دیجیتال عمل می‌کنند. این ابزار که ساخت و توسعه آن با مشارکت سه قاره و متخصصانی از ژاپن، آمریکا و آلمان محقق شد، نشان می‌دهد که زنجیره عرضه به چه اندازه ابعاد جهانی دارد؛ کشور‌هایی که می‌خواهند به تنهایی در زمینه تولید نیمه رسانا خودکفا شوند باید این واقعیت را در نظر بگیرند.

نه تنها چین بلکه آمریکا نیز به دنبال خودکفایی است و کنگره بیش از 50 میلیارد دلار را به کاهش وابستگی به تولید کنندگان چیپ خارجی اختصاص داده است. بسیاری از شاخه‌های دولت فدرال، به ویژه پنتاگون، نگران وابستگی آمریکا به تولید کننده چیپ تایوان و نزدیک این جزیره به چین هستند.

مطالعه‌ای که بهار امسال توسط گروه مشاوره بوستون و اتحادیه صنعت نیمه رسانا انجام شد برآورد کرده که ساخت یک زنجیره عرضه خودکفا برای چیپ، حداقل هزار میلیارد دلار هزینه دارد و قیمت چیپ و محصولات را نیز به شدت افزایش می‌دهد.

ویلی شیح (Willy Shih)، استاد مدیریت در مدرسه تجاری هاروارد که زنجیره‌های عرضه را مطالعه کرده، می‌گوید این هدف برای همه «کاملا غیرواقعی» است. تکنولوژی ASML «مثال خوبی برای ضرورت تجارت جهانی است.»

این رویکرد‌ها باعث شده تا نقش مهم ASML که زمانی ارزشش تا اوج 285 میلیارد دلار هم بالا رفت کمرنگ جلوه کند. سی‌جی میوز (C.J. Muse)، تحلیلگر شرکت تحقیقاتی اِورکور ISI (Evercore)، می‌گوید: «این شرکت مهمترین شرکتی است که شما نامش را شنیده‌اید.»

شرکت ASML که نامش مخفف شرکت بین‌المللی مواد پیشرفته نیمه رسانا (Advanced Semiconductor Materials International) است در سال 1984 توسط غول الکترونیکی فیلیپس بنیانگذاری شد و به شرکتی مستقل تبدیل شد و تا امروز بزرگترین عرضه کننده تجهیزات تولید چیپ برای فرایند پیچیده‌ای به نام لیتوگرافی (lithography) است.

تولید کنندگان با استفاده از لیتوگرافی، در چند مرحله الگوهای مدار را به ویفرهای سیلیکون می‌تابانند. هرچه ترانزیستور‌ها و دیگر اجزایی که می‌توان به یک چیپ اضافه کرد کوچکتر باشند، قدرت آن افزایش یافته و داده‌های بیشتری را ذخیره می‌کند. روند کوچک‌سازی و مینیاتور سازی با نام قانون مور (Moore’s Law) شناخته می‌شود که به افتخار گوردون مور، هم‌بنیانگذار شرکت اینتل غول تولید‌کننده چیپ نامگذاری شده است.

شرکت ASML در سال 1997 مطالعه درمورد استفاده از نور فرابنفش یا EUV را آغاز کرد. با استفاده از این نور که طول موج بسیار کوچکی دارد، می‌توان مداری تولید کرد که بسیار کوچکتر از مدار تولید شده از لیتوگرافی معمولی است. این شرکت تصمیم گرفت تا ماشینی را براساس این تکنولوژی تولید کند و این پروژه از اواخر دهه 1990 بیش از 8 میلیارد دلار هزینه برده است.

فرایند توسعه این محصول خیلی سریع به یک جریان بین‌المللی تبیدل شد. شرکت ASML در حال حاضر با استفاده از آینه‌هایی از آلمان و سخت افزاری از سن‌دیگو که با شلیک ذرات کوچک با یک لیزر نور تولید می‌کند، ماشین‌های پیشرفته خود را می‌سازد. یک سری اجزای مهم و مواد شیمیایی این شرکت را نیز ژاپن تامین می‌کند.

پیتر ونینک (Peter Wennink)، مدیرعامل ASML، می‌گوید که نبود سرمایه در اولین سالها باعث شد که از عرضه‌کنندگان متخصص استفاده کنیم و این موضوع به گفته او باعث ایجاد یک «شبکه دانش هماهنگ» شد که به نوآوری سرعت می‌بخشد.

او می‌گوید:‌ «ما مجبور شدیم تا کاری که دیگران بهتر انجام می‌دهند را خودمان انجام ندهیم.»

شرکت ASML با همکاری بین‌المللی ساخته شد. در اوایل دهه 1980، محققانی در ایالات متحده، ژاپن و اروپا شروع به بررسی تحول در منابع نوری کردند. این مفهوم را کنسرسیومی متشکل از اینتل و دو سازنده دیگر چیپ در آمریکا با همکاری سازمان انرژی معرفی کرد.

ماریت ون دن بریک، نماینده ASML و مدیر ارشد تکنولوژی، می‌گوید که ASML در سال 1999 و پس از یک سال مذاکره به این جریان پیوست. دیگر شرکای این شرکت عبارتند از مرکز تحقیقات Imec در بلژیک و یک کنسرسیوم دیگر آمریکایی به نام سِماتک (Sematech). ASML بعدا برای کمک به توسعه، سرمایه‌های عظیمی را از اینتل، سامسونگ و شرکت تولید کننده نیمه رسانای تایوان جذب کرد.

این شرکت به دلیل استفاده از نور فرابنفش، روند توسعه متفاوتی را در پیش گرفت. ماشین‌های لیتوگرافی معمولی، نور را از طریق لنز‌هایی تابانده و الگوهای مدار را روی ویفرها شکل می‌دهند. اما طول موج کوچک EUV توسط شیشه جذب می‌شود و امکان استفاده از لنز نیست. ابزار دیگری که برای هدایت نور استفاده می‌شود «آینه» است که البته آنهم این طول موج کوچک را جذب می‌کند. یعنی برای این لیتوگرافی نوین به آینه‌هایی با پوشش خواص نیاز دارد که طول موج کوچک را منعکس کند.

این شرکت برای ساخت چنین آینه‌هایی به گروه زِیس (Zeiss Group)، شریک دیرینه و شرکت 175 ساله آلمانی، رو آورد. این شرکت یک سیستم انعکاس دو تنی را طراحی کرد که می‌توانست نور ماورا بنفش را هدایت کند. این سیستم شامل شش آینه بسیار خاص است که در یک فرایند چند ماهه به صورت کاملا رباتیک و با استفاده از پرتو‌های یونی پولیش و پوشش داده می‌شوند تا نقایص آنها به طور کامل رفع شود.

آقای ون دن برینگ می‌گوید با وجود تولید نور کافی، این شرکت با مشکل دیگری مواجه شد. انعکاس سریع تصاویر باعث تاخیر می‌شود. اما شرکت کایمر (Cymer) در سن‌دیگو که ASML آنرا در سال 2013 خریداری کرد،‌ سیستمی را ارائه کرد که پرتابه‌هایی را از لیزری پرقدرت پرتاب می‌کند و 50 هزار بار در ثانیه به ذرات برخورد می‌کند و در دور مرحله ابتدا آنها را صاف کرده و در مرحله دوم آنها را نابود می‌کند و درنتیجه شدت نور بالا می‌رود و دیگر ذره‌ای در مسیر آن نیست.

برای این سیستم جدید هم به اجزای جدیدی به نام فوتوماسک (photomask) نیاز بود که همانند شابلونی عمل کرده و طراحی مدار را منعکس می‌کند. از سوی دیگر مواد شیمیایی دیگری نیاز بود که روی ویفر‌ها قرار گرفته وقتی در معرض نور قرار می‌گیرند، تصاویر را تولید کند. شرکت‌های ژاپنی در حال حاضر اکثر این محصولات را تامین می‌کنند.

از سال 2017 که شرکت ASML اولین مدل تجاری EUV را معرفی کرد، مشتریان 100 مورد از آنها را خریداری کرده‌اند. خریداران این شرکت شامل سامسونگ و TSMC است که بزرگترین تولید کنندگان چیپ جهان محسوب می‌شوند. TSMC از این ابزار برای تولید پردازنده‌های جدیدترین آیفون‌های اپل استفاده می‌کند. اینتل و IBM اعلام کرده‌اند که EUV نقش اساسی در برنامه‌های آنها دارد.

داریو گلی (Dario Gil)، نماینده ارشد IBM، می‌گوید: «این پیچیده ترین ماشین ساخته بشر تا به امروز است.»

محدودیت‌های هلند برای صادرات این ماشین‌ها به چین که از سال 2019 اعمال شد تاثیر چندانی روی وضعیت ASML نداشت؛ این شرکت سفارشات بسیار زیادی از دیگر کشور‌ها دارد. اما حدود 15 درصد از درآمد این شرکت مربوط به فروش سیستم‌های قدیمی تر به چین است.

کمیسیون امنیت ملی در آخرین گزارش خود به کنگره و بایدن درمورد هوش مصنوعی پیشنهاد کرد که محدودیت صادرات را برای دیگر ماشین‌های پیشرفته ASML نیز اعمال کنند. این گروه که کنگره بودجه آنرا تامین می‌کند قرار است از پیشرفته هوش مصنوعی در زمینه‌های نظامی جلوگیری کند.

هانت و دیگر متخصصان سیاست گذاری می‌گویند که چین همین حالا در حال استفاده از این ماشین‌ها است و ممنوعیت فروش بدون هیچگونه مزیت استراتژیکی فقط به شرکت ASML ضربه می‌زند.

منبع: NYTimes