ידידי אולם ההרצאות הואקיאנג, נהדר לראות את כולכם שוב. שם המשפחה שלי הוא סונג - למרות שחברים חדשים רבים מתבלבלים בינינו וחושבים ששמי הוא Kinghelm, שהוא למעשה שמה האנגלי של החברה שלי. אולם ההרצאות הואקיאנג תמיד היה מקום לרעיונות, למידה וחילופי דברים משמעותיים. זו הפעם השלישית שאני מדבר כאן. בפעם הראשונה דיברתי על Kinghelmאנטנות GPS ואנטנות BeiDou ומודולי ניווט; בפעם השנייה, הצגתי את טכנולוגיית הסיליקון קרביד של Slkor. כמי שמכונה בבדיחות הדעת "כלכלן רחוב" בהואקיאנגביי, וכיזם שנאבק - לפעמים אפילו מכר נכסים כדי להמשיך להשקיע בתעשיית המעגלים המשולבים - היום אני רוצה לשתף את מחשבותיי על "הדרך לפיתוח מוליכים למחצה מקומיים".

בשנת 2020, כאשר המגפה העולמית השתוללה והתחרות האסטרטגית בין סין לארצות הברית התעצמה, מעגלים משולבים עמדו במרכז תשומת הלב. בעידן המידע, שבבים חיוניים לא פחות ממזון. תחת לחץ כזה, השאלה שעומדת בפנינו היא פשוטה אך עמוקה: כיצד נוכל לגדל את ה"דגנים" שלנו ולהשיג עצמאות בתחום קריטי זה?

מר סונג שיצ'יאנג מ Kinghelm במהלך שידור חי

כדי להסביר את המסע הזה, התחלתי בתיאור הנוף הגלובלי של תעשיית המוליכים למחצה. באופן כללי, ניתן לחלק את העולם לשלושה גושים עיקריים: ארצות הברית; אירופה, יפן, דרום קוריאה וטייוואן; וסין. מבנה זה מגדיר את חלוקת העבודה הבינלאומית של ימינו במעגלים משולבים.

משם, פניתי למצב הנוכחי של הפיתוח המקומי. לאורך כל שרשרת הערך - חומרים, תהליכי ייצור, עיצוב, כישרונות, כלי תוכנה תעשייתיים ומכירות - עלינו לבחון היטב היכן אנו עומדים ואילו פערים נותרו. כל חוליה חושפת גם התקדמות וגם אתגרים.

שיתפתי גם ניתוח SWOT כדי לספק תמונה מלאה יותר של תעשיית המוליכים למחצה של סין. על ידי בחינת נקודות החוזק, החולשה, ההזדמנויות והאיומים, נוכל להבין טוב יותר את המציאות העומדת בפנינו ואת הכיוון שעלינו לנקוט בו.

לבסוף, דיברתי על העתיד. אמונתי פשוטה: אחרי קשיים באה התהילה. זו לא רק אופטימיות - זהו דפוס שנראה לאורך ההיסטוריה והטבע. סין נכנסה לתחום המעגלים המשולבים מאוחר יחסית וכעת מתמודדת עם לחץ חיצוני, כך שקשיים הם בלתי נמנעים. עברנו מחברה חקלאית חצי-קולוניאלית, חצי-פיאודלית לעידן המידע בצורה קצרה יחסית ולא אחידה. באופן מסורתי, דגש רב יותר הושם על מדעי החברה מאשר על מדעי הטבע, וחסרה לנו הצטברות ארוכה של חשיבה מדעית וניסיון תעשייתי שנראתה במערב. זמננו בחברה תעשייתית מפותחת במלואה היה קצר, והמערכת התעשייתית שלנו עדיין מתבגרת.

אם נפט ופלדה היו "המזון" של העידן התעשייתי, אז שבבי מעגלים משולבים הם מרכיב עיקרי של עידן המידע. הפערים שעלינו לסגור הם משמעותיים, והאתגרים אמיתיים. עם זאת, האומה הסינית תמיד הוגדרה על ידי חוסן והתמדה. במשך חמשת אלפים שנות קשיים והישגים כאחד, התקדמנו ללא הרף. המאמצים הנחושים של אלו העובדים בתעשיית המוליכים למחצה כיום - חיתוך מכשולים ובנייה מהיסוד - משקפים את הרוח המתמשכת לפיה מצוקה יכולה בסופו של דבר לחזק אומה.

הנוף הגלובלי של מוליכים למחצה

כאשר דנים בנוף הבינלאומי של מוליכים למחצה, עלינו להתחיל עם ארצות הברית. היא מעצמת העל היחידה בעולם, ודומיננטיות זו מתבטאת בשלוש דרכים עיקריות.

ראשית, השליטה על טכנולוגיה ותקני תעשייה. בעבר, מלחמות התנהלו על אדמה, משאבים והישרדות. כיום, אנו נמצאים ב"מלחמה 3.0", שבה שדה הקרב הוא שווקים, כישרונות ורווחים. ארה"ב מבטיחה את יתרונה על ידי קביעת סטנדרטים חדשניים, החזקת פטנטים ויצירת מסגרת שבה מדינות וחברות אחרות חייבות ללכת בעקבותיה. הדבר ניכר בתחרות העזה על תקני LoRa ו-5G בין Huawei ל-Qualcomm, שם אפילו לנובו ספגה ביקורת על כך שצידדה בתקנים אמריקאים. במהות, שליטה בתקני טכנולוגיה כיום היא כמו החזקת יתרון בלוחמה מסורתית - היא מעניקה מנוף אסטרטגי.

שנית, חוזקה המקיף של ארה"ב במחקר בסיסי, חומרים, תהליכים, כישרונות, חדשנות ומערכות מוסדיות, כולל חינוך. יותר ממחצית מ-30 האוניברסיטאות המובילות בעולם נמצאות בארה"ב, כאשר MIT, סטנפורד, ברקלי והרווארד מובילות במחקר ובטיפוח כישרונות. מעבדות בל ולוסנט היו חלוצות במדעי החומרים, מחקר תיאורטי וחדשנות תעשייתית. מחקר יסודי במתמטיקה, פיזיקה וכימיה מניע פריצות דרך טכנולוגיות - באופן מטאפורי, הוא "זרעי" התעשייה. תפוקות טכנולוגיות מרכזיות של ארה"ב כמו מערכת ההפעלה אנדרואיד של גוגל, מיקרוסופט חלונות ומערכות SaaS של אורקל נמצאות בשימוש ברחבי העולם, ומעצבים שווקים גלובליים. הסביבה החופשית והמונעת החדשנות של ארה"ב טיפחה חברות כמו אפל, יבמ, מיקרוסופט, טסלה ואמזון, לצד ההמרה הגבוהה של חדשנות מעמק הסיליקון והון מוול סטריט לתעשייה. אלה יחד מהווים את עמוד השדרה של העליונות הטכנולוגית.

מר שיר של Kinghelm מענה לשאלות הקהל

שלישית, שלמותה של שרשרת התעשייה היוקרתית. פעם ניהלתי דיון ארוך עם פרופסור ג'ואו צוצ'נג מאוניברסיטת צינגהואה בנושא זה. שרשרת שלמה דורשת גם שרשרת מחקר-תעשייה וגם שרשרת תעשייתית-ייצור. סין הפגינה יכולת שרשרת אספקה ​​יוצאת דופן במהלך המגפה - למשל, הגדלה מהירה של ייצור מסכות ומכונות הנשמה - אך המחקר על חיסונים וחומרי גילוי פיגר הרחק מאחור, וחשף פערים במחקר ופיתוח בסיסי בהשוואה לארה"ב. מוצרים אמריקאיים יוקרתיים, כמו העיצוב, הטכנולוגיה, המיתוג וההפצה של אפל, נותרו בעיקר באמריקה, בעוד שסין מתמקדת בהרכבה ולוגיסטיקה. מעבר לתעשייה, ארה"ב מגינה על הדומיננטיות הטכנולוגית שלה באמצעות השפעה צבאית, פיננסית ותקשורתית, יחד עם ההישג הגלובלי של מערכת הפטרו-דולר - רשת אסטרטגית מורכבת.

פנייה לבעלי בריתה של אמריקה באירופה, יפן ודרום קוריאה: אירופה מתיישרת במידה רבה עם ארה"ב, ומקיימת מערכת יחסים משלימה ותחרותית. חברות כמו ARM (בריטניה), Infineon (גרמניה), STMicroelectronics (איטליה/צרפת) ו-NXP (הולנד) שולטות בתחומים מיוחדים. ראוי לציין ש-ASML בהולנד מובילה בליתוגרפיה של EUV, עם מוצרים כה מבוקשים עד ש-TSMC וסמסונג נאבקות עליהם; הזמנות שהבוצעו על ידי SMIC בשנת 2018 עדיין לא מולאו.

יפן ודרום קוריאה מהוות את השכבה השנייה, התלויה במידה רבה בתמיכת ארה"ב. יפן הובילה בעבר בתחום המוליכים למחצה בשנות ה-1980, אך סנקציות אמריקאיות ולחץ אסטרטגי דחפו אותה להתמקד בפרוסות סיליקון מדויקות, פוטורזיסטים, קרמיקה וגזים מיוחדים. דרום קוריאה, בהובלת סמסונג, פיתחה את מגזר הזיכרון העצום שלה עם השקעה בקנה מידה לאומי, ולאחר מכן התרחבה אנכית למערכת האקולוגית הרחבה יותר של מוליכים למחצה. סמסונג לבדה תורמת כ-40% מהתמ"ג של דרום קוריאה, בעוד שגם SK Hynix ו-LG Chemicals מחזיקות בעמדות שוק חזקות.

המוצרים החדשים של חיישני הול מבית Slkor

מגזר היציקה של טייוואן עולה על סין היבשתית בכמה היבטים. TSMC, עם המייסד האגדי מוריס צ'אנג שמביא כישרונות מארה"ב, הפכה למובילה עולמית בייצור פרוסות ניטרליות, ומשרתת לקוחות כמו Huawei, Apple, Intel ו-NVIDIA. UMC עוקבת מקרוב, וסביבת Hsinchu קיימת מערכת אקולוגית תוססת לעיצוב IC, עם חברות כמו MediaTek, Novatek ו-Realtek המחזיקות בנישות חוזקות.

באשר לסין היבשתית, לאחר הגל השלישי של העברת הטכנולוגיה והתעשייה העולמית, התחלנו בייצור פשוט ובהדרגה התפתחנו לעבר שרשרת תעשייתית מלאה. בתחילה התמקדנו בייצור עתיר עבודה וברמה נמוכה, אך אנו נעים לעבר מגזרים טכנולוגיים גבוהים יותר, בעלי שולי רווח גבוהים יותר וידידותיים יותר לסביבה. ארה"ב רואה את ההתפתחות הזו בזהירות, בעוד שתעשיות ברמה נמוכה יותר עוברות למדינות שכנות - וייטנאם לוקחת חלק מייצור סמסונג, חלק ממפעלי ההרכבה והרכיבים הפסיביים עוברים לפיליפינים או למלזיה - מה שמסמן את הגל הרביעי של העברת תעשייה.

גם הייצור הסיני מתפתח מקווי הרכבה ידניים לייצור אוטומטי וחכם. יצרני ציוד מקורי (OEM) הופכים ליצרני ODM, ועוברים מעיבוד בסיסי לפיתוח משולב הכולל מו"פ, עיצוב, מיתוג וערוצים. היתרון הדמוגרפי הופך ליתרון כישרונות: כשמונה מיליון בוגרי אוניברסיטאות נכנסים לשוק העבודה מדי שנה, מצוידים בהשכלה שיטתית וניסיון מעשי, ויוצרים מאגר כוח אדם איכותי לשאיפות התעשייתיות של סין.

אירועים מרכזיים בשנים האחרונות

הרשו לי לשתף כמה מההתפתחויות העיקריות בתעשיית המוליכים למחצה בשנתיים האחרונות. הראשונה היא דיכוי ארה"ב כלפי ZTE וקריסה של פוג'יאן ג'ינהואה; השנייה היא משחק האסטרטגי הרב-סבבי, רחב הספקטרום, בין סין לארה"ב; והשלישית היא הלחץ המתואם על וואווי, שם החברה הפגינה חוסן יוצא דופן - פגועה, אך לא שבורה.

לאחר שנשיא טראמפ נכנס לתפקידו, ממשלת ארה"ב אסרה באפריל 2018 על מכירת מוליכים למחצה ל-ZTE. לאחר משא ומתן, ZTE נקנסה במיליארד דולר, הועמדה תחת פיקוח ציות ונדרשת להתאים תפקידי ניהול מרכזיים כדי לעמוד בדרישות הרגולציה של ארה"ב. באוקטובר, חברת פוג'יאן ג'ינהואה נוספה לרשימת גופי בקרת היצוא של ארה"ב, מה שחסם את הגישה לציוד IC מתקדם המכיל קניין רוחני אמריקאי. מיליארדים שכבר הושקעו בתשתיות ובציוד הפכו למעשה חסרי תועלת. עד דצמבר, שותפתה הטייוואנית UMC, תחת לחץ, משכה את כל מהנדסי ה-DRAM, והותירה את ג'ינהואה ללא טכנולוגיה, ציוד או כישרון - ובכך למעשה סגרה את החברה.

ההתפתחות העיקרית השנייה הייתה המשחק האסטרטגי המתמשך בין סין לארה"ב. למרות שכונה "משחק", במציאות הוא כלל ניסיונות חוזרים ונשנים מצד ארה"ב לדכא את סין. לדוגמה, הסדר ואסנאר משנת 1996, בהובלת ארה"ב ואירופה, הגביל את ייצוא הציוד והטכנולוגיה המתקדמים לסין. ב-SLKOR, המוצרים העיקריים שלנו הם טרנזיסטורי MOSFET מסיליקון קרביד, הדורשים שני התקנים קריטיים ומתקדמים - חישול בטמפרטורה גבוהה והשתלת יונים במתח גבוה - שחברות סיניות אינן יכולות לרכוש. עמיתות מקומיות בבייג'ינג נאלצו להסתמך על ציוד יד שנייה, שהיה ברובו בלתי שמיש. ארה"ב גם הפעילה את סעיף 301 בחוק הסחר שלה כדי לחקור כל הפרה לכאורה של כללי היצף או טכנולוגיה, מה שנותן לה את הסמכות לדכא חברות המאיימות על האינטרסים שלה. בעיקרון, כל מי שמאתגר את האינטרסים של ארה"ב מסתכן בהתערבות, כאשר ארה"ב מחזיקה בכוח פרשני ומפעילה "סמכות שיפוט ארוכת טווח" ברחבי האוקיינוס ​​השקט.

SMIC, חברת היציקה המובילה בסין, התמודדה שוב ושוב עם לחץ כזה. ד"ר ג'אנג רוג'ינג, מייסדה, עזב תחת דיכוי הקשור ל-TSMC. פרופסור ג'ואו צוצ'נג הזכיר לי שהחלוצים הללו הקדישו את עצמם במלואם לפיתוח מוליכים למחצה בסין. דמויות מאוחרות יותר כמו ג'יאנג שאנגג'ואו, צ'יו צ'יון, ליאנג מנגסונג וז'או הייג'ון הן גיבורים לאומיים, וסיפוריהן ראויים להיכתב ולהיחגג. חברות אחרות, כמו הואג'ינג, הואהונג וווהאן שינשין, נתקלו באתגרים דומים במהלך צמיחתן.

מר שיר של Kinghelm במהלך שידור חי

האירוע השלישי המרכזי הוא כיתורה של וואווי. במילים פשוטות, מייסד וואווי, רן ז'נגפיי, הוא כמו חקלאי חרוץ מגוויג'ואו, המטפח טכנולוגיית תקשורת עם זרעים, דשנים וכלים שיובאו מהמערב. וואווי לא רק עיבדה שדות סיניים, אלא גם סייעה לחברות זרות, והרוויחה יותר מספקי הזרעים והכלים עצמם. התרחבות אגרסיבית זו הדאיגה את טראמפ, שראה בה איום ישיר. בדצמבר 2018, קנדה, בעקבות בקשות ארה"ב, עצרה את סמנכ"לית הכספים של וואווי, מנג וואנג'ואו. למרות ששוחררה בערבות, היא נותרה אסורה מנסיעות, ועמדה בפני הסגרה אפשרית - לחץ ברור על הנהגת וואווי. בינתיים, וואווי נאסרה משוק הסמארטפונים האמריקאי, ומדינות כמו בריטניה, הודו ואוסטרליה הגבילו את מוצרי ה-5G של וואווי על רקע חששות ביטחוניים חסרי בסיס. עד 15 במאי 2019, ארה"ב הכינה הפסקת אספקה ​​מוחלטת עבור וואווי, ועברה מהגבלה חלקית על טכנולוגיה שמקורה בארה"ב לאיסור מלא.

וואווי מייצגת את גאוות הטכנולוגיה הסינית ואת האומה עצמה. חברה פרטית הנושאת את דגל פיתוח המוליכים למחצה והמידע העולמי של סין היא באמת יוצאת דופן. עלינו לשבח את חוסנם. אנו מאמינים שוואווי תתגבר על המכשולים הללו, בתמיכה מלאה של המערכת האקולוגית המקומית של סין. אנו מקווים שחברות נוספות כמו וואווי יופיעו, יקימו צוותים ודרגים כדי להתקדם לעבר פסגות הטכנולוגיה הגבוהות בעולם, ויניעו את התפתחותה ושגשוגה של סין. רן ז'נגפיי, הישאר חזק! וואווי, המשך!

השוואה מול חברות מובילות

כיצד חברות סיניות מתמודדות בהשוואה למקבילותיהן הגלובליות? בואו נבחן מקרוב את נושא חומרים, כלי EDA, IDM ו-Fabless, יציקה, אריזה ובדיקות, וערוצי מכירות.

החל מחומרים, המפתח הוא פרוסות סיליקון, הדושות טוהר ודיוק גבוהים במיוחד - הן מהוות את הבסיס למעגלים משולבים. שין-אטסו וסומקו היפניות, גלובל-וואפרים הטייוואניות ו-LG הקוריאניות מקדימות אותנו בהרבה. בחזית המקומית, שנגחאי שינסנג, צ'ונגצ'ינג צ'אוסיק, נינגשיה יין-ה ושאנדונג טיאניואה מראות פוטנציאל, אך עדיין יש דרך ארוכה לעבור בטכנולוגיה, באיכות ובאספקה ​​בקנה מידה גדול. לחומרים תומכים כמו מסגרות, מטרות, מצעי אריזה ותרכובות ליטוש יש פערים קטנים יותר, אך פוטורזיסטים וחומרי סיליקון קרביד (SiC) מפגרים הרחק מאחור. לפני מספר שנים, SLKOR (www.slkormicro.comניסינו לייצר תחליפי חומרי SiC מקומיים, אך ניסויים מרובים נכשלו, ובסופו של דבר נאלצנו לחזור לפלסטיקים האפיטקסיאליים של קורנינג מארה"ב.

תוכנת EDA היא כלי קריטי נוסף לתכנון מעגלים משולבים. מוקדם בבוקר התייעצתי עם פרופסור ג'ואו צוצ'נג מאוניברסיטת צינגהואה, מומחה מוביל ב-EDA. ברחבי העולם, כלי ה-EDA העיקריים - Synopsys, Cadence ו-Mentor - נמצאים במידה רבה בשליטת ארה"ב, ומכסים כ-80% מהשוק. Mentor, שנמכרה לגרמניה ב-2016, עדיין שומרת על שורשים אמריקאיים. ברמה המקומית, הואדה ג'יוטיאן מובילה, לצד סטארט-אפים המסונפים לצינגהואה כמו Boda Micro (שהתמזגה לתוך Galen Electronics), Okas Micro ו-Xinhe. כלי EDA סיניים מחזיקים רק בכ-5% מהשוק, אך זה משאיר מקום משמעותי לצמיחה.

טרנזיסטורי MOSFET של SLKOR

לאחר מכן נמצאות חברות IDM ו-Fabless. IDM, או חברות משולבות אנכית, מטפלות בכל דבר, החל מחומרי גלם ועד אריזה ומכירות, כאשר סמסונג, אינטל, TI, ADI ו-Nvidia הן דוגמאות גלובליות. בסין, Silan Micro היא מייצגת. חברות Fabless מתמקדות בתכנון מבלי להיות בעלות על מפעלים. GD Zhiyin, UNISOC, Huawei HiSilicon ו-Will Semiconductor הן שחקניות מקומיות בולטות. המיקרו-בקרים של Zhiyin מצוינים, אם כי IP הליבה עדיין מסתמך על ARM. לאחרונה, Zhiyin שיתפה פעולה עם Nuclei Tech כדי לחקור את ארכיטקטורת RISC-V, נתיב מבטיח. UNISOC, תחת הנהגתו של ג'או וויגואו, איחדה את Spreadtrum ו-RDA, והדגימה את כוחו של ההון הסיני. Huawei HiSilicon מדורגת בין עשרת מעצבי השבבים המובילים בעולם, בעיקר באמצעות כלי EDA אמריקאיים, מה שמוכיח את יכולותיה יוצאות הדופן של החברה. Will Semiconductor מצטיינת גם במחקר ופיתוח, רכישות ובניית מערכת אקולוגית טכנולוגית חזקה.

מר שיר של Kinghelm במהלך שידור חי

בתי היציקה הם חברות לעיבוד פרוסות ופלים בלבד. ברחבי העולם, בין המובילות נמנות סמסונג, TSMC, GlobalFoundries ו-UMC. מבחינה מקומית, SMIC, הנתמכת על ידי הון ממשלתי וכישרונות מתקדמים, מדביקה את הפער בהתמדה ויכולה כעת לייצר מוצרים המוני בטכנולוגיית 14 ננומטר. לאחרונה, ווהאן שינשין השיגה פריצות דרך בטכנולוגיית זיכרון, המתקרבות לרמות בינלאומיות. מיזמים משותפים מוקדמים עם יפן, כמו הואהונג הונגלי וצ'יינה ריסורס שנגחאי הואהונג, ממשיכים לתרום לפיתוח שבבים. בתי יציקה בסין עדיין דורשים השקעה מתמשכת בקנה מידה גדול.

אריזה ובדיקות הם תחום שבו סין קרובה לשוויון עולמי ואף מובילה מקומית. שחקנים בינלאומיים מרכזיים כוללים את Amkor בארה"ב, UTAC בסינגפור, Nepes בקוריאה ו-Unisem במלזיה. בסין, JCET מובילה את הדרך, וצומחת באמצעות מאמץ פנימי ורכישות אסטרטגיות והפכה לגדולה בעולם. Tongfu Microelectronics ו-Huatian Technology גם הן תורמות משמעותיות.

התקן יחיד של SLKOR IGBT

ערוצי המכירות כוללים מפיצים גדולים, פלטפורמות מסחר אלקטרוני משגשגות וסוחרים נקודתיים המקיימים אינספור יזמים בז'ונגגואנצון בבייג'ינג ובחואקיאנגביי בשנזן. חברות מובילות אמריקאיות כמו Arrow ו-Avnet, ו-WPG מטייוואן שולטות בעולם. Digi-Key מובילה את המסחר האלקטרוני עם מכירות של 3.25 מיליארד דולר, ואחריה Mouser ו-Future Electronics. חברות מקומיות, כמו China Electronics Port ו-Huaqiang Group, מדווחות על מכירות שנתיות העולות על 10 מיליארד יואן, בעוד Taikoyuan ממשיכה לטפס. למרות שייתכן וחסרה להן שליטה טכנולוגית מרכזית, רשתות הלקוחות החזקות שלהן מעניקות להן השפעה משמעותית. פלטפורמות מסחר אלקטרוני מקומיות כמו LCSC, Yunhan ו-Liexin, המנוהלות על ידי עמיתים מוכרים, מתקדמות במהירות, בדומה ל-Digi-Key. שלנו Kinghelm אנטנות GPS/Beidou (www.kinghelm.net) ו- SLKOR MOSFETs (www.slkoric.com) גם נהנו מרשתות אלו. הסוחרים של הואקיאנגביי לא רק משרתים עסקים קטנים ובינוניים אלא גם משמשים כמחסנים ומרכזי הפצה, ומבטיחים שמערכת האקולוגית של רכיבים אלקטרוניים משגשגת. באופן אישי, אני נהנה לשתף ידע וסיפורים על מעגלים משולבים עם היזמים הללו - שימושיים, מהנים ולעולם לא מעייפים (הישארו מעודכנים לפרק הבא).