Микроэлектроника глазами ИИ
ТЕХНОЛОГИИ / #4_2025
Текст: Максим ГРЕВЦЕВ / Фото: Midjourney
Перед вами необычный материал: он содержит обзор рынка микрочипов, сделанный при активном участии нескольких нейросетей, и метатекст — рассказ о том, как и зачем обзор создавался. Получилось небольшое исследование на тему «Как нейросети могут помочь журналисту и можно ли описать журналистику в категориях инжиниринга».
Генеративные нейросети перевернули рынок ИИ, доказав: эти технологии уже сегодня могут быть полезны обывателю. Эксперты предупреждают: рынок труда ждут кардинальные изменения, и дело не только в том, что кто-то потеряет работу, но и в том, что изменится базовый набор компетенций, необходимых для успешной карьеры.
Редакция «НАЭ» решила проверить, смогут ли нейросети написать полноценный аналитический обзор не хуже журналиста.
Темой статьи мы выбрали отрасль микроэлектроники, а в качестве инструмента использовали Perplexity. Разработчики называют этот сервис чат-ботом и поисковой системой, подчеркивая главное достоинство своего продукта — отсутствие галлюцинаций (так называют случаи, когда нейросеть придумывает имена, события, факты, выдавая их за реальные). Миссия «Недоумения» (так переводится название Perplexity) — «удовлетворять любопытство всего мира с помощью точной, прозрачной и доступной информации», а цель — стать лучшим в мире поисковиком.
Как шла работа
Создатели Perplexity рекомендуют формулировать подробные запросы и погружать ИИ в контекст своей работы. Поэтому мой первый запрос был таким: «Привет. Я Максим, научный журналист. Мне необходимо подготовить обзорный материал о микроэлектронике, точнее —производстве чипов. Размер рынка и основные тенденции его развития, крупнейшие производители (компании и страны), передовые технологии производства, прогнозы аналитиков. Разработай план статьи для аналитического журнала».
Perplexity за несколько секунд представил план: введение, пять разделов и заключение. Аналогичный запрос я сделал в ChatGPT — он выдал более развернутый план: введение, 11 разделов и заключение.
Я ответил: «Напиши полноценный журналистский материал по своему плану. Объем — до 15 тыс. знаков. Приветствуются цитаты экспертов». ИИ работал быстро и четко: менее чем за 30 секунд появился первый вариант статьи — интересный текст, напоминавший конспект лекции или аналитический отчет.
Я сфокусировался на стилистике и спросил у ИИ, сможет ли он имитировать авторский стиль журналиста. В ответ Perplexity попросил ссылки на статьи. Получив пять ссылок, через несколько секунд сообщил: «Язык Максима Гревцева насыщенный, образный, он сочетает научные факты с историческими и культурными отсылками. Текст живой, местами даже поэтичный, с плавными переходами от темы к теме, широким использованием метафор и цитат экспертов. При этом текст остается доступным и увлекательным, с акцентом на глубокое понимание предмета и его значимость. Если вы хотите, я могу написать обзорный материал о рынке производства чипов в стиле Максима Гревцева». Я не ожидал прочитать о себе столь лестный отзыв и, конечно, согласился.
Первоначальный вариант статьи изобиловал метафорами и цитатами и напоминал пародию или школьный реферат. Пришлось объяснить ИИ: нужны не только цитаты, но и элементы сторителлинга. Кроме того, часть важной информации исчезла, поэтому я указал на ключевые данные, которые нельзя исключать. На следующем этапе появились аналогии — они скорее запутывали, чем помогали понять суть. С седьмой попытки ИИ выдал текст, который я использовал как основу для окончательной версии статьи. Затем я редактировал каждый раздел, делая запросы. Итак, вот результат нашей совместной с ИИ работой.
Редакция «НАЭ» решила проверить, смогут ли нейросети написать полноценный аналитический обзор не хуже журналиста.
Темой статьи мы выбрали отрасль микроэлектроники, а в качестве инструмента использовали Perplexity. Разработчики называют этот сервис чат-ботом и поисковой системой, подчеркивая главное достоинство своего продукта — отсутствие галлюцинаций (так называют случаи, когда нейросеть придумывает имена, события, факты, выдавая их за реальные). Миссия «Недоумения» (так переводится название Perplexity) — «удовлетворять любопытство всего мира с помощью точной, прозрачной и доступной информации», а цель — стать лучшим в мире поисковиком.
Как шла работа
Создатели Perplexity рекомендуют формулировать подробные запросы и погружать ИИ в контекст своей работы. Поэтому мой первый запрос был таким: «Привет. Я Максим, научный журналист. Мне необходимо подготовить обзорный материал о микроэлектронике, точнее —производстве чипов. Размер рынка и основные тенденции его развития, крупнейшие производители (компании и страны), передовые технологии производства, прогнозы аналитиков. Разработай план статьи для аналитического журнала».
Perplexity за несколько секунд представил план: введение, пять разделов и заключение. Аналогичный запрос я сделал в ChatGPT — он выдал более развернутый план: введение, 11 разделов и заключение.
Я ответил: «Напиши полноценный журналистский материал по своему плану. Объем — до 15 тыс. знаков. Приветствуются цитаты экспертов». ИИ работал быстро и четко: менее чем за 30 секунд появился первый вариант статьи — интересный текст, напоминавший конспект лекции или аналитический отчет.
Я сфокусировался на стилистике и спросил у ИИ, сможет ли он имитировать авторский стиль журналиста. В ответ Perplexity попросил ссылки на статьи. Получив пять ссылок, через несколько секунд сообщил: «Язык Максима Гревцева насыщенный, образный, он сочетает научные факты с историческими и культурными отсылками. Текст живой, местами даже поэтичный, с плавными переходами от темы к теме, широким использованием метафор и цитат экспертов. При этом текст остается доступным и увлекательным, с акцентом на глубокое понимание предмета и его значимость. Если вы хотите, я могу написать обзорный материал о рынке производства чипов в стиле Максима Гревцева». Я не ожидал прочитать о себе столь лестный отзыв и, конечно, согласился.
Первоначальный вариант статьи изобиловал метафорами и цитатами и напоминал пародию или школьный реферат. Пришлось объяснить ИИ: нужны не только цитаты, но и элементы сторителлинга. Кроме того, часть важной информации исчезла, поэтому я указал на ключевые данные, которые нельзя исключать. На следующем этапе появились аналогии — они скорее запутывали, чем помогали понять суть. С седьмой попытки ИИ выдал текст, который я использовал как основу для окончательной версии статьи. Затем я редактировал каждый раздел, делая запросы. Итак, вот результат нашей совместной с ИИ работой.
Кремниевый ренессанс: как чипы стали полем битвы за будущее
Май 1958 года. В компанию Texas Instruments пришел молодой инженер Джек Килби. Он страстно хочет миниатюризировать электронику, но ни IBM, ни Motorola не готовы нанять сотрудника на полный рабочий день. Пришлось переехать в Техас. Новому сотруднику отпуск не полагался, поэтому, пока коллеги отдыхали на побережье, Д. Килби решил воплотить в жизнь идею англичанина Джефа Даммера — объединить все электронные компоненты в одном блоке. «Объемное сопротивление полупроводника и емкость p-n перехода, создаваемого внутри него, можно было скомбинировать с транзисторами. Моя заслуга в том, что я реализовал эту идею», — скажет он в Нобелевской речи в 2000 году.
Работающий прототип на основе германия Д. Килби представил 12 сентября 1958 года. Этот день стал днем рождения интегральной схемы. Через несколько месяцев другой инженер, Роберт Нойс, тщательно следивший за разработками конкурентов, решил взять вместо германия кремний, а для соединения элементов использовать не золотые провода, как Д. Килби, а планарную технологию. Так появился первый коммерчески применимый чип. В 1968 году Р. Нойс с другом и коллегой Гордоном Муром основали компанию, «скромно» назвав ее Moore Noyce. Однако вскоре стало понятно, что сочетание этих фамилий созвучно more noise — "больше шума". Поэтому компанию переименовали, и сегодня она известна каждому как Intel. Началась кремниевая эра.
Работающий прототип на основе германия Д. Килби представил 12 сентября 1958 года. Этот день стал днем рождения интегральной схемы. Через несколько месяцев другой инженер, Роберт Нойс, тщательно следивший за разработками конкурентов, решил взять вместо германия кремний, а для соединения элементов использовать не золотые провода, как Д. Килби, а планарную технологию. Так появился первый коммерчески применимый чип. В 1968 году Р. Нойс с другом и коллегой Гордоном Муром основали компанию, «скромно» назвав ее Moore Noyce. Однако вскоре стало понятно, что сочетание этих фамилий созвучно more noise — "больше шума". Поэтому компанию переименовали, и сегодня она известна каждому как Intel. Началась кремниевая эра.
Термины «интегральная схема» (ИС) и "чип" часто используются как синонимы, однако между ними есть разница. ИС — это комплекс связанных компонентов (транзисторов, резисторов, конденсаторов и других) на одном полупроводниковом кристалле, созданный для выполнения определенной функции, причем так называют и проект, и устройство. Чип — это материальный объект, на котором реализована ИС. Таким образом, термин «чип» подчеркивает физическую сторону объекта, а "интегральная схема" — его функциональную и конструктивную сущность.
Цифры имеют значение
Первая интегральная схема Д. Килби включала один-единственный транзистор, несколько резисторов и конденсатор. Спустя 31 год, в 1989 году, Intel выпустила процессор 80 486 (i486), количество транзисторов которого превысило 1 млн (1,185 млн), что стало настоящим прорывом. Чип NVIDIA Blackwell, выпущенный в 2024 году, содержит около 208 млрд транзисторов. Как говорится, прогресс налицо. Но и это не рекорд: специализированные чипы Wafer Scale Engine 3 для искусственного интеллекта компании Cerebras Systems содержат около 4 трлн транзисторов.
Однако разработчики соревнуются не только увеличивая количество элементов, но и уменьшая их размеры. Ключевой показатель — техпроцесс. Это совокупность технологических операций и методов, используемых для производства полупроводниковых изделий (например, транзисторов) на кремниевой пластине. Главным параметром техпроцесса считается минимальный размер структур (например, длина затвора транзистора или ширина линий металлизации), измеряемый в микрометрах (мкм) или нанометрах (нм) и определяемый разрешающей способностью литографического оборудования. Чем меньше этот размер, тем выше плотность компонентов на кристалле, что повышает производительность, снижая энергопотребление и стоимость микросхем. Если в 1970‑х годах применялись техпроцессы с размерами от 20 до 2 мкм, то сегодня ведущие компании работают с 2 нм.
Как нетрудно догадаться, техпроцесс определяет и плотность транзисторов: если Intel 80 486 (i486) включал 1 млн транзисторов на площади 81 мм², то IBM в 2021 году представила 2‑нм чип с 50 млрд транзисторов на площади 150 мм², то есть плотность выросла в 22 500 раз!
Первая интегральная схема Д. Килби включала один-единственный транзистор, несколько резисторов и конденсатор. Спустя 31 год, в 1989 году, Intel выпустила процессор 80 486 (i486), количество транзисторов которого превысило 1 млн (1,185 млн), что стало настоящим прорывом. Чип NVIDIA Blackwell, выпущенный в 2024 году, содержит около 208 млрд транзисторов. Как говорится, прогресс налицо. Но и это не рекорд: специализированные чипы Wafer Scale Engine 3 для искусственного интеллекта компании Cerebras Systems содержат около 4 трлн транзисторов.
Однако разработчики соревнуются не только увеличивая количество элементов, но и уменьшая их размеры. Ключевой показатель — техпроцесс. Это совокупность технологических операций и методов, используемых для производства полупроводниковых изделий (например, транзисторов) на кремниевой пластине. Главным параметром техпроцесса считается минимальный размер структур (например, длина затвора транзистора или ширина линий металлизации), измеряемый в микрометрах (мкм) или нанометрах (нм) и определяемый разрешающей способностью литографического оборудования. Чем меньше этот размер, тем выше плотность компонентов на кристалле, что повышает производительность, снижая энергопотребление и стоимость микросхем. Если в 1970‑х годах применялись техпроцессы с размерами от 20 до 2 мкм, то сегодня ведущие компании работают с 2 нм.
Как нетрудно догадаться, техпроцесс определяет и плотность транзисторов: если Intel 80 486 (i486) включал 1 млн транзисторов на площади 81 мм², то IBM в 2021 году представила 2‑нм чип с 50 млрд транзисторов на площади 150 мм², то есть плотность выросла в 22 500 раз!
А что с деньгами?
Чип SN 502 от Texas Instruments в 1961 году продавался за $ 450 (с учетом инфляции сегодня это порядка $ 4600). За эти деньги сейчас можно купить комплект устройств, состоящий из ноутбука, планшета и смартфона. Очевидно, что цель Д. Килби и Р. Нойса — миниатюризировать и удешевить электронные устройства — достигнута. Простой пример: основной вычислительный комплекс Apollo Guidance Computer в командном модуле корабля «Аполлон», доставившего человека на Луну, имел около 2800 интегральных схем, а современный электрокар Tesla Cybertruck включает порядка 10 тыс. чипов. В кремниевую эру чипы повсюду!
Неудивительно, что индустрия наращивает обороты: по данным Deloitte, в 2024 году ее рост составил 19 %, а общий объем рынка достиг $ 627 млрд. (Gartner уверяет, что рост составил 21 %, а объем рынка — $ 655 млрд, британская Ombia — что рынок вырос на 25 %, до $ 683 млрд). Лидером стала компания NVIDIA, а Intel сместилась на третью строчку. «Изменение позиций 10 крупнейших (по объему выручки) поставщиков полупроводников обусловлено большим спросом на создание инфраструктуры ИИ и ростом выручки от памяти на 73,4 %. NVIDIA переместилась на первое место в результате заметного увеличения спроса на ее дискретные графические процессоры (GPU), которые служили основным выбором для рабочих нагрузок ИИ в центрах обработки данных», — сказал Гаурав Гупта, вице-президент Gartner по аналитике.
Чип SN 502 от Texas Instruments в 1961 году продавался за $ 450 (с учетом инфляции сегодня это порядка $ 4600). За эти деньги сейчас можно купить комплект устройств, состоящий из ноутбука, планшета и смартфона. Очевидно, что цель Д. Килби и Р. Нойса — миниатюризировать и удешевить электронные устройства — достигнута. Простой пример: основной вычислительный комплекс Apollo Guidance Computer в командном модуле корабля «Аполлон», доставившего человека на Луну, имел около 2800 интегральных схем, а современный электрокар Tesla Cybertruck включает порядка 10 тыс. чипов. В кремниевую эру чипы повсюду!
Неудивительно, что индустрия наращивает обороты: по данным Deloitte, в 2024 году ее рост составил 19 %, а общий объем рынка достиг $ 627 млрд. (Gartner уверяет, что рост составил 21 %, а объем рынка — $ 655 млрд, британская Ombia — что рынок вырос на 25 %, до $ 683 млрд). Лидером стала компания NVIDIA, а Intel сместилась на третью строчку. «Изменение позиций 10 крупнейших (по объему выручки) поставщиков полупроводников обусловлено большим спросом на создание инфраструктуры ИИ и ростом выручки от памяти на 73,4 %. NVIDIA переместилась на первое место в результате заметного увеличения спроса на ее дискретные графические процессоры (GPU), которые служили основным выбором для рабочих нагрузок ИИ в центрах обработки данных», — сказал Гаурав Гупта, вице-президент Gartner по аналитике.
10 крупнейших (по объему выручки) поставщиков полупроводников, 2023−2024 гг., $ млрд
Однако данные Gartner не содержат одной важной детали: из лидеров только Intel, Samsung, SK hynix и Micron Technology являются integrated device manufacturers (IDM), то есть проектируют и производят чипы на собственных фабриках. А остальные участники топ‑10 — NVIDIA, Qualcomm, Broadcom, AMD, Apple и MediaTek — занимаются исключительно исследованиями и дизайном микросхем. Они сосредоточены на разработке и продаже интеллектуальной собственности, а производство передают сторонним заводам — фабам (foundries). Эта бизнес-модель называется fabless (без фабрик). Крупнейший реальный производитель чипов — Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC).
Доля выручки полупроводниковых фабрик на глобальном рынке
По данным Counterpoint Research, в 2024 году доля TSMC на мировом рынке контрактного полупроводникового производства составляла 62−67 %. Выручка компании достигла $ 90 млрд, что на 30 % выше показателей 2023 года. TSMC имеет доступ к самым современным технологиям и выпускает 3‑нм и 2‑нм узлы, используемые ведущими разработчиками (Apple, AMD, Nvidia, Qualcomm). Даже Intel часть своих чипов производит на заводах TSMC. Компания имеет собственные центры разработки, занимающиеся совершенствованием технологических процессов, инновациями в литографии, упаковке и интеграции чипов. Это и позволяет ей сохранять технологическое лидерство. Главные конкуренты — Samsung Foundry (Южная Корея), GlobalFoundries (США), SMIC (Китай), UMC (Тайвань) — остались далеко позади. Поэтому за напряженностью отношений между Китаем и Тайванем рынок следит едва ли не внимательнее, чем жители этих стран.
Контрактное полупроводниковое производство в СМИ и блогах часто называют литейной промышленностью. Это буквальный перевод англоязычного термина foundry industry. Однако в русском языке под литейным производством понимают металлургию, поэтому может возникнуть путаница.
Секреты кремниевой алхимии
Как и 70 лет назад, сегодня кремний добывают из кварцевого песка методом углетермического восстановления диоксида кремния коксом или углем при температуре 1800−2000 °C. После охлаждения получают технический (металлургический) кремний с чистотой около 99,9 %, содержащий примеси углерода и металлов. Чистоту металла повышают газофазным очищением или алюминотермическим восстановлением.
Высокочистый монокристаллический кремний режется на тонкие круглые пластины («вафли») диаметром 200−300 мм. Их тщательно очищают и полируют до зеркального состояния. Затем на поверхности каждой пластины выращивается тонкий слой двуокиси кремния (SiO2), служащий для изоляции и защиты. На пластину наносится светочувствительный полимер — фоторезист, используемый для создания рисунка схемы. Следующий этап — фотолитография: через специальные маски с рисунком схемы на фоторезист направляют ультрафиолетовый свет. Облученные участки фоторезиста меняют свойства (в зависимости от его типа), после чего незащищенные участки удаляются, формируя шаблон для дальнейшей обработки.
Далее открытые участки подложки или окисного слоя удаляют с помощью химического или плазменного травления, формируя необходимые структуры. Потом осуществляется легирование: в открытые области вводят примеси (доноры или акцепторы) для изменения проводимости кремния, формируя p- и n-области, необходимые для создания транзисторов и других элементов. Затем (методами химического осаждения из паровой фазы [CVD], физического распыления [PVD] или с применением иных технологий) на поверхность тонкой пленкой наносят различные материалы (металлы, диэлектрики, поликремний). Повторяют циклы фотолитографии, травления и осаждения для создания многоуровневой структуры с транзисторами и межсоединениями (металлическими проводниками).
И наконец, осуществляются отжиг, термическая обработка, контроль качества, резка и упаковка (готовые пластины разрезают на кристаллы [чипы], которые затем упаковывают в корпуса [керамические, пластиковые, иногда даже золотые] с выводами для монтажа на платы).
Все эти операции выполняются в чистых помещениях с контролируемыми условиями, чтобы избежать загрязнений, и требуют высокоточного оборудования. Главная сложность — фотолитография.
Монополист на рынке степперов и сканеров для фотолитографии — голландская компания ASML. Она контролирует около 85 % рынка, причем в сегменте передовых EUV-установок (EUV — экстремальный ультрафиолет), необходимых для производства чипов с техпроцессами ниже 7 нм, конкурентов у нее нет. Цена одного станка достигает € 200 млн. Из-за санкций США ASLM не поставляет EUV-станки в Китай. Более того, в 2024 году стало известно, что ASLM и TSMC осуществили моделирование сценариев вторжения Китая на Тайвань, предусмотрев возможность удаленного отключения самого ценного оборудования.
Таким образом, сегодня китайские производители имеют доступ к DUV-системам, позволяющим производить чипы с техпроцессом более 7 нм. Это прошлое и даже позапрошлое поколения фотолитографических станков и чипов соответственно. Лидеры рынка уже заявляют о техпроцессе 1,4 нм (TSMC и Samsung запускают линии в 2025 году) и даже 1 нм (Intel говорит о 2027 годе, TSMC и Samsung заявляют куда более реалистичный 2030 год). 1 нм — это следующий технологический рубеж, требующий новых архитектур транзисторов (например, Gate-All-Around, GAA) и инновационного литографического оборудования (High-NA EUV), — всё это пока находится на этапе разработки. Но, как говорил Гордон Мур, «технология — это то, чего не было еще вчера».
Как и 70 лет назад, сегодня кремний добывают из кварцевого песка методом углетермического восстановления диоксида кремния коксом или углем при температуре 1800−2000 °C. После охлаждения получают технический (металлургический) кремний с чистотой около 99,9 %, содержащий примеси углерода и металлов. Чистоту металла повышают газофазным очищением или алюминотермическим восстановлением.
Высокочистый монокристаллический кремний режется на тонкие круглые пластины («вафли») диаметром 200−300 мм. Их тщательно очищают и полируют до зеркального состояния. Затем на поверхности каждой пластины выращивается тонкий слой двуокиси кремния (SiO2), служащий для изоляции и защиты. На пластину наносится светочувствительный полимер — фоторезист, используемый для создания рисунка схемы. Следующий этап — фотолитография: через специальные маски с рисунком схемы на фоторезист направляют ультрафиолетовый свет. Облученные участки фоторезиста меняют свойства (в зависимости от его типа), после чего незащищенные участки удаляются, формируя шаблон для дальнейшей обработки.
Далее открытые участки подложки или окисного слоя удаляют с помощью химического или плазменного травления, формируя необходимые структуры. Потом осуществляется легирование: в открытые области вводят примеси (доноры или акцепторы) для изменения проводимости кремния, формируя p- и n-области, необходимые для создания транзисторов и других элементов. Затем (методами химического осаждения из паровой фазы [CVD], физического распыления [PVD] или с применением иных технологий) на поверхность тонкой пленкой наносят различные материалы (металлы, диэлектрики, поликремний). Повторяют циклы фотолитографии, травления и осаждения для создания многоуровневой структуры с транзисторами и межсоединениями (металлическими проводниками).
И наконец, осуществляются отжиг, термическая обработка, контроль качества, резка и упаковка (готовые пластины разрезают на кристаллы [чипы], которые затем упаковывают в корпуса [керамические, пластиковые, иногда даже золотые] с выводами для монтажа на платы).
Все эти операции выполняются в чистых помещениях с контролируемыми условиями, чтобы избежать загрязнений, и требуют высокоточного оборудования. Главная сложность — фотолитография.
Монополист на рынке степперов и сканеров для фотолитографии — голландская компания ASML. Она контролирует около 85 % рынка, причем в сегменте передовых EUV-установок (EUV — экстремальный ультрафиолет), необходимых для производства чипов с техпроцессами ниже 7 нм, конкурентов у нее нет. Цена одного станка достигает € 200 млн. Из-за санкций США ASLM не поставляет EUV-станки в Китай. Более того, в 2024 году стало известно, что ASLM и TSMC осуществили моделирование сценариев вторжения Китая на Тайвань, предусмотрев возможность удаленного отключения самого ценного оборудования.
Таким образом, сегодня китайские производители имеют доступ к DUV-системам, позволяющим производить чипы с техпроцессом более 7 нм. Это прошлое и даже позапрошлое поколения фотолитографических станков и чипов соответственно. Лидеры рынка уже заявляют о техпроцессе 1,4 нм (TSMC и Samsung запускают линии в 2025 году) и даже 1 нм (Intel говорит о 2027 годе, TSMC и Samsung заявляют куда более реалистичный 2030 год). 1 нм — это следующий технологический рубеж, требующий новых архитектур транзисторов (например, Gate-All-Around, GAA) и инновационного литографического оборудования (High-NA EUV), — всё это пока находится на этапе разработки. Но, как говорил Гордон Мур, «технология — это то, чего не было еще вчера».
Геополитика и технологии
«Производство чипов должно быть таким же американским, как бейсбол и яблочный пирог», — заявил на митинге в Аризоне в 2024 году Дональд Трамп, уверенный в том, что это не просто лозунг. О технологическом суверенитете Д. Трамп говорил еще во время своего первого президентского срока, и его администрация оказывала соответствующее давление на Тайвань. В результате первый американский завод TSMC начал строиться в Аризоне в 2020 году, линия была запущена в конце 2024 года. Там же строятся еще два завода, три — в планах. Общий объем инвестиций, как заявляет TSMC, достигнет $ 165 млрд.
В США действует CHIPS and Science Act — федеральный закон, принятый 117‑м Конгрессом и подписанный президентом Джо Байденом 9 августа 2022 года. Он предусматривает выделение около $ 52,7 млрд на субсидии и налоговые льготы для производителей микросхем, строящих фабрики и ведущих разработки в США. Закон прямо запрещает компаниям, получающим субсидии, поставлять передовые чипы в Китай и Россию.
Аналогичные меры принимает и Европа: European Chips Act — это регламент ЕС, вступивший в силу в сентябре 2023 года и устанавливающий рамки для укрепления полупроводниковой экосистемы в Европе: € 6,2 млрд выделяются на исследования и пилотные линии, еще € 43 млрд — на производство и координацию кризисного реагирования. Сейчас в Европе уже работают компании Infineon (Германия), STMicroelectronics (Франция, Италия), NXP (Нидерланды), производящие чипы для промышленности; однако существующие мощности рассчитаны на техпроцесс 22 нм и больше (мягко говоря, до лидеров им далеко). Во Франции (STMicroelectronics и GlobalFoundries) и в Германии (TSMC) строятся новые заводы. Intel также подготовил проект завода в Германии и заявил о том, что готов вложить в него $ 30 млрд, но строительство еще не началось: необходимо уладить земельный спор (для начала строительства нужно удалить плодородный слой толщиной примерно 90 см), да и компания сейчас переживает не лучшие времена и не готова выделить такие средства, даже при учете государственной субсидии в размере € 10 млрд. В сухом остатке: сейчас на Европу приходится производство 6 % чипов, в планах — к 2030 году достигнуть 20 %.
«Производство чипов должно быть таким же американским, как бейсбол и яблочный пирог», — заявил на митинге в Аризоне в 2024 году Дональд Трамп, уверенный в том, что это не просто лозунг. О технологическом суверенитете Д. Трамп говорил еще во время своего первого президентского срока, и его администрация оказывала соответствующее давление на Тайвань. В результате первый американский завод TSMC начал строиться в Аризоне в 2020 году, линия была запущена в конце 2024 года. Там же строятся еще два завода, три — в планах. Общий объем инвестиций, как заявляет TSMC, достигнет $ 165 млрд.
В США действует CHIPS and Science Act — федеральный закон, принятый 117‑м Конгрессом и подписанный президентом Джо Байденом 9 августа 2022 года. Он предусматривает выделение около $ 52,7 млрд на субсидии и налоговые льготы для производителей микросхем, строящих фабрики и ведущих разработки в США. Закон прямо запрещает компаниям, получающим субсидии, поставлять передовые чипы в Китай и Россию.
Аналогичные меры принимает и Европа: European Chips Act — это регламент ЕС, вступивший в силу в сентябре 2023 года и устанавливающий рамки для укрепления полупроводниковой экосистемы в Европе: € 6,2 млрд выделяются на исследования и пилотные линии, еще € 43 млрд — на производство и координацию кризисного реагирования. Сейчас в Европе уже работают компании Infineon (Германия), STMicroelectronics (Франция, Италия), NXP (Нидерланды), производящие чипы для промышленности; однако существующие мощности рассчитаны на техпроцесс 22 нм и больше (мягко говоря, до лидеров им далеко). Во Франции (STMicroelectronics и GlobalFoundries) и в Германии (TSMC) строятся новые заводы. Intel также подготовил проект завода в Германии и заявил о том, что готов вложить в него $ 30 млрд, но строительство еще не началось: необходимо уладить земельный спор (для начала строительства нужно удалить плодородный слой толщиной примерно 90 см), да и компания сейчас переживает не лучшие времена и не готова выделить такие средства, даже при учете государственной субсидии в размере € 10 млрд. В сухом остатке: сейчас на Европу приходится производство 6 % чипов, в планах — к 2030 году достигнуть 20 %.
Программа развития полупроводниковой промышленности есть и в Японии. Но там первоначальный импульс ей дало не государство, а бизнес: в 2022 году такие гиганты, как Toyota, Sony, SoftBank, MUFG, Kioxia, Denso и др., объединились в консорциум и создали компанию Rapidus. До конца 2025 года начнется опытное производство с техпроцессом 2 нм, а к 2027 году — массовое. «Это важнейший шаг к тому, чтобы Япония вновь стала поставщиком передовых полупроводников на мировой рынок», — заявил президент компании Коике Ацуеси в декабре 2024 года на торжественной церемонии установки EUV-оборудования в городе Титосе.
Власти Японии также включились в процесс: в рамках среднесрочной программы до 2030 года планируется инвестировать около 10 трлн иен ($ 65 млрд) в развитие полупроводников и искусственного интеллекта, что должно привлечь частные и государственные инвестиции на сумму около 50 трлн иен ($ 325 млрд).
Сейчас в Японии уже работает завод TSMC по выпуску 22- и 28‑нанометровых чипов для автомобилей и бытовой электроники. Из-за высокого спроса TSMC планирует построить второй завод. Также корпорация Kioxia (бывшая Toshiba Memory), ведущий производитель модулей памяти, в сентябре 2025 года запускает новый производственный корпус на своем заводе в городе Китаками, ориентируясь на растущий спрос со стороны центров обработки данных. Американская компания Micron Technology также планирует начать производство современных модулей памяти на своем заводе в городе Хигасихиросима до конца текущего года. Mitsubishi Electric возводит новый завод в городе Кикути префектуры Кумамото (изначально его запуск планировался на 2026 год, но из-за высокого спроса со стороны автомобильной промышленности и производителей промышленного оборудования его перенесли на ноябрь 2025 года).
А что же Китай? В 2023 году страна закупила оборудование на $ 30 млрд, а в 2024 году — еще на $ 25 млрд (40 % от мировых закупок). Это позволяет ускорить локализацию и снизить зависимость от импортного оборудования и технологий: Китай намерен удвоить мощности производства чипов в ближайшие 3−5 лет и к 2030 году достичь объема производства в $ 305 млрд, покрывая 80 % внутреннего спроса (в 2016 году — 33 %). Для достижения этой цели был создан Национальный фонд с капиталом $ 48 млрд. Да, страна не имеет доступа к новейшей EUV-технологии, но это не мешает ей оставаться крупнейшим в мире производителем электроники.
Власти Японии также включились в процесс: в рамках среднесрочной программы до 2030 года планируется инвестировать около 10 трлн иен ($ 65 млрд) в развитие полупроводников и искусственного интеллекта, что должно привлечь частные и государственные инвестиции на сумму около 50 трлн иен ($ 325 млрд).
Сейчас в Японии уже работает завод TSMC по выпуску 22- и 28‑нанометровых чипов для автомобилей и бытовой электроники. Из-за высокого спроса TSMC планирует построить второй завод. Также корпорация Kioxia (бывшая Toshiba Memory), ведущий производитель модулей памяти, в сентябре 2025 года запускает новый производственный корпус на своем заводе в городе Китаками, ориентируясь на растущий спрос со стороны центров обработки данных. Американская компания Micron Technology также планирует начать производство современных модулей памяти на своем заводе в городе Хигасихиросима до конца текущего года. Mitsubishi Electric возводит новый завод в городе Кикути префектуры Кумамото (изначально его запуск планировался на 2026 год, но из-за высокого спроса со стороны автомобильной промышленности и производителей промышленного оборудования его перенесли на ноябрь 2025 года).
А что же Китай? В 2023 году страна закупила оборудование на $ 30 млрд, а в 2024 году — еще на $ 25 млрд (40 % от мировых закупок). Это позволяет ускорить локализацию и снизить зависимость от импортного оборудования и технологий: Китай намерен удвоить мощности производства чипов в ближайшие 3−5 лет и к 2030 году достичь объема производства в $ 305 млрд, покрывая 80 % внутреннего спроса (в 2016 году — 33 %). Для достижения этой цели был создан Национальный фонд с капиталом $ 48 млрд. Да, страна не имеет доступа к новейшей EUV-технологии, но это не мешает ей оставаться крупнейшим в мире производителем электроники.
В России производством чипов занимаются группа компаний «Элемент», ООО "НМ-Тех", ООО "Крокус Наноэлектроника" и др. Однако существующие линии рассчитаны на техпроцесс 90 нм и более. Утверждена Стратегия развития электронной промышленности РФ до 2030 года, среди ее целевых показателей:
- кремниевые технологии производства электронной компонентной базы с топологическими нормами 65−45 нм, 28 нм, 14−12 нм, 7−5 нм и последующий выпуск изделий на их основе;
- разработка изделий, изготавливаемых по кремниевой технологии, с топологической нормой 5 нм; их выпуск на зарубежных фабриках с прицелом на перенос производства в Россию;
- кремниевые технологии производства твердотельных средств хранения данных с топологической нормой 25−30 нм и количеством слоев не менее 96.
Завтра все ближе, но ясности нет
Крупнейшие аналитические агентства сходятся в прогнозах: в 2025 году производство чипов вырастет. Но конкретные оценки темпов роста различаются: если Deloitte ожидает 11,2 %, то нидерландская финансовая компания ING говорит о 9,5 %. Ожидается, что драйвером рынка останутся, как и в 2024 году, ИИ и центры обработки данных, а носимая электроника и автомобильный сектор замедлят рост.
Крупнейшие аналитические агентства сходятся в прогнозах: в 2025 году производство чипов вырастет. Но конкретные оценки темпов роста различаются: если Deloitte ожидает 11,2 %, то нидерландская финансовая компания ING говорит о 9,5 %. Ожидается, что драйвером рынка останутся, как и в 2024 году, ИИ и центры обработки данных, а носимая электроника и автомобильный сектор замедлят рост.
Какие факторы могут оказать максимально негативное воздействие на развитие рынка полупроводников в ближайшие два года
Аудиторско-консалтинговая компания KPMG и Альянс мировой индустрии полупроводников опросили участников рынка об их ожиданиях на 2025 год. В опросе приняли участие руководители 156 компаний (у 58 из них годовая выручка более $ 1 млрд, а еще у 54 — от $ 100 млн до $ 1 млрд). Главными угрозами рынку топ-менеджеры называют вооруженные конфликты, введение пошлин и доминирующее положение Тайваня. (Правда, опрос проводился в IV квартале 2024 года, когда итоги выборов в США еще не были известны. Сейчас аналитиков больше всего беспокоит неопределенность тарифной политики Д. Трампа.) «Существует много, много, много видов чипов. Они производятся почти всегда посредством очень сложной цепочки поставок: их компоненты перемещаются из страны A в B, затем — в C, затем — обратно в A, затем — в D. Учитывая глобальный характер цепочек поставок, всё, что касается ограничений на чипы или тарифов, вероятно, сделает цепочки поставок еще более сложными», — сказал Дункан Стюарт, директор по исследованиям TMT Center в Deloitte.
Геополитические интересы, заставляющие компании строить новые заводы, а не инвестировать в разработку, тормозят инновации. Поэтому классический Закон Мура, сформулированный в 1965 году и предсказывающий удвоение числа транзисторов на микрочипе примерно каждые два года, будет действовать еще какое-то время. Однако очевидно, что 2‑нм техпроцесс — почти физический предел миниатюризации, далее понадобятся инновации, например, переход на новые материалы и 3D-структуры транзисторов (Gate-All-Around, FinFET). Поскольку потребность в чипах сохраняется, рано или поздно новые технологии появятся. А вот кто будет их авторами, пока сказать не может никто: в XXI веке лидеры и аутсайдеры слишком быстро меняются местами.
Геополитические интересы, заставляющие компании строить новые заводы, а не инвестировать в разработку, тормозят инновации. Поэтому классический Закон Мура, сформулированный в 1965 году и предсказывающий удвоение числа транзисторов на микрочипе примерно каждые два года, будет действовать еще какое-то время. Однако очевидно, что 2‑нм техпроцесс — почти физический предел миниатюризации, далее понадобятся инновации, например, переход на новые материалы и 3D-структуры транзисторов (Gate-All-Around, FinFET). Поскольку потребность в чипах сохраняется, рано или поздно новые технологии появятся. А вот кто будет их авторами, пока сказать не может никто: в XXI веке лидеры и аутсайдеры слишком быстро меняются местами.
Работа с Perplexity: итоги
С некоторым облегчением приходится констатировать: пока Perplexity не может заменить журналиста. Все же поиск информации и ее подача —задачи разные. И если с первой ИИ справляется отлично, то вторая нейросети еще не по зубам. Ее повествование фрагментарно и слишком напоминает конспект. Метафоры кажутся грубоватыми, часто избыточными. Цитаты если и приводятся к месту, то не хватает контекста (когда и при каких обстоятельства эксперт сделал заявление, кто он и не является ли его оценка предвзятой).
Однако глупо отрицать, что нейросеть отлично справляется с поиском и анализом информации, мгновенно выдает источники данных и — что особенно важно — приглашает пользователя к диалогу. ИИ самостоятельно формулирует дополнительные вопросы, предлагая ответить на них. Это заставляет журналиста выйти из роли автора и взять на себя функции редактора: взглянуть на материал со стороны, оценивая его форму и содержание, разносторонность экспертных оценок, уместность историй и героев.
Если инжиниринг — это системный и многопрофильный процесс создания и внедрения технических решений, включающий проектирование, анализ, оптимизацию, производство, внедрение и сопровождение технических систем, изделий и процессов, то журналистику, основанную на использовании ИИ, можно рассматривать как контент-инжиниринг.
Пабло Пикассо приписывают высказывание: «Компьютеры бесполезны. Они могут только давать ответы». Кажется, гений ошибался: даже людям творческих профессий иногда нужны именно ответы, но главное — современный компьютер (точнее — ИИ) может и задавать вопросы, помогая человеку мыслить и находить лучшие решения.
Однако глупо отрицать, что нейросеть отлично справляется с поиском и анализом информации, мгновенно выдает источники данных и — что особенно важно — приглашает пользователя к диалогу. ИИ самостоятельно формулирует дополнительные вопросы, предлагая ответить на них. Это заставляет журналиста выйти из роли автора и взять на себя функции редактора: взглянуть на материал со стороны, оценивая его форму и содержание, разносторонность экспертных оценок, уместность историй и героев.
Если инжиниринг — это системный и многопрофильный процесс создания и внедрения технических решений, включающий проектирование, анализ, оптимизацию, производство, внедрение и сопровождение технических систем, изделий и процессов, то журналистику, основанную на использовании ИИ, можно рассматривать как контент-инжиниринг.
- Этап 1. Анализ требований: краткое содержание и объем материала.
- Этап 2. Концептуальный проект: разработка структуры материала, тезисы, поиск экспертов.
- Этап 3. Детальное проектирование: создание черновика, выявление смысловых лакун, подбор дополнительных данных (врезки).
- Этап 4. Тестирование и симуляция: правки текста, поиск или создание иллюстраций, оценка результата (в роли редактора).
- Этап 5. Производственная подготовка: финальная редактура текста, доработка иллюстраций, окончательный нейминг (заголовок и подзаголовки), согласование текста с экспертами.
- Этап 6. Внедрение: отправка в редакцию, ответы на вопросы редактора, корректура, верстка, публикация.
- Этап 7. Сопровождение: реагирование на отзывы читателей, продумывание продолжения (при наличии запроса от редакции или читателей).
Пабло Пикассо приписывают высказывание: «Компьютеры бесполезны. Они могут только давать ответы». Кажется, гений ошибался: даже людям творческих профессий иногда нужны именно ответы, но главное — современный компьютер (точнее — ИИ) может и задавать вопросы, помогая человеку мыслить и находить лучшие решения.
Рекомендации по работе с Perplexity
- Формулируйте вопросы четко и конкретно. Не просто: «Прогноз развития рынка чипов», а: "Найди и проанализируй прогнозы развития рынка чипов, сделанные крупными агентствами и известными экспертами, а также МВФ, Всемирным банком, Всемирным экономическим форумом и другими финансовыми организациями". Тогда вы получите цитаты, ссылки на отчеты, разные оценки и т. д.
- Предоставляйте контекст. Не: "Как производят чипы?", а: "Перечисли этапы производства чипов, чтобы я понял причины доминирующего положения Тайваня в этой сфере".
- Уточняйте формат и стиль ответа. Для удобства работы с информацией лучше сразу указать, что́ вам нужно (список, инструкция, резюме, развернутое объяснение или что-то иное), а также определить стиль.
- Делайте запросы поэтапно. Сложные задачи, например, написание статьи, лучше разбивать на этапы и задавать вопросы последовательно — это поможет избежать поверхностных ответов и получить структурированный ответ.
- Проверяйте и уточняйте информацию. К сожалению, и Perplexity ошибается. Информация устаревает, а ИИ ради экономии ресурсов быстро останавливается в поиске. Нужно просить привести источники, а также задавать дополнительные вопросы, чтобы самостоятельно сопоставить ответы и найти нестыковки.
- Используйте ИИ как собеседника. Возможно, это главная функция нейросетей: с ними можно вести диалог, а, как известно, именно в нем рождается истина. С ними можно советоваться, просить предложить другой вариант, дать оценку своей идее, устроить мозговой штурм.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ