Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире

По мере роста масштабов отрасли и уменьшения размеров транзисторов необходимость в обширных глобальных рынках становится все более актуальной. Сегодня даже бюджет Пентагона в 700 млрд. долл. недостаточно велик, чтобы позволить себе создавать на территории США передовые микросхемы для оборонных целей. Министерство обороны имеет специальные верфи для строительства подводных лодок стоимостью миллиард долларов и авианосцев стоимостью десять миллиардов долларов, но многие микросхемы оно закупает у коммерческих поставщиков, часто на Тайване. Даже стоимость разработки передового чипа, которая может превышать 100 млн. долларов, становится слишком дорогой для Пентагона. Предприятие по производству самых современных логических микросхем стоит в два раза дороже авианосца, а передовым оно будет лишь пару лет.

Ошеломляющая сложность производства вычислительных мощностей показывает, что Силиконовая долина - это не просто история науки или инженерии. Технологии развиваются только тогда, когда находят рынок сбыта. История полупроводников - это также история продаж, маркетинга, управления цепочками поставок и снижения затрат. Силиконовая долина не существовала бы без предпринимателей, которые ее создали. Боб Нойс был физиком, получившим образование в Массачусетском технологическом институте, но проявил себя как бизнесмен, увидев огромный рынок для продукта, которого еще не существовало. Способность Fairchild Semiconductor "впихивать все больше компонентов в интегральные схемы", как выразился Гордон Мур в своей знаменитой статье 1965 г., зависела не только от физиков и химиков компании, но и от таких жестких руководителей производства, как Чарли Спорк. Стремление освободить производственные цеха от профсоюзов и предложение опционов на акции большинству сотрудников неуклонно повышали производительность. Сегодня транзисторы стоят намного меньше миллионной доли их цены 1958 года благодаря духу, выраженному ныне забытым сотрудником Fairchild, который при увольнении из компании написал в анкете: "Я... ХОЧУ... СТАТЬ... БОГАТЫМ".

Поразмыслив, можно сказать, что чип создал современный мир, так как наше общество и наша политика определили характер исследований, проектирования, производства, сборки и использования чипов. Например, DARPA, научно-исследовательское подразделение Пентагона, буквально сформировало полупроводник , финансируя важнейшие исследования трехмерных транзисторных структур, называемых FinFET, которые используются в самых современных логических микросхемах. И в будущем китайские субсидии будут серьезно изменять цепочку поставок полупроводников, независимо от того, достигнет ли Китай своей цели - полупроводникового господства или нет.

Конечно, нет никакой гарантии, что чипы останутся такими же важными, какими они были в прошлом. Спрос на вычислительную мощность вряд ли когда-нибудь уменьшится, но предложение может иссякнуть. Знаменитый закон Гордона Мура - это всего лишь предсказание, а не физический факт. Светила индустрии, от генерального директора Nvidia Дженсена Хуанга до бывшего президента Стэнфорда и председателя совета директоров Alphabet Джона Хеннесси, на сайте объявили закон Мура мертвым. В какой-то момент законы физики сделают невозможным дальнейшее уменьшение размеров транзисторов. Еще раньше их производство может стать слишком дорогим. Темпы снижения стоимости уже значительно замедлились. Инструменты, необходимые для производства все более мелких микросхем, стоят ошеломляюще дорого, не говоря уже о машинах для EUV-литографии, стоимость каждой из которых превышает 100 млн. долларов.

Прекращение действия закона Мура стало бы катастрофой для полупроводниковой промышленности и для всего мира. Каждый год мы производим все больше транзисторов только потому, что это экономически выгодно. Однако это уже не первый случай, когда закон Мура объявляется практически мертвым. В 1988 г. Эрих Блох, авторитетный специалист из IBM и впоследствии глава Национального научного фонда, заявил, что закон Мура перестанет работать, когда транзисторы уменьшатся до четверти микрона - барьер, который индустрия преодолела десять лет спустя. Гордон Мур в своей презентации 2003 г. опасался, что "привычный ход вещей обязательно столкнется с барьерами в ближайшее десятилетие или около того", но все эти потенциальные препятствия были преодолены. В то время Мур считал трехмерную транзисторную структуру "радикальной идеей", но менее чем через два десятилетия мы уже произвели триллионы этих трехмерных транзисторов FinFET. Карвер Мид, профессор Калифорнийского технологического института, который ввел в обиход фразу "закон Мура", полвека назад шокировал ученых-полупроводников, предсказав, что чипы со временем будут содержать 100 млн. транзисторов на квадратный сантиметр. Сегодня самые передовые фабрики способны вместить в чип в сто раз больше транзисторов, чем считал возможным даже Мид.