דו"ח של בכירי התעשייה הסינית חושף פערים טכנולוגיים גדולים במיוחד בליתוגרפיה ומציע רפורמות עמוקות כדי לבסס ייצור מתקדם עד סוף העשור
קבוצת מדענים ומנהלים בכירים בתעשיית השבבים הסינית פרסמה ניתוח חריג בפתיח לתוכנית החומש החדשה של סין לשנים 2026–2030. במסמך מתוארת התעשייה המקומית במילים חריפות במיוחד: “קטנה, מפוזרת וחלשה”. למרות שנים של השקעות ממשלתיות מסיביות ותוכניות סיוע, המבנה התעשייתי עדיין אינו מאפשר לסין להדביק את הפער הטכנולוגי מול יצרניות מובילות במערב ובאסיה.
בין מחברי הניתוח נמנים כמה מהדמויות המרכזיות בתעשייה הסינית: ואנג יאנגיואן, ממייסדי יצרנית השבבים הגדולה בסין SMIC וכיום פרופסור למיקרואלקטרוניקה באוניברסיטת פקינג; צ'ן ננשיאנג, העומד בראש יצרנית זיכרונות ה-NAND YMTC; ג’או ג’ינרונג, מנכ"ל ספקית ציוד הייצור Naura Technology; וליו וייפינג מחברת Empyrean Technology המפתחת כלי EDA לתכנון שבבים. כלומר, המסמך מגיע מלב שרשרת הערך של תעשיית השבבים הסינית – החל מתכנון, דרך ציוד ועד ייצור.
הדו"ח מגדיר יעדים טכנולוגיים לשנים הקרובות. לפי התוכנית, סין מבקשת לייצב את הייצור הקיים בטכנולוגיית 28 ננומטר, לבסס ייצור אמין ב-14 ננומטר, ובמקביל להכין הפעלה ניסיונית של קו ייצור מקומי לחלוטין בטכנולוגיית 7 ננומטר עד סוף העשור.
אולם היעדים הללו גם מדגישים את הפער הטכנולוגי. בעוד סין מכוונת לייצור ניסיוני של 7 ננומטר סביב 2030, יצרניות מובילות כמו TSMC כבר מתכננות מעבר לדורות ייצור קטנים בהרבה. לפי מפת הדרכים הנוכחית, TSMC צפויה להתחיל ייצור בטכנולוגיית A14 – הדור שנקרא בעבר 1.4 ננומטר – כבר סביב 2028. המשמעות היא פער של כמה דורות ייצור בין התעשייה הסינית לבין החזית העולמית.
אחת הסיבות המרכזיות לפער היא טכנולוגיית הליתוגרפיה. תהליך זה קובע עד כמה ניתן לצייר מבנים זעירים של טרנזיסטורים על פרוסות סיליקון. כיום סין מסוגלת לייצר שבבים בטכנולוגיית 28 ננומטר באמצעות מערכות ליתוגרפיה מקומיות של חברת SMEE (Shanghai Micro Electronics Equipment), שנכנסו לשימוש מסחרי בסוף 2023.
אך ככל שמנסים להגיע למבנים קטנים יותר, האתגר גדל משמעותית. ייצור ב-14 ננומטר נחשב אפשרי מבחינה טכנולוגית, אך עדיין קיימים סימני שאלה לגבי התפוקה – כלומר שיעור השבבים התקינים מכל פרוסת סיליקון. תפוקה נמוכה מייקרת מאוד את הייצור ומקשה על ייצור המוני רווחי.
האתגר הגדול עוד יותר הוא ייצור בטכנולוגיית 7 ננומטר. עד כה הסתמכו יצרנים סינים במידה רבה על מערכות ליתוגרפיה של החברה ההולנדית ASML. אולם מגבלות ייצוא בינלאומיות מאפשרות ל-ASML לספק לסין רק מערכות ישנות יחסית. ציוד זה אינו מותאם מלכתחילה לייצור בדורות המתקדמים ודורש חשיפות מרובות (multi-patterning), מה שמייקר את התהליך ומפחית את התפוקה. לכן חלק מהייצור המתקדם בסין נשען כיום במידה רבה על סובסידיות ממשלתיות.
הפער בולט במיוחד בתחום הליתוגרפיה באולטרה-סגול קיצוני (EUV). טכנולוגיה זו נחשבת אבן יסוד בייצור שבבים מתקדמים. מאז דור 5 ננומטר כמעט כל היצרנים הגדולים – בהם TSMC, סמסונג ואינטל – משתמשים בליתוגרפיית EUV. גם יצרני זיכרונות משלבים אותה יותר ויותר בתהליכי הייצור.
לעומת זאת, לסין עדיין אין מערכת EUV תעשייתית עצמאית. לפי הניתוח, אמנם הושגה התקדמות בפיתוח רכיבים בודדים כמו מקורות קרינה אולטרה-סגולה ומערכות אופטיות, אך שילובם למערכת שלמה מתפקדת הוא אתגר עצום. מערכות EUV מודרניות מורכבות ביותר מ-100 אלף חלקים ומבוססות על רשת אספקה גלובלית של יותר מ-5,000 ספקים. לכן מחברי הדו"ח מתארים את ASML פחות כיצרן ציוד רגיל ויותר כאינטגרטור של מערכת מורכבת במיוחד – וזה בדיוק האתגר העיקרי עבור ניסיון לבנות חלופה סינית.
לפי דיווחים שונים, קיים כבר בסין אב־טיפוס ניסיוני של מערכת EUV. עם זאת, נטען כי חלק מהרכיבים שלו נלקחו ממערכות ASML קיימות. פיתוח עצמאי לחלוטין עדיין נראה רחוק.
כדי לצמצם את הפער, מציעים מחברי הדו"ח שורה של רפורמות מבניות. אחד הצעדים המרכזיים הוא קונסולידציה של התעשייה: כיום חברות רבות פועלות בנפרד על טכנולוגיות דומות, מה שמוביל לבזבוז משאבים ולכפילויות. במקום זאת הם מציעים ליצור שיתוף פעולה מתואם לאורך כל שרשרת הערך – ממכוני מחקר ועד יצרני ציוד ויצרני שבבים.
בנוסף, הדו"ח קורא לחיזוק תחום כלי ה-EDA, כלומר תוכנות לתכנון וסימולציה של שבבים, וליצירת פלטפורמה ציבורית לניסויים בטכנולוגיות ייצור מתקדמות. בין ההמלצות גם שינוי מנגנוני התמריצים, כדי לעודד חברות לקחת סיכונים טכנולוגיים ולבצע ניסויים במהירות רבה יותר.
בסיכום המסמך מציירים המחברים תמונה מפוכחת של מצב התעשייה הסינית. למרות השקעות ממשלתיות עצומות ושאיפות לעצמאות טכנולוגית, הפער מול היצרניות המובילות עדיין גדול. במיוחד בתחום הליתוגרפיה המתקדמת, התלות בטכנולוגיה זרה נותרת צוואר בקבוק קריטי.
החזון להקים “ASML סינית” ממחיש עד כמה טכנולוגיית הליתוגרפיה הפכה לנכס אסטרטגי במאבק הגלובלי על תעשיית השבבים. השאלה האם סין תצליח לאחד את התעשייה המקומית ולפתח באופן עצמאי מערכת EUV מלאה צפויה להיות אחד האתגרים התעשייתיים הגדולים ביותר שלה בעשור הקרוב.
