中国の手の届かないハイテク冷戦の「最も複雑な機械」

オランダ企業からの1億5000万ドルのチップ製造ツールが、米中対立の梃子となった。また、世界のサプライチェーンがいかに定着しているかも示しています。

オランダの企業 ASML が製造したマシンは、コンピューターチップ上にさらに小さな回路を作成します。これはニューヨーク州アルバニーの IBM 施設にあります。ニューヨーク・タイムズ紙のブライアン・ダーバラ氏のクレジットです

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ドン・クラーク著

サンフランシスコ — バイデン大統領とワシントンの多くの議員は最近、コンピューターチップとその基礎技術を使った中国の野望について懸念している。

しかし、オランダの企業が販売した巨大な機械が政策立案者にとって重要な手段として浮上しており、半導体技術において完全に自給自足のサプライチェーンを構築するというどの国の希望もいかに非現実的であるかを示している。

この機械はフェルドホーフェンに拠点を置く ASML Holding によって製造されています。そのシステムは、異なる種類の光を使用してチップ上に超小型回路を定義し、より多くのパフォーマンスをシリコンの小さなスライスに詰め込みます。このツールは開発に数十年を要し、2017 年に大量生産向けに導入され、その費用は 1 億 5,000 万ドル以上でした。顧客への輸送には輸送コンテナ40台、トラック20台、ボーイング747型機3機が必要となる。

この複雑な機械は、地政学的な意味を持つ最先端のチップを製造するために必要であると広く認識されています。トランプ政権は2019年にオランダ政府に対し、このような機械の中国への出荷を阻止するよう働きかけて成功したが、バイデン政権はその姿勢を変える兆しはない。

メーカーはこのシステムなしでは最先端のチップを製造できず、「それを製造しているのはオランダの企業ASMLだけだ」とジョージタウン大学セキュリティ・新興技術センターの研究アナリスト、ウィル・ハント氏は述べた。中国が同様の設備を独自に製造するには少なくとも10年はかかるだろう。「中国の観点からすれば、それは腹立たしいことだ。」

ASMLの機械は事実上、コンピューターやその他のデジタル機器の頭脳として機能するチップのサプライチェーンにおけるチョークポイントとなっている。このツールの開発と生産は、日本、米国、ドイツの専門知識と部品を使用して 3 大陸で行われていますが、そのサプライチェーンがいかにグローバルであるかを思い出させるものでもあり、半導体分野で躍進したいと考えている国にとって現実性を確認する手段となります。自体。

これには中国だけでなく米国も含まれており、米国では外国のチップメーカーへの依存を減らすために500億ドル以上を支出する計画が議会で議論されている。連邦政府の多くの部門、特に国防総省は、米国が台湾の大手半導体メーカーに依存していることと、台湾が中国に近いことを懸念している。

ボストン・コンサルティング・グループと半導体産業協会が今春行った調査では、自給自足のチップ・サプライ・チェーンの構築には少なくとも1兆ドルがかかり、チップとそれを使って作られた製品の価格が大幅に上昇すると推定されている。

サプライチェーンを研究するハーバード・ビジネス・スクールの経営学教授ウィリー・シー氏は、その目標は誰にとっても「完全に非現実的」だと語る。 ASML のテクノロジーは「なぜ世界貿易が行われるのかを示す好例です。」

この状況は、かつては無名だった企業であり、現在では市場価値が 2,850 億ドルを超えている ASML が果たす重要な役割を浮き彫りにしています。エバーコアＩＳＩのアナリスト、ＣＪミューズ氏は、同社は「聞いたこともないほど重要な企業だ」と述べた。

1984 年にエレクトロニクス大手フィリップスと別のツールメーカーであるアドバンストセミコンダクターマテリアルズインターナショナルによって設立された ASML は独立した会社となり、これまでのところ最大のサプライヤーとなりました。リソグラフィーと呼ばれるプロセスを含むチップ製造装置。

メーカーはリソグラフィーを使用して、チップ回路のパターンをシリコンウェーハ上に繰り返し投影します。個々のチップに追加できる小さなトランジスタやその他のコンポーネントが増えるほど、そのチップはより強力になり、より多くのデータを保存できるようになります。この微細化のペースはムーアの法則として知られており、半導体大手インテルの共同創設者ゴードン・ムーアにちなんで名付けられました。

1997 年に ASML は、極紫外線、または EUV 光。このような光は波長が非常に短いため、従来のリソグラフィーで作成できるよりもはるかに小さな回路を作成できます。同社はその後、この技術に基づいて機械を製造することを決定したが、この取り組みには1990年代後半から80億ドルの費用がかかった。

開発プロセスはすぐに世界規模になりました。 ASML は現在、ドイツ製の鏡と、レーザーで錫の液滴を飛ばして光を生成するサンディエゴで開発されたハードウェアを使用して、先進的な機械を組み立てています。主要な化学物質とコンポーネントは日本から来ています。

ASMLのピーター・ウェニンク最高経営責任者（CEO）は、会社設立当初は資金不足だったため、専門サプライヤーからの発明を統合し、迅速に革新する「協力的な知識ネットワーク」と彼が呼ぶものを構築したと述べた。

「私たちは、他の人がより良くできることを自分たちでやらないように強いられました」と彼は言いました。

ASML は他の国際協力に基づいて構築されています。 1980 年代初頭、米国、日本、ヨーロッパの研究者は光源の根本的な変化について検討し始めました。このコンセプトは、インテルと他の米国のチップメーカー 2 社、およびエネルギー省の研究所を含むコンソーシアムによって採用されました。

ASML は 1 年以上の交渉を経て 1999 年に加盟した、と ASML の社長兼最高技術責任者のマーティン・ファン・デン・ブリンクは述べた。同社の他のパートナーには、ベルギーの imec 研究センターや米国の別のコンソーシアムである Sematech が含まれていました。 ASML はその後、開発資金としてインテル、サムスン電子、台湾積体電路製造会社から多額の投資を集めました。

その開発は、極端な紫外線の癖によってさらに困難になりました。リソグラフィー装置は通常、レンズを通して光を集束させて、ウェハ上に回路パターンを投影します。しかし、EUVの短い波長はガラスに吸収されるため、レンズは機能しません。光を導くもう 1 つの一般的なツールである鏡にも、同じ問題があります。つまり、新しいリソグラフィーでは、小さな波長をよりよく反射するために組み合わせた複雑なコーティングを施したミラーが必要でした。

そこで ASML は、創業 175 年のドイツの光学会社で長年のパートナーである Zeiss Group に目を向けました。その貢献には、イオンビームを使用して欠陥を除去する精巧なロボットプロセスで数か月かけて研削、研磨、コーティングされる 6 つの特別な形状のミラーを備えた、極端紫外線を処理する 2 トンの投影システムが含まれます。

ヴァン・デン・ブリンク氏は、画像を素早く投影するのに十分な光を生成することも遅延の原因になったと述べた。しかし、ASML が 2013 年に買収したサンディエゴの会社 Cymer は、最終的に、高出力レーザーからのパルスを照射して、錫の液滴を 1 秒間に 50,000 回攻撃し、1 回目で液滴を平らにし、2 回目で液滴を蒸発させ、強烈な光。

新しいシステムでは、回路設計を投影する際のステンシルのように機能するフォトマスクと呼ばれる再設計されたコンポーネントや、光にさらされると画像を生成するウエハー上に堆積される新しい化学物質も必要でした。現在、それらの製品のほとんどを日本企業が供給しています。

ASML が 2017 年に商用 EUV モデルを発表して以来、顧客は約 100 台の EUV モデルを購入しました。買い手にはサムスンや、他社が設計したチップを製造するサービス最大手のTSMCなどが含まれる。 TSMCはこのツールを使用して、Appleが最新のiPhone向けに設計したプロセッサを製造している。 IntelとIBMは、EUVが自社の計画にとって極めて重要であると述べている。

IBMの上級副社長、ダリオ・ギル氏は「これは間違いなく人類が作った中で最も複雑なマシンだ」と語った。

2019年から施行されているこうした機械の中国への輸出に対するオランダの制限は、他国からの受注残を抱えているため、ASMLには大きな財務的影響を与えていない。しかし、同社の売上高の約 15% は中国での古いシステムの販売によるものです。

3月に議会とバイデン氏に宛てた最終報告書の中で、人工知能に関する国家安全保障委員会は、他の先進的なASMLにも輸出規制を拡大することを提案した。機械も同様に。このグループは議会から資金提供を受けており、軍事用途による人工知能の進歩を制限しようとしている。

ハント氏や他の政策専門家らは、中国は既にこれらの機械を使用しているため、追加販売を阻止すれば戦略的利益はあまりなくASMLに損害を与えるだろうと主張した。会社も同様です。

「常識が普及することを願っています」とファン・デン・ブリンク氏は語った。

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