Текущите резултати на „технологическата война“ в областта на микрочиповете и и прогнозите за по-нататъшната ѝ динамика в краткосрочна перспектива

Това е особено вярно, когато става дума за сблъсък между водещите технологически центрове на сила днес – САЩ и Китай.

Микрочиповете представляват ключов компонент в най-разнообразни области на съвременните високи технологии. Определено може да се заяви, че те са ядрото на текущия научно-технически прогрес. В този смисъл ролята, която микрочиповете играят в съвременната високотехнологична сфера свидетелства за огромното им значение в геоикономически и геополитически план.

За класификацията на микрочиповете на „усъвършенствани“ и „зрели“

„Технологическата война“ в сферата на микрочипове е процес, започнал още през 2021 г./макар някои изследаватели се придържат към други дати/ и който продължава в текущия момент – първата половина на 2025 г. Прогнозата за преодоляването на този конфликт най-малко в краткосрочна перспектива е неблагоприятна.Но така или иначе   анализът и оценката на горния остър сблъсък, въпреки незавършения му характер, не биха били завършени ако не се прецени какви са текущите резултати от същия. Подобна преценка дава най-малко възможност в една или друга степен да се изяснят тенденциите в динамиката на процеса.

Несъмнено за да се направи верен анализ и оценка на текущите резултати от „Технологическата война“ са необходими да се изяснят редица обстоятелства, както и фактори на действия и въздействия. Ето защо ще разгледаме тези предпоставки за един относително верен анализ и достоверна оценка на текущите резултати на „Технологическата война“ в областта на микрочиповете.Такъв важен фактор е класификацията на микрочиповете^[1]. В тази връзка ще споменем следното:

На първо място, разграничението между т.нар. «усъвършенствани процеси“/напреднали/–“advanced processes»(кит.ез. 先进工艺, пинин: Xiānjìn gōngyì) и „зрели процеси“ – “matured processes”(кит.ез.  成熟的流程, пинин: Chéngshú de liúchéng) на разработка и производство на микрочипове, което обикновено се отнася до тяхното ниво на иновации, оптимизация и надеждност.^[2]

Усъвършенстваните процеси са авангардни, включващи най-новите технологии, методологии или изследвания. Тези процеси често все още се развиват, може да изискват постоянно усъвършенстване и да бъдат по-малко предвидими или тествани.

Зрелите процеси са оптимизирани с течение на времето, добре са установени и имат доказана надеждност. Те обикновено са по-стабилни, ефективни и широко възприети, защото са претърпели цялостно усъвършенстване и валидиране.

Казано по друг начин, това е като сравнение на експериментална нова производствена техника с добре тестван производствен метод, който е бил усъвършенстван в продължение на години. Усъвършенстваният процес разширява границите, докато зрелият процес осигурява стабилност и ефективност. Следва да се отбележи, че и първите, но и вторите са изключително важни – всеки в своята технологична ниша.

На второ място, какво означава „Усъвършенствани процеси“ в сравнение със „зрелите процеси“ в производството на микрочипове в конкретни термини? В проектирането и производството на микрочипове разликата между усъвършенствани и зрели процеси се свежда до нивото на технологична сложност и размера на полупроводниковите възли.

„Усъвършенстваните процеси“ се отнасят до авангардни техники за производство на полупроводници, обикновено включващи възли по-малки от 5 nm. Тези чипове се използват във високопроизводителни изчисления, изкуствен интелект и съвременни смартфони. Те изискват изключителна прецизност, усъвършенствани материали и сложни производствени стъпки, за да се постигне по-висока скорост и ефективност;

„Зрелите процеси“ включват по-големи възли, обикновено 28nm или повече, които са добре установени и широко използвани в индустрии като автомобилостроенето, медицинските изделия и потребителската електроника. Тези чипове са по-рентабилни, надеждни и по-лесни за производство в голям мащаб, което ги прави важни за приложения, които не изискват свръхвисока производителност, но са достатъчно пригодни от гледна точка на съотношението „цена-производителност“.

Така например, докато „усъвършенстваните чипове“ захранват приложения, задвижвани от изкуствен интелект, и водещи смартфони, „зрелите чипове“ са от решаващо значение за ежедневната електроника като хладилници, Wi-Fi рутери и системи за управление на автомобили.

Ето някои примери за продукти, които използват усъвършенствани и зрели процеси за производство на микрочипове:

• „Усъвършенствани процеси“ (под 5nm)
• Смартфони – Флагмански устройства като най-новите модели iPhone и Samsung Galaxy, които използват авангардни чипове за изкуствен интелект/ИИ/ и високоскоростни изчисления.
• Изкуствен интелект и облачни изчисления – Центровете за данни и ускорителите с изкуствен интелект/ИИ/ разчитат на усъвършенствани чипове за приложения за машинно обучение и дълбоко обучение.
• Високопроизводителни графични процесори – Графичните карти за игри и професионално рендиране, като например най-новата серия RTX на NVIDIA, използват усъвършенствана полупроводникова технология.
• „Зрели процеси“ (28nm)
• Автомобилна електроника – Системите за управление на автомобили, информационно-развлекателните устройства и сензорите за безопасност често използват зрели чипове за надеждност и икономическа ефективност.
• Потребителска електроника – Устройства като Wi-Fi рутери, интелигентни домакински уреди и промишлени контролери използват добре апробирани зрели полупроводникови възли.
• Медицинско оборудване – Много диагностични машини и носими здравни устройства разчитат на зрели чипове за стабилност и ефективност.

В сектора на напредналите/усъвършенстваните/микрочипове, водещите компании включват:

• TSMC – Доминира в производството на авангардни чипове;
• Intel – Пионер във високопроизводителните изчислителни чипове;
• Samsung Electronics – Иновации в полупроводниковите технологии, задвижвани от изкуствен интелект;
• NVIDIA – Лидер в графичните процесори и микрочиповете, фокусирани върху изкуствен интелект;
• SK Hynix – Специализира в усъвършенствани решения за памет.

За «зрелите микрочипове», ключовите произвозители включват:

• Texas Instruments – Силен в аналоговите и вградените чипове за обработка;
• Microchip Technology – Фокусира се върху микроконтролери и решения със смесени сигнали;
• Analog Devices –   Обработка на сигнали и управление на захранването;
• Infineon Technologies – Автомобилни и индустриални полупроводници;
• STMicroelectronics – Предлага надеждни, утвърдени полупроводникови решения.     .

TSMC е начело в производството на усъвършенствни /напреднали/ микрочипове, като постоянно разширява границите на полупроводниковите технологии. Наскоро компанията представи най-модерния 2nm чип^[3] в света, отбелязвайки значителен скок в производителността и ефективността.

Ключови иновации:

• 2nm технология: Предлага 10–15% по-бързи изчисления при същото ниво на мощност или 20–30% по-ниска консумация на енергия при същото ниво на производителност.
• По-висока плътност на транзисторите: 2nm чиповете са с 15% увеличение на плътността на транзисторите, което позволява на устройствата да работят по-бързо и по-ефективно.
• Литография с екстремно ултравиолетово (EUV) облъчване: Използва се в производството за постигане на ултрамалки размери на транзисторите, подобрявайки производителността.

Глобално въздействие:

• Стратегическо значение: Тайванската полупроводникова индустрия, водена от TSMC, често е наричана „Силициевият щит“, което подчертава нейното геополитическо значение.
• Основни клиенти: TSMC произвежда чипове за Apple, NVIDIA, AMD и Qualcomm, захранвайки всичко - от смартфони до приложения с изкуствен интелект.
• Планове за разширяване: Компанията е сключила сделка на стойност 100 милиарда долара за изграждане на пет нови фабрики в САЩ, въпреки че остават опасения дали най-модерните ѝ чипове могат да бъдат произведени извън Тайван.

Водещите страни в света по производство на микрочипове

Съществуват различни критерии, по които се демонстрират водещите страни–производители на микрочипове в света. В този кратък преглед на базата на най–важните от тези критерии ще може да се очертае мястото и ролята тези страни.

Брой на предприятията по страни, произвеждащи микрочипове към началото на 2025^[4]: Япония–103, САЩ – 95, КНР – 81, Тайван – 80, Германия – 22, Великобритания – 16, Сингапур–16, Русия–15, Южна Корея –15, Малайзия– 8, Израел– 6, Франция– 5, Индия–4

Водещи страни-производители в сферата на микрочипове в света^[5]

Петте водещи страни-производители на микрочипове – дял в световното производство през 2023 и прогноза за 2027 ^[6]

Водещи страни–производители  – кратък преглед на съществени параметри^[7]

Тайван: Световният лидер в производството на „усъвършенствани чипове» - Тайван продължава да доминира в производството на полупроводници, воден от TSMC /Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation/, която контролира над 55% от световния пазар на микрочипове през 2025 г. Производството на TSMC на авангардни 3nm и 2nm чипове захранва големи клиенти като Apple, NVIDIA и Qualcomm. Концентрацията на фабрики, инженери и партньори по веригата за доставки в Тайван затвърждава централната му роля в световната верига за създаване на стойност в областта на чиповете.

Съединени американски щати: Център за иновации и дизайн – САЩ са водещи в проектирането на чипове, иновациите в процесорите за изкуствен интелект и производството на полупроводниково оборудване. Компании като Intel, NVIDIA, AMD, Qualcomm и Lam Research са начело в тези области. Благодарение на «Закона за чиповете и науката», САЩ са инжектирали над 50 милиарда долара за разширяване на вътрешния производствен капацитет и възстановяване на веригите за доставки.

Важни компании в областта на производството са Texas Instruments – Силни в областта на аналоговите и вградените чипове за обработка; Microchip Technology – Фокусира се върху микроконтролери и решения със смесени сигнали; Analog Devices – Известни с обработката на сигнали и управлението на захранването; Infineon Technologies – Отлични в автомобилните и индустриалните полупроводници; STMicroelectronics – Предлага надеждни, утвърдени полупроводникови решения.

Американските фирми се отличават в автоматизацията на електронното проектиране (EDA), софтуера за полупроводници и архитектурата на усъвършенствани логически чипове, движейки глобалните иновации.

Южна Корея: Лидер на пазара на памети - Домакин на Samsung Electronics и SK hynix, Южна Корея контролира над 60% от световните пазари на DRAM и NAND флаш памети. Samsung се е насочила към усъвършенствани производствени услуги, произвеждайки 3nm чипове, използвайки иновативната технология за транзистори «gate-all-around» (GAA), директно оспорвайки лидерството на TSMC.Силната правителствена подкрепа усилва амбициите на Южна Корея в областта на чиповете за изкуствен интелект и паметта за автомобили.

Китай: Бързоразвиващ се пазар и производствена база  - Китай е най-големият потребител на полупроводници в света, като представлява над 30% от световното търсене на чипове. Компании като SMIC, Yangtze Memory Technologies (YMTC) и HiSilicon водят усилията за разширяване на вътрешното производство въпреки санкциите на САЩ.

Воден от инициативата „Произведено в Китай 2025“, Китай се фокусира върху намаляване на зависимостта от чуждестранна интелектуална собственост и оборудване, като инвестира сериозно в научно-изследователска и развойна дейност, развитие на таланти и местно производство на оборудване. Държи 31% от пазара на «зрели чипове», като се очаква да нарасне до 40% до 2027 г. Според водещия китайски производител на оборудване за производство на микрочипове Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. China – AMEC), /中微半导体设备/ ограниченията на вноса на САЩ ще повлияят незначително на капацитета на неговите компании да работят. Около 80% от вносното оборудване е заменено с местни алтернативи до края на 2023 година. AMEC възобнови пълния си оперативен капацитет до втората половина на 2024 г. AMEC заявява, че до края на 2025 г. ще произведе оборудване, способно да произведе 5-nm чипове.

В същото време Huawei Technologies и най-големият китайски производител на чипове SMIC са изградили усъвършенстван 7-нанометров процесор за захранване на най-новия смартфон на Huawei Mate 60 Pro. Той се захранва от нов чип Kirin 9000s, който е произведен в Китай от Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC). Процесорът е първият, който използва най-модерната 7-nm технология на SMIC. Той е свидетелство, че Китай постига прогрес в опитите си да изгради вътрешна система от чипове.

Япония: Доставчик на прецизни материали и оборудване – Япония остава жизненоважна в производството на полупроводникови материали и производствено оборудване. Компании като Tokyo Electron, Nikon и SCREEN Holdings доставят инструменти за литография, ецване и почистване, необходими за производството на чипове. Япония доминира в производството на специализирани материали като фоторезисти, силициеви пластини и ултрачисти газове. Полупроводниковата ѝ индустрия също се възползва от сътрудничеството със САЩ и ЕС за осигуряване на вериги за доставки.

Други водещи страни в специфични области на производство на микрочипове

Нидерландия: Ключова компания е ASML/"Advanced Semiconductor Materials Lithography"/, единственият доставчик на EUV литографски машини, критични за производството на под-5nm микрочипове. ASML е основана през 1984 г. като съвместно предприятие между Philips и ASM International (холандски производител на полупроводниково оборудване).Първоначално името отразява фокуса ѝ върху литографски системи за производство на полупроводници. С течение на времето компанията става просто „ASML Holding NV“ (без пълното разширено име в брандирането).

ASML /Нидерландия/ срещу AMEC /Китай/

Германия: Европейски център за полупроводници, специализиран в автомобилна и силова електроника с компании като Infineon и Bosch.

Сингапур: Развиващ се център за производство и опаковане на полупроводници в Югоизточна Азия.

Израел: Известен с дизайна на чипове и процесорите с изкуствен интелект, воден от Intel Israel и Mobileye.

Индия: Развива се като център за дизайн и опаковане на полупроводници, с разширяващи се проекти за производство. Индия е родина на софтуерни таланти, много от които заминават в САЩ и други страни на Запад.

За периода 2021-2024, включително началото на 2025 г. динамиката на световната полупроводникова индустрия демонстрира сложен баланс между специализация, иновации и геополитически стратегии.

Тайван и САЩ са водещи в производството и дизайна на най-съвременни технологии, Южна Корея доминира в производството на чипове за памет. Япония, Холандия и Германия предоставят критично оборудване и материали, които са в основата на производството на чипове в световен мащаб.

Докато правителствата инвестират милиарди, а компаниите се надпреварват да разработват по-малки и по-бързи чипове, 10 са държавите, които оформят бъдещето на полупроводниковата индустрия, захранвайки технологии, които определят съвременния живот.

В тази област сме свидетели на «Технологическа война», инициирана от САЩ, но водена от целия «Колективен Запад» с цел «сдържане на Китай». Отговорът на «Поднебесната» е разработка на концепцията «Произведено в Китай 2025». Съответно реализация на индустриална политика, базирана на тази концепция, която е ориентирана към самостоятелност.

Въпреки огромните трудности, при които Пекин е с ограничен достъп към свързаните с микрочипове логистични мрежи, страната демонстрира определени постижения. Ако желаем с няколко думи да оценим мястото и ролята на КНР в съвременната обстановка на производство на микрочипове следва да кажем, че днес Китай е в процес на ускорена догонваща динамика на лидерите в областта на производство на микрочипове.

Вместо заключение

Какъв ще бъде резултатът от това догонване е трудно да се прогнозира. Тъй като в случая играят роля множество фактори, някои от които съвсем не са свързани с осъществяване на определена технологическа парадигма, а действат в други измерения – геополитически, геоикономически, общоикономически, общополитически, социо-психологически и прочее.Тези фактори нерядко се оказват с по-значителна тежест от чисто технологическите такива. Именно това прави прогнозите да са с много неизвестни и съответно с ниска вероятност на реализация.

*Магистър в СУ «Св.Кл. Охридски» (специалност «Политология», магистърска програма „Международни отношения и проблеми на сигурността“) и Пекински университет за чужди езици, ФКНФ, Център за източни езици и култури, съвместна магистърска програма на СУ «Св.Кл. Охридски» и Пекински университет за чужди езици «Междукултурни комуникации и превод с китайски и български езици“

Бележки:

[1] Вж. He, Alex. In the Global AI Chips Race, China Is Playing Catch-Up. Artificial Intelligence, Geopolitics, National Security, Transformative Technologies. Centre for International Governance Innovation, September 18, 2024 в https://www.cigionline.org/articles/in-the-global-ai-chips-race-china-is-playing-catch-up/, Последно влизане 03.06.2025.

[2] В тази връзка ще споменем и следния китайски източник: 芯片成熟制程与先进制程是什么意思？终于有人说明白了, пинин: Xīnpiàn chéngshú zhìchéng yǔ xiānjìn zhìchéng shì shénme yìsi? Zhōngyú yǒurén shuō míngbáile/Какво означават зрели и усъвършенствани процеси за чипове? Най-накрая някой го изясни/ Там се формулира следното определение: 目前，业界普遍认为28nm是成熟制程与先进制程的分界线，28nm及以上的制程工艺被称为成熟制程，28nm以下的制程工艺被称为先进制程。пинин: Mùqián, yèjiè pǔbiàn rènwéi 28nm shì chéngshú zhìchéng yǔ xiānjìn zhìchéng de fēn jièxiàn,28nm jí yǐshàng de zhìchéng gōngyì bèi chēng wéi chéngshú zhìchéng,28nm yǐxià de zhìchéng gōngyì bèi chēng wèi xiānjìn zhìchéng/В момента индустрията като цяло смята, че 28nm е разделителната линия между зрели процеси и усъвършенствани процеси. Процесите от 28nm и нагоре се наричат ​​зрели процеси, а процесите под 28nm се наричат ​​усъвършенствани процеси./ в https://www.sohu.com/a/601365782_121383638. Последно влизане 06.06.2025.

[3] Вж.Samsung, TSMC race to launch 2nm chip tech by 2025 в https://www.techinasia.com/news/samsung-tsmc-race-launch-2nm-chip-tech-2025, Последно влизане 09.06.2025.

[4] https://worldpopulationreview.com/country-rankings/semiconductor-manufacturing-by-country, Последно влизане 10.06.2025.

[5] HTTPS://TECHOVEDAS.COM/TOP-SEMICONDUCTOR-MANUFACTURING-COUNTRIES-IN-2025-WHOS-LEADING-THE-GLOBAL-CHIP, Последно влизане 10.06.2025.

[6] https://worldpopulationreview.com/country-rankings/semiconductor-manufacturing-by-country, Последно влизане 10.06.2025

[7] Вж. PRIYADARSHI, KUMAR. „Top Semiconductor Manufacturing Countries in 2025: Who’s Leading the Global Chip Race?“, INTERNATIONAL, SEMICONDUCTOR NEWS, MAY 26, 2025 в HTTPS://TECHOVEDAS.COM/TOP-SEMICONDUCTOR-MANUFACTURING-COUNTRIES-IN-2025-WHOS-LEADING-THE-GLOBAL-CHIP-RACE/, Последно влизане 10.06.2025.