O čipech všech různých druhů se v poslední době hovoří především v kontextu jejich nedostatku a přímo se tak ukazuje, jak jsme na tomto malém kusu křemíku závislí. I když je množství čipů důležité, ještě důležitější je jejich vývoj a schopnost posunovat výrobní technologie v této oblasti na stále sofistikovanější úroveň.
V těchto oblastech nejvíc vynikaly Spojené státy a Tchaj-wan. To se však může změnit, protože Čína vyhlásila v rámci čtrnácté pětiletky plán, který ji má dostat na přední příčku tohoto průmyslu a v podstatě jí na tomto poli získat nezávislost.
Tento plán nespadl z čistého nebe. Je v něm zahrnuta i reakce na sankce Spojených států, které zakázaly dodávat některé technologie například čínské firmě Huawei nebo tamnímu výrobci čipů Semiconductor Manufacturing International (SMIC).
Čína již nějakou dobu také navyšuje výrobní kapacity v oblasti 28nm výroby a zároveň řada čínských výrobců přesouvá své objednávky na 14nm výrobu od tchajwanského hegemona Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) na firmu SMIC. Druhá zmíněná za loňský rok vykázala i přes americké sankce nárůst příjmů zhruba o čtvrtinu.
„Čína naléhavě potřebuje přejít od produkce čipů střední třídy na vyšší třídu. Získat schopnost vyrábět 28nm čipy znamená, že dokáže uspokojit většinu poptávky po čipech, aniž by se spoléhala na jiné země,“ uvedl nedávno Teng Ran, ředitel výzkumného centra průmyslu integrovaných obvodů firmy CCID Consulting, která funguje jako think tank čínského ministerstva průmyslu a informačních technologií.
Právě osvobození se od závislosti na jiných zemích nyní hraje po Čínu prim, aby na ni případné technologické sankce ze zahraničí měly co nejmenší vliv. Může tak narušit vedoucí postavení v polovodičovém průmyslu, které si dlouhá léta udržovaly Spojené státy. Osm z patnácti největších polovodičových firem na světě je v USA.
Čína je zatím čistým dovozcem, když tři roky po sobě dovážela čipy za nejméně 300 miliard dolarů – víc než kterékoli jiná země – a dodávala zhruba 30 procent čipů na domácím trhu.
Tento poměr se může novými kroky měnit. Podle odhadů dosáhl čínský polovodičový průmysl v roce 2020 tržeb na úrovni 884,8 miliardy juanů (cca 2,4 bilionu korun), což představuje průměrné roční tempo růstu dvacet procent a trojnásobek tempa růstu globálního IC průmyslu ve stejném období, uvedl šéf Tian Yulong, inženýr a mluvčí MIIT, na tiskové konferenci 1. března.
Budoucí vývoj může Číně nahrát
Co se týká výrobních kapacit, Čína si uvědomuje, že většina čipů pro průmysl a spotřební elektroniku nemusí být vyráběna nejpokročilejšími technologiemi, které využívají procesy v řádech jednotek nanometrů. Ty jsou zpravidla určeny pro oblasti, kde je třeba vysoký výkon ideálně v poměru k nízké spotřebě. Ale ani tady nelze vývoj zastavit a nynější již zmíněný 28nm standard se posouvá k 14nm výrobě.
Tzv. wafer nebo-li křemíková deska s čipy, které obsahují tranzistory vyrobené 2nm procesem v laboratořích IBM.
Zmenšování však nebude možné donekonečna. Fyzikální limity již začínají bušit na vrata, jak se tyto polovodičové technologie blíží velikostem atomů. Ten křemíkový, který tvoří základ čipů a procesorů, má průměr v rozmezí zhruba 0,45–0,20 nanometru a vědcům se nyní daří vyrobit tranzistory, z nichž se čipy skládají, 2nm technologií. Dočasně by toto zmenšování mohl prodloužit jiný prvek, ale tento směr má zatím jen dílčí úspěchy. Na druhou stranu je to jedna z oblastí, kde by Čína mohla pomocí svých investic prorazit, byť tento výzkum není jen o penězích.
Možná ale vývoj půjde zcela jiným směrem, než je pouhé prodlužování životnosti Moorova zákona, který slibuje, že se každé dva roky zdvojnásobí počet tranzistorů na stejné ploše. Při jeho uplatňování je třeba mít na mysli, že to není žádný fyzikální zákon, jen retrospektivně popisuje skutečnost a z ní vyvozuje budoucí stav.
Zvyšování výkonu čipů a procesorů totiž nemusí souviset s tím, kolik tranzistorů dokážou firmy dostat na jeden palec, ale možná pomůže opustit současný binární přístup, kdy i jednotlivé tranzistory pracují s polohou zapnuto nebo vypnuto. První náznaky tu již jsou například v podobě experimentálních kvantových počítačů.
