Портал Protocol.com обнародовал планы администрации США по введению новых высокотехнологических санкций против китайских производителей электроники. Источники портала в администрации Байдена уверяют, что предположительно в течении месяца может быть принято решение о запрете поставки в Китай программного обеспечения, которое позволяет проектировать микроэлектронику с использованием технологии туннельных вентилей (Gate All-Around — GAA). Сейчас проектирование таких микросхем позволяет делать, например, ПО компаний Cadence, Synopsys или Siemens. В случае введения запрета на новые разработки в этой сфере китайские разработчики электроники не смогут заказывать на заводах TSMC и других GAA-кристаллы.
Туннельные вентили
Технология туннельных вентилей была разработана и внедрена на заводах Samsung, однако в планах развития TSMC она стоит на 2024 года, а у Intel — на 2025 г. Суть технологии в уменьшении тока утечки транзисторов с помощью использования диэлектрических барьеров с полупроводниковыми каналами внутри — такими своеобразными туннелями из полупроводников (к туннельному эффекту, который собственно и создает ток утечки, название отношения не имеет). Транзисторы без подобной защиты могут иметь размер не меньше 25 нм — дальнейшая минимизация сильно увеличивает риск пробоя и нестабильной работы полупроводниковой структуры. В то же время современная ультрофиолетовая литография на том же TSMC позволяет создавать структуры размером около 7 нм, то есть меньше транзисторов, а GAA позволяет уменьшить ток утечки и сделать транзисторы ещё миниатюрнее.
Естественно, что для использования туннельных вентилей необходимо специальным образом модифицировать литографический процесс, чем как раз и занимается инженерное программное обеспечение для автоматизации проектирования электроники (Electronic Design Automation — EDA), которое, в частности, разрабатывается компаниями Cadence, Synopsys и Siemens. Причем в 2020 году на долю перечисленных выше разработчиков EDA приходилось около 80% китайского рынка, в то время как сами китайские разработчики контролировали только 11,5% контрактов. Лидером среди них стала Huada Jiutian, которая в короткий срок захватила долю около 6% китайского рынка EDA-разработки.
Следует отметить, что США уже несколько лет пытается ограничить технологические развитие Китая. В частности, запрет на поставку оборудования ультрафиолетовой литографии и программного обеспечения для проектирования кристаллов с ее использованием уже действует несколько лет, хотя именно TSMC является первой фабрикой, которая внедрила и активно использует эту технологию. Сейчас ултрофиолетовую литографию внедряет и Samsung. Она позволяет создавать структуры вплоть до 3 нм, однако это может оказаться невостребованным, поскольку необходимо как-то модифицировать сам транзистор, чтобы в его работу не вмешивались законы квантовой физики. Именно для этого и были придуманы туннельные вентили.
Рынок микроэлектроники
Развитие микроэлектроники замедлилось как раз из-за достижения предельного размера транзисторов — в 25 нм. Поэтому дальнейшее развитие рынка будет сильно зависеть от того, кто из компаний предложит более эффективную технологию производства микроэлектроники. Причем лидерами является тайваньская TSMC, внедрившая и активно использующая ультрофиолетовую литографию, и южнокорейская Samsung, предложившая туннельные вентили. Американская Intel пока не имеет, но очень хочет, обе технологии, поэтому у нее и возникли определенные проблемы. — на внедрение требуется время, которое конкуренты могут использовать для захвата рынка. Естественно, что американское правительство заинтересовано в развитии собственной электроники, которая, как оказалось, находиться не на высоте и потеряла приоритет в производстве.
