شکست پروژه‌های تراشه سازی چین؛ آیا درس عبرت می‌گیرند؟

شکست پروژه‌های تراشه سازی چین و خانه‌های متروکه

دلیل شکست پروژه‌های تراشه سازی چین چه بود؟  تلاش تهاجمی چین برای توسعه صنعت نیمه‌رسانای داخلی تا حد زیادی موفقیت‌آمیز بوده است. این کشور اکنون کارخانه‌های نسبتاً پیشرفته‌ای دارد که میتوانند تراشه‌های منطقی را با استفاده از فناوری‌های ساخت 7 نانومتری و همچنین حافظه‌های NAND سه‌بعدی و DRAM در سطح جهانی تولید کند.

با این حال، به گزارش DigiTimes، به دلیل سرمایه‌گذاری‌های ناموفق، کاستی‌های فنی و طرح‌های تجاری غیرقابل‌اجرا، شکست‌های برجسته متعددی وجود داشته است که منجر به ایجاد پوسته‌های خالی کارخانه (کارخانه‌های زامبی) در سراسر کشور شده است.

بر اساس گزارش TrendForce، تا اوایل سال 2024، چین دارای 44 مرکز تولید ویفر نیمه‌رسانا، از جمله 25 کارخانه 300 میلی‌متری، پنج کارخانه 200 میلی‌متری، چهار کارخانه 150 میلی‌متری و هفت کارخانه غیرفعال بود.

در آن زمان، 32 طرح ساخت نیمه‌رسانای اضافی به عنوان بخشی از ابتکار «ساخت چین 2025» در این کشور در حال ساخت بود که شامل 2 ه 4 کارخانه 300 میلی‌متری و 9 کارخانه 200 میلی‌متری میشد. شرکت‌هایی مانند SMIC، HuaHong، Nexchip، CXMT و Silan قصد داشتند تا پایان سال 2024 تولید را در 10 کارخانه جدید، از جمله 9 کارخانه 300 میلی‌متری و یک کارخانه 200 میلی‌متری آغاز کند.

در حالی که چین همچنان از نظر راه‌اندازی کارخانه‌های جدید پیشتاز است، از نظر پوسته‌های کارخانه‌ای که هرگز تجهیز یا راه‌اندازی نشده و به کارخانه‌های زامبی تبدیل شده‌اند نیز در رتبه اول قرار دارد. در طول چند سال گذشته، حدود دوازده پروژه بزرگ کارخانه‌ای، که بین 50 تا 100 میلیارد دلار برای سرمایه‌گذاران هزینه داشت، با شکست مواجه شدند.

شرکت‌های سازنده تراشه پیشرو مانند اینتل، TSMC، سامسونگ یا SMIC دهه‌ها صرف توسعه فناوری‌های تولید خود و کسب تجربه در زمینه تراشه‌ها در پیشرفته‌ترین فناوری‌های ساخت خود کرده‌اند. اما سازندگان تراشه چینی Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co. (HSMC) و Quanxin Integrated Circuit Manufacturing (QXIC) تلاش کردند تا با استخدام مدیران و صدها مهندس از TSMC در سال‌های 2017 تا 2019، میان‌بر بزنند و مستقیماً به فناوری‌های ساخت 14 نانومتری و در نهایت 7 نانومتری بروند.

HSMC در اواخر سال 2017 با طرحی برای ساخت کارخانه‌های منطقی با قابلیت 14 و 7 نانومتری در ووهان با سرمایه‌گذاری اولیه حدود 19 میلیارد دلار تأسیس شد. با این حال، اختلاف بر سر کاربری زمین، ساخت‌وساز را در نوامبر 2019 متوقف کرد و تا اواسط سال 2020، این شرکت از کمبود شدید بودجه به میزان میلیاردها دلار رنج برد. تا مارس 2021، دولت محلی این پروژه را تصاحب کرد، همه کارکنان را اخراج کرد و تأیید کرد که هیچ تولید تراشه‌ای هرگز صورت نگرفته است.

QXIC نیز با هدف تولید با فناوری 14 نانومتری در سال 2019 به عنوان یک سرمایه‌گذاری خواهرخوانده با HSMC در جینان، شاندونگ تأسیس شد. این شرکت پس از بروز مشکلاتی در HSMC متولد شد. علیرغم حمایت دولت، این پروژه هرگز فراتر از تبلیغات پیشرفت نکرد: هیچ سفارشی برای تجهیزات وجود نداشت، هیچ کارخانه‌ای ساخته نشد و تا سال 2021، عملیات به حالت تعلیق درآمد. جالب اینجاست که Cao Shan، که به عنوان مدیر اجرایی QXIC خدمت می‌کرد، یکی از اعضای هیئت مدیره سابق HSMC نیز بود.

شاید بدنام‌ترین شکست سرمایه‌گذاری کارخانه‌ای چین – اولین مورد از بسیاری – پروژه GlobalFoundries در چنگدو باشد. GlobalFoundries در ماه مه 2017 از برنامه‌هایی برای ساخت کارخانه‌های پیشرفته در چنگدو در دو مرحله رونمایی کرد: مرحله اول برای فناوری‌های ساخت 130 و 180 نانومتری و مرحله دوم برای فناوری 22FDX FDSOI. این شرکت متعهد شد 10 میلیارد دلار در این پروژه سرمایه‌گذاری کند که حدود یک میلیارد دلار آن صرفاً برای ساخت پوسته کارخانه بود.

مشکلات مالی GlobalFoundries را مجبور کرد تا در سال 2018 این پروژه را رها کند (همان سالی که توسعه فناوری‌های ساخت پیشرفته را متوقف کرد) و بر فناوری‌های تولید تخصصی تمرکز کند. تا اوایل سال 2019، این مکان از تجهیزات و پرسنل خالی شد و در ماه مه 2020 اطلاعیه‌هایی برای تعلیق رسمی عملیات صادر شد.

این سایت و ساختمان ناتمام به مدت پنج سال خالی از سکنه باقی ماند تا اینکه شرکت Shanghai Huali Microelectronics Corp. (HLMC)، تحت کنترل گروه Hua Hong، اعلام کرد که در اواسط سال 2023 این سایت متروکه را تحویل خواهد گرفت. HLMC یکی از معدود شرکت‌های چینی است که قصد دارد یک فرایند ساخت با فناوری کمتر از 10 نانومتر را توسعه دهد.

با این حال، مشخص نیست که آیا کارخانه چنگدو به عنوان تأسیسات شاخص آن مورد استفاده قرار خواهد گرفت یا خیر. پروژه GlobalFoundries در چنگدو به عنوان یک نمونه نادر از احیای پروژه‌های نیمه‌رسانای متوقف‌شده چین است. یک استثنای نادر برای شکست‌های متعددی که چین تاکنون با آن مواجه شده است.

Dehuai Semiconductor، یک شرکت نوپای IDM آنالوگ و سیگنال مختلط، چندان خوش‌شانس نبود. این شرکت در سال 2019 با کمک مقامات محلی راه‌اندازی شد.

Dehuai نقشه راه روشنی ارائه نکرد و ادعاهای نادرستی در مورد نحوه پیشرفت پروژه خود مطرح کرد. تا اواسط سال 2021، مقامات مبارزه با فساد محلی، مدیران ارشد را پس از تحقیقاتی که نشان داد هیچ کارخانه‌ای ساخته نشده است، دستگیر کردند: فقط آماده‌سازی اولیه سایت آغاز شده بود. این پروژه یکی از بدنام‌ترین نمونه‌های تقلب و سوءمدیریت در میان سرمایه‌گذاری‌های ناموفق نیمه‌رسانای چین بود.

سرنوشت Fujian Jinhua Integrated Circuit (JHICC) کمی متفاوت است. به طور رسمی، این یک پروژه شکست‌خورده نیست، اما یک پروژه زنده نیز نیست. JHICC با هدف ساخت اولین کارخانه بزرگ DRAM چین در سال 2016 راه‌اندازی شد.

این شرکت به طور معجزه‌آسایی حدود دو سال پس از آغاز به کار، تولید آزمایشی را آغاز کرد، اما به زودی مشخص شد که با کمک UMC، فناوری فرایند را از Micron دزدیده است. در نهایت، وزارت بازرگانی ایالات متحده، Fujian Jinhua را در فهرست نهادهای خود قرار داد و دسترسی آن را به هرگونه فناوری آمریکایی قطع کرد.

این امر اساساً توسعه فناوری‌های فرایند جدید را متوقف میکند و خرید هرگونه ابزار پیشرفته را ممنوع میکند. در نتیجه، در حالی که JHICC به طور رسمی زنده مانده و روی کاغذ وجود دارد، شبحی از جاه‌طلبی‌های سابق خود است.

یکی دیگر از پروژه‌های حافظه‌ای که در چین با شکست مواجه شده است، Jiangsu Advanced Memory Semiconductor (AMS) است. این شرکت در سال 2016 با برنامه رهبری تلاش‌های چین در زمینه فناوری حافظه تغییر فاز (PCM) تأسیس شد. این شرکت قصد داشت سالانه 100000 ویفر 300 میلی‌متری تولید کند و سرمایه‌گذاری اولیه تقریباً 1.8 میلیارد دلاری را جذب کرد.

علیرغم توسعه اولین تراشه‌های PCM داخلی خود تا سال 2019، AMS تا سال 2020 با مشکلات مالی مواجه شد و دیگر نتوانست هزینه تجهیزات یا حقوق کارکنان را بپردازد. این شرکت در سال 2023 وارد مراحل ورشکستگی شد و در حالی که یک طرح نجات توسط Huaxin Jiechuang در سال 2024 تصویب شد، این معامله به دلیل عدم تعهدات مالی در سال 2025 از بین رفت.

تولید انواع حافظه‌های تجاری یک تجارت چالش‌برانگیز است. Tsinghua Unigroup در توسعه Yangtze Memory Technology Co. و تبدیل آن به یک سازنده در سطح جهانی NAND سه‌بعدی نقش مهمی داشت. با این حال، پروژه‌های NAND سه‌بعدی و DRAM بعدی پس از آنکه این شرکت یک سال قبل با مشکلات مالی مواجه شد، در سال 2022 لغو شدند.

هدف دومین پروژه NAND سه‌بعدی Tsinghua Unigroup تقلید از مدل YMTC بود. اما، در آن زمان، حتی خود YMTC هنوز از به چالش کشیدن سازندگان چندملیتی NAND سه‌بعدی فاصله زیادی داشت. بنابراین، منطق ساخت یک کارخانه پرهزینه دیگر (که به طور بالقوه به 24 میلیارد دلار میرسد) و احتمالاً توسعه یک فناوری فرایند NAND سه‌بعدی جدید زیر سؤال بود.

Tsinghua برای تلاش‌های DRAM خود، Yukio Sakamoto، مدیرعامل سابق Elpida، را که تجربه رقابت با سامسونگ و Micron را داشت، به خدمت گرفت. با این حال، او در سال 2021، همزمان با نزدیک شدن Tsinghua به ورشکستگی، قبل از اینکه بتواند مشارکت کند، از این شرکت جدا شد. با توجه به سال‌ها و میلیاردها دلار مورد نیاز برای توسعه فناوری DRAM – که با خطرات تامین ابزارها تشدید میشود – Tsinghua جاه‌طلبی‌های DRAM خود را کنار گذاشت.

منطق و حافظه به فناوری‌های فرایند نسبتاً پیچیده‌ای نیاز دارند و کارخانه‌هایی که میلیاردها دلار هزینه دارند. در مقابل، حسگرهای تصویر CMOS (CIS) با استفاده از فناوری‌های ساخت نسبتاً ساده و در کارخانه‌های نسبتاً ارزان (اما بسیار بزرگ) تولید میشوند. با این وجود، این امر مانع از شکست Jiangsu Zhongjing Aerospace، Huaian Imaging Device Manufacturer (HiDM) و Tacoma Semiconductor نشد. هیچ یک از کارخانه‌های آن‌ها تکمیل نشده است و هیچ یک از فناوری‌های فرایند آن‌ها توسعه نیافته است.

موج شکست شرکت‌های تولید نیمه‌رسانای چین، واقعیتی اساسی در مورد صنعت تراشه را برجسته میکند: تولید در مقیاس بزرگ به چیزی فراتر از سرمایه و جاه‌طلبی نیاز دارد. بدون تخصص مداوم، عمق زنجیره تأمین و برنامه‌ریزی بلندمدت، حتی بهترین طرح‌های تأمین مالی شده نیز میتوانند به سرعت از هم بپاشند. این مسائل ساختاری عمیق در استراتژی نیمه‌رسانای جمهوری خلق چین، پیشرفت آن را برای سال‌های آینده با مشکل مواجه خواهد کرد تا زمانی که مسائل اساسی حل شوند.