米国はチップ供給を遮断、ロシアはリソグラフィー装置の再構築を決定

この記事はAI新メディアQuantum Bit（公開アカウントID：QbitAI）より許可を得て転載しています。転載の際は出典元にご連絡ください。

ロシアは米国から包括的なチップ制裁を受けた後、実際に先進プロセスリソグラフィー装置の製造を開始する計画を立てている。 ！

はい、チップ製造において最も核心的な設備です（他にはありません）。数億元で販売でき、そのコア技術を米国が独占している最先端のEUVレベルの露光装置を生産できる能力を持つ企業は、世界でASML社だけです。

さらに、今回のロシアの計画は、少しそれと似ているようだ。

人材、資金、目標を持ちましょう。

このプロジェクトは、ソ連のシリコンバレーの中心地として知られ、マイクロエレクトロニクスの専門分野で知られるモスクワ電子技術大学が後援した。   （MIET）が引き受ける。

初期投資額は6億7000万ルーブル。

現在の最先端のEUV（極端紫外線）レベルに挑戦することが目標です。

△28nmしか理解できない

しかし、それでも、リソグラフィー機械の製造の難しさやロシアの資源埋蔵量を考えると、ネットユーザーはこのニュースを信じていない。

これは本当に冗談じゃないんですか？ ！

偶然にも、このニュースが発表されるちょうど1日前に、ロシア最大の半導体メーカーであるミクロン社が米国から制裁を受けた。これに先立ち、ロシアの他の数少ない半導体工場も包括的な制裁の対象となっていた。

では、ロシアのチップの現在のレベルはどのくらいでしょうか?高度なプロセスリソグラフィー装置を開発できる自信は本当にあるのでしょうか?

マスクレスX線リソグラフィー装置？

まずは計画自体の難しさについて見てみましょう。

ロシアのメディアの報道によると、ロシア産業貿易省はMIETに「マスクレスX線リソグラフィー装置」の開発を委託したが、これは私たちが日常的に言及するEUVリソグラフィー装置とは少し異なる。

最初の違いは光源の選択にあります。

1 つは波長が 13.5nm の極端紫外線で、X 線の波長は 0.01nm から 10nm です。

従来の一般的な考え方によれば、フォトリソグラフィー装置は、拡大用のマスクを使用して特定の波長の光を透過させ、その後レンズを使用して縮小することで、集積回路のパターンをシリコンウェーハ上に正確に「投影」できる。

正確に「投影」するためには、リソグラフィー装置は非常に高い露光解像度と非常に高い再現性を実現する必要があります。

前者の最も効果的な方法の一つは、光源の波長を変えることです。

光学におけるレイリーの基準によれば、光学系が分解できるサイズは光の波長に比例します。

したがって、理論的には、またリソグラフィー装置の歴史的発展（波長はますます短くなっている）に基づくと、X 線リソグラフィー装置は明らかに EUV リソグラフィー装置よりも優れており、より進歩しています。

しかし、透過性が強すぎるため、通常のレンズでは拡大・縮小ができず、投影露光は現段階では実現できません。

現在のアプリケーションは、直接書き込みリソグラフィーに多く、これはこのロシアの計画の選択でもあるマスクレスです。

この方法は実は昔から存在しており、強力なレーザービームを直接使用して必要な回路を少しずつ切り出すというものです。

この効率は確かに少し低いです。ナノスケールの集積回路を彫るには長い時間がかかるでしょう。

EUVに代表される投影露光技術については、コストが高く複雑で、大量生産でしか競争力がないため、Intel、Samsung、TSMCなど一部のグローバル企業にしか適さないと考えられています。

△X線反射率制御によるマスクレスX線リソグラフィー設置方式

この観点から見ると、マスクレスリソグラフィー自体は難しくなく、難しいのはX線プロセスと効率の向上にあります。

しかし、現在この問題を解決できる組織は世界中に存在しません。だからこそ彼らはこの計画を思いついたのです。

計画によれば、彼らは動的マスクモデルの製造と2つの制御された実験研究に基づいて、主要な技術的ソリューションの検証を完了する予定です。

ダイナミックマスクの技術とモデル、プロトタイプリソグラフィー装置の技術仕様と実現可能性調査は、プロセスが28nm以上に達する今年11月にも開発される予定です。

△X線透過率制御機能付きマスクレスX線露光装置設置ソリューション

それ以上、当局は計画の詳細を明らかにしなかった。

「世界中がオランダのASMLを支援している」

計画自体を読んでみると、なぜ多くの人がまだ疑問を抱いているのか理解できます。

ロシアはリソグラフィー機械を製造しています。これは信頼できるのでしょうか?

結局のところ、ロシアは高度な技術を多く持っていますが、いつも騒ぎ立てるだけで、実際にはほとんど何もしていません...

しかし、ロシアのハイテク実現の難しさは資金と産業基盤の不足にあり、理論上は遅れているわけではないかもしれないとの声もある。

このリソグラフィー機械開発プロジェクトに関連する研究は、1980 年代にまで遡ります。当時すでに光源の研究と製造が行われていました。

1984年、ゼレノグラード科学センターは政府からシンクロトロン放射加速器の開発を開始する任務を与えられました。

この研究機関は非常に印象的な背景を持っています。その後、この研究所は有名なクルチャトフ研究所に統合されました。ソ連初の原子爆弾、初の水素爆弾、ヨーロッパ初の原子炉、そして世界初の原子力発電所はすべてこの研究所から生まれました。

しかし、好景気は長くは続かなかった。加速器の研究は開始から4年後に一時中断され、2002年になってようやく再び試験運転が開始された。

現在、ロシアはこれらの技術の蓄積を基にこの加速器を中心とした技術センターの建設を計画しており、2023年に正式に運用開始される予定となっている。

マスクレスリソグラフィーに関しては、実は最初からこの道を選んだわけではなく、一時はASMLと同等だったこともあった。

ASMLが最初の試作EUVリソグラフィーマシンを出荷した2010年には、ロシアの物理学研究所IPM（RAS）もEUVシステムとコンポーネントの開発、デバイスのプロトタイプの構築を行っていました。

開発者らは、放射源設計に関する独自のソリューションも提案しており、その一部は ASML リソグラフィー装置に適用されました。

しかし、プロジェクトはレイアウトの段階で終了しました。

ロシア科学アカデミーの主任研究員であり、ソ連国家賞受賞者で、多層X線光学部門の責任者であるサラシチェンコ・ニコライ氏は、その理由を次のように明らかにした。

一つの国だけでこれを成し遂げることはできません。そして世界中がオランダ（オランダのASML）を支援している  。

そこで彼らは他の方法を模索し始め、マスクレスリソグラフィーマシンでプロセスを反復することがその方法の 1 つでした。

MIETがこのプロジェクトを引き継ぐために選ばれた理由は、MIETが以前にいくつかの機関と協力し、マスクレスEUVリソグラフィー装置の研究を進めていたためです。

2002年に、MIETにナノ電子デバイスの研究に特化した研究センターが設立されました。

研究分野は、X 線装置、マイクロ電気機械システム、ナノ電気機械システムをカバーしており、これらの技術はリソグラフィー装置の開発と密接に関連しています。

そして、その一つである「10nmマスクレスリソグラフィー機に適した、マイクロフォーカスX線管アレイに基づく軟X線源の開発」など、いくつかの研究が行われています。

この研究はロシア科学アカデミー微細構造物理学研究所のニコライ・チカロ教授が主導した。

彼は現在、研究所の所長を務めており、200本以上の論文を発表しています。主な研究分野は、X線光学、光干渉法などです。

以上のことから、理論的根拠の観点から、ロシアのリソグラフィー機械の開発が全く信頼できないとは言えないことがわかります。

しかし、ロシアのメディアによる最近の報道でも、リソグラフィー機の計画は15年遅れているとはっきり述べられていることは特筆に値します。

もしこのプログラムが15年前に開始されていたら、おそらくロシアは今マイクロエレクトロニクス技術においてこれほど大きな脅威に直面していなかっただろう。

最大のチップメーカーはバスカードチップしか作れない

このニュースが広く報道される直前に、米国財務省がロシアの21の法人と13人の個人の米国内の資産を凍結すると発表したことは注目に値する。

あるチップメーカーが皆の注目を集めました。

ミクロンは、ロシア最大のチップメーカー、マイクロエレクトロニクス製造業者、輸出業者です。これは、ロシアのほぼすべてのチップ工場が制裁を受けたことを意味する。

したがって、今回のリソグラフィー機械プロジェクトの発表は、一方ではロシアにとって励みとなる。

一方、ロシアのチップの現状から判断すると、状況はさらに緊急である。

Mikron を例に挙げましょう。

公式サイトに掲載されている製品カタログから、同社は最大65nmのプロセスを実現でき、銀行カードやバスカードなどのRFIDや電源管理チップが主力製品であることがわかります。

また、同社は180/90/65nmプロセスの最初の製造業者、身分証明書用チップモジュールの最初の製造業者、そしてロシアのマイクロエレクトロニクス輸出の54%を占める最初の輸出業者など、多くの初記録を打ち立てています。

同社の歴史は、1960 年代の旧ソ連、国立分子エレクトロニクス研究所 (NIME) にまで遡ります。

当時、マイクロエレクトロニクス技術は急速に発展していました。ソビエト国家技術委員会はマイクロエレクトロニクス産業の構築の必要性を認識し、大規模な研究機関や工場の組織化を開始しました。

NIMEもその一つです。

わずか2年（1966年）で、実験工房で生産されたマイクロ回路の生産量は10万個に達しました。

そして翌年、政府の命令により、ミクロン工場は研究所から分離され、集積回路の生産に重点を置くことになりました。

当時、ガリウムヒ素マイクロ回路プレーナ技術、エミッタ結合ロジック IC 結晶、大規模な数値およびアナログ集積回路など、多くの技術が中国で初めて開発されました...

1970 年までに、ミクロンはさまざまな業界向けに 350 万個以上のマイクロ回路を製造し、それらはその後、防衛、スーパーコンピューターなどの分野で使用されました。

半導体産業全体において、ソ連のマイクロエレクトロニクス技術は米国と日本に次ぐ世界第3位であった。この頃、ミクロンは時代の風に乗って急速に前進していたと言えるでしょう。

しかし、ソビエト連邦の崩壊とともに、この勢いは突然終わりを迎えました。ソビエトのコンピューター製造業者のほぼすべてが操業を停止し、外国からの部品や技術の移転によって生き残った企業はわずか数社だけでした。

Mikron もその 1 つです。

2006年、ミクロンは海外の技術であるSTマイクロエレクトロニクスの技術移転を導入し始め、180nmチップを生産する能力を獲得しました。 2007年に180nm EEPROM集積回路の生産を開始しました。

ミクロンはすぐに接触型スマートカード用のチップモジュールの生産を開始し、RFID交通カードの全生産プロセスをすぐに習得し、モスクワの地下鉄駅に供給し始めました。

同年、通信業界向けSIMカードの生産も開始した。

おそらく成功を味わったため、ミクロンは再びSTマイクロエレクトロニクスとの技術移転協力を開始しました。

当時の Semiconductor International のレポートによると、同社はプロセス世代を毎年更新する予定であり、2008 年に 130nm プロセス、2009 年に 90nm プロセスを開始する予定でした。

しかし、公式ウェブサイトによると、ミクロン社は200mmウエハー上で90nmプロセスを使用した集積回路の製造と設計を2009年にようやく達成した。

90nm マイクロエレクトロニクス製品の生産が正式に開始されたのは 2012 年になってからでした。

それ以来、ロシアはこの技術を保有する世界で8番目の国となった。西洋諸国と比べると、我々ははるかに遅れています。

この頃、ロシア政府はマイクロエレクトロニクス産業の重要性を認識し始めました。

まず、「電子産業発展計画2013-2025」や「国防産業団地発展計画」など、一連の産業発展戦略が策定され、国産電子製品を最大限活用したり、民生用と軍用の2つのラインのCPUを開発したりするなど、一連の措置が積極的に講じられました。

ミクロンもそれに応じて方針を変え、180～90nmの国産技術と独自製品の自主研究開発に注力し、65nm～45nmレベルを含む新技術の創出に取り組み始めました。

2014年、機密性の高いテクノロジー産業の取り締まりを含む米国の経済制裁により、すでに脆弱だったロシアの半導体製造部門はさらに圧迫された。

2015年になっても、ミクロンは65nmプロセスの開発をほとんど完了していませんでした。

しかし、それ以来、プロセスの反復に関するニュースはありません。

現在の規模から判断すると、ミクロン社の事業は世界中に広がっており、同社は確かにロシア最大のチップ製造業者です。

ただし、作れる製品はすでに確定しています。

交通・アクセス制御 RFID、IoT データ保護マイクロコントローラ、スマート水道メーターなど。

ロシアのほぼすべての半導体工場が制裁対象に

前述のように、ロシアのチップメーカーは米国からほぼ全面的な制裁を受けている。

最大のチップ製造会社であるミクロン社だけでなく、別の製造会社であるアンストレム・T社も一度倒産したことがある。

バイカル・エレクトロニクスやMCSTなど、制裁に翻弄され、「エンティティリスト」に載ったり外れたりしている設計会社もあります...

また、この機会に、これらの企業によって築かれたロシアの半導体産業の現状とレベルについても見てみたいと思います。

バイカルエレクトロニクス

まず、ロシアで最も技術的に進んだチップ設計会社として知られるバイカル・エレクトロニクスを見てみましょう。

同社の親会社であるT-Platformsは、最新の制裁対象リストに載っている。

バイカル・エレクトロニクスは28nmの製造プロセスを実現できる。当初はMIPSアーキテクチャをベースとしていたが、過去2年間でARMに切り替え、ロシア製オペレーティングシステムAstra Linuxの実行をサポートしている。

同社が最近リリースしたプロセッサはBaikal-Sで、48個のコア、基本周波数2.0GHz、最大加速2.5GHz、熱設計消費電力120Wを備え、自社開発のRISC-Vアーキテクチャコプロセッサも統合・パッケージ化されている。

バイカル・エレクトロニクスは、親会社に対する制裁に加え、チップを出荷できないという問題にも直面している。

Baikal Electronics のチップは常にTSMCによって製造されてきました。

米国が最新の制裁措置を発表する前に、TSMCはすでにロシア企業向けの半導体生産を停止すると発表しており、バイカル・エレクトロニクスが最初に影響を受けることになる。

アングストレム-T

ミクロン社と長い歴史を持つチップメーカーのアングストレム・T社も2017年に制裁を受け、大きな損失を被った。

当時、Angstrem-T が生産できる最高のプロセスは250nmでした。比較すると、サムスンは今年7nmチップを量産している。

制裁の影響でアングストレムTは債務危機に陥り、2018年にロシア国立開発銀行VEB.RFに買収され、2019年に正式に破産更生を宣言した。

しかし昨年、同社は復活の兆しを見せた。 Angstrem-T の生産ライン再開を支援するため、10 人以上の専門家を高額の給与で雇用したと報じられている。同社はまた、130～90nmチップを生産するためにAMDから設備を購入する計画だ。

MCST

最後に紹介するのは、チップ設計メーカーのMCSTです。   (モスクワ SPARC テクノロジー センター) は、1992 年に設立され、以前はレベデフ精密機械工学およびコンピューター工学研究所でした。

同社のElbrus プロセッサには 2 つの製品ラインがあり、1 つは Elbrus-2000 アーキテクチャ (X86 のロシア版) に基づく民生用、もう 1 つは SPARC アーキテクチャに基づく軍事用で、これも TSMC によって製造されています。

現在の製品が達成できる最高のプロセス技術は16nmです。

しかし、この一連のチップは実際のテストではパフォーマンスが悪かった。昨年末、ロシア最大の銀行であるSberの技術部門は、 Elbrus-8Cをテストした後、次のような評価を下した。

メモリが不足、メモリが遅い、コア数が少ない、周波数が低い、まったく満足できない。

7万人のIT労働者がロシアを去った

最後に、現在に戻りますが、3月31日現在、米国が発表した最新の制裁リストには、21の団体と13人の個人が含まれています。

ホワイトハウスは同日、今後数日中にロシアとベラルーシの企業120社がリストに追加され、対象範囲が航空宇宙、造船、電子産業に拡大されると発表した。

現時点では、制裁措置の第一波の影響はチップ業界をはるかに超えています。

ロシア版GoogleであるYandexもその1つです。同社の事業には、検索エンジン、クラウドサービス、オンライン配車サービスなどが含まれます。

輸出入制限により、Yandexは今後1～18か月でサーバーハードウェアの不足に直面し、自動運転事業も大きな打撃を受けると報じられている。

このため、彼らは制裁のリスクを減らすために再編を模索している。

同時に、同社はロシア最大のソーシャルネットワーク事業者であるVKとも交渉しており、同社のニュース部門やZenソーシャルプラットフォームを売却するか、自動運転事業を売却する予定だ。

さらに大きな影響は才能にも反映されます。

2月末以降、7万人のIT技術者がロシアを出国したと報じられている。

ロシア通信協会もこの事実を認め、4月には国外へ出国するIT人材の数が10万人に達する可能性があると述べた。

しかし、ロシア当局も反応している。

ロイター通信は最近、前述のリソグラフィー機器の研究開発への多額の投資に加え、ロシアが主に国内のMIR決済システムに関連する銀行カードのニーズを解決するために、中国のマイクロチップメーカーに供給を頼っていると報じた。