اگر می‌خواهید بدانید چطور هواوی با وجود تحریم‌های آمریکا توانست تراشه‌ی پیشرفته تولید کند، با این مقاله همراه شوید.

داستان هواوی شبیه بسیاری از برندهای دنیای فناوری است که روزی در قدرت بودند؛ اما به‌مرورزمان جایگاه تأثیرگذار خود را از دست دادند. روزی روزگاری هواوی در رده‌ی دوم بازار گوشی‌های هوشمند قرار داشت و در سه‌ماهه‌ی اول سال ۲۰۲۰، حدود ۱۸ درصد از سهم بازار متعلق به این شرکت چینی بود. بااین‌حال، روزگار بر وفق مراد هواوی نچرخید و این شرکت در اواخر سال ۲۰۲۰ با تحریم‌های شدید آمریکا مواجه شد. این تحریم‌ها فلج‌کننده بود و باعث شد تا هواوی به‌سرعت سهم بازار خود را از دست داد.

در سایه‌ی تحریم‌ها، انتظار می‌رفت که هواوی مانند بسیاری از برندهای فراموش‌شده‌ی دنیای فناوری به تاریخ بپیوندد؛ اما در کمال شگفتی این اتفاق نیفتاد. درست است که هواوی دیگر به‌اندازه‌ی گذشته سهمی در بازار ندارد، اکنون به این توانایی رسیده است که گوشی‌های پرچم‌دارش مانند میت ۶۰ را با تراشه‌‌ی ساخت خود روانه‌ی بازار کند. بله، درست خواندید! هواوی اکنون می‌تواند تراشه بسازد و قلب گوشی‌های خود را به تراشه‌های اختصاصی‌اش مجهز کند.

حال چطور هواوی توانست بر تحریم‌های فلج‌‌کننده‌ی آمریکا غلبه کند و تراشه بسازد؟ هرچه باشد، صنعت تولید نیمه‌هادی جزو صنایع بسیار پیچیده به‌شمار می‌رود و تنها تعداد انگشت‌شماری از شرکت‌ها در دنیا می‌توانند تراشه تولید کنند. در این مقاله، عواملی را بررسی می‌کنیم که به هواوی کمک کرد تا از سد تحریم‌ها بگذرد و جایگاه خود را در رقابت با تأثیرگذارترین تولید‌کنندگان گوشی هوشمند حفظ کند.

عامل اول: کمک‌گرفتن از سوپرمن چینی
شروع تحریم‌های ترامپ در اواخر سال ۲۰۲۰، هواوی را برای ساخت گوشی‌های هوشمند به‌دردسر انداخت؛ چراکه ارتباط این شرکت با تراشه‌سازهای مهمی ازجمله TSMC قطع شد و دیگر نمی‌توانست تراشه‌های موردنیاز برای تولید گوشی‌های خود را تأمین کند. قطعاً ساخت گوشی بدون تراشه امکان‌پذیر نیست!

بااین‌حال، هواوی دست روی دست نگذاشت و با سرمایه‌گذاری در SIMC، شرکت تحت‌حمایت دولت چین، تلاش کرد تا سرپا بماند. این شرکت بعدها در نقش سوپرمن برای چینی‌ها ظاهر شد.

هواوی آینده خود را روی شرکت SMIC شرط‌بندی کرد

مشکل هواوی تولید تراشه بود؛ پس منطقی بود که بخواهد در اولین قدم، برای ساخت تراشه سرمایه‌گذاری بزرگی انجام دهد. بااین‌حال، عجیب بود که بخواهد آینده‌ی کسب‌وکار تراشه و موبایل ۶۷ میلیارد دلاری‌اش را روی شرکتی شرط‌بندی کند که هنوز در تلاش بود خود را به‌پای تراشه‌سازان پیشتاز جهانی برساند. هواوی با اشراف به این موضوع که تجهیزات این شرکت قدیمی است، دست به چنین کار پر ریسکی زد.

شرکت SMIC می‌گفت به روشی دست پیدا کرده است که به‌کمک آن می‌تواند تراشه‌های پیشرفته را با استفاده از تجهیزات قدیمی تولید کند. جایگزین‌کردن شرکت تایوانی TSMC با SMIC بدین‌معنی بود که حالا تولید تراشه‌های هواوی زمان بیشتری می‌برد و هزینه‌های بیشتری روی دستش می‌گذاشت و اصلاً شاید با شکست مواجه می‌شد. بااین‌همه، هواوی تصمیم گرفت ریسک این سرمایه‌گذاری پرخطر را به‌جان بخرد و از SMIC خواست تا برایش سیستم‌روی‌چیپ جدیدی با نام رمز شارلوت (Charlotte) تولید کند.

مشکلات هواوی تمامی نداشت؛ SMIC هم تحریم شد
هواوی با اینکه می‌دانست ساخت تراشه به‌دست SMIC ممکن است زمان‌بر باشد یا حتی به سرانجام نرسد، سفارش تولید SOC اختصاصی را ثبت کرد. این همکاری باعث شد تا SMIC نیز به فهرست تحریم‌های آمریکا اضافه شود و فروش فناوری به این شرکت نیازمند مجوز آمریکایی‌ها باشد.

سوپرمن چینی‌ها بالاخره موفق شد
سه سال پس از آغاز همکاری هواوی و SMIC، چینی‌ها گوشی‌های هواوی میت ۶۰ و میت ۶۰ پرو را با پردازنده‌ی 5G اختصاصی به نام کرین 9000S رونمایی کردند. معرفی این تراشه که رقیبی گردن‌کلفت برای تراشه‌های پرچم‌دار کوالکام به‌شمار می‌رود، باعث شگفتی اهالی فناوری شد.

در سایه‌ی سکوت هواوی، جزئیات رسمی درباره‌ی این تراشه در دست نیست؛ اما ظاهراً کرین 9000S برپایه‌ی نسل دوم لیتوگرافی هفت‌نانومتری SMIC موسوم‌ به N+2 و طراحی شرکت های‌سیلیکون ساخته شده است و ساختار نسبتاً پیچیده‌ای دارد. حدوداً یک سال پیش، رسانه‌ی دولتی گلوبال تایمز در گزارشی اختصاصی نوشت که تحلیلگران چینی N+2 را لیتوگرافی کلاس پنج‌نانومتری می‌دانند.

های‌سیلیکون که در سال‌های اخیر به‌دست فراموشی سپرده شده بود، موفق‌ترین شرکت طراح تراشه در چین است. تا قبل از تحریم‌های آمریکا، این شرکت پابه‌پای بزرگان پیش می‌رفت و گاهی حتی فناوری‌های پیشرفته TSMC را استفاده می‌کرد؛ اما بعد از قطع دسترسی هواوی به تأمین‌کنندگان آمریکایی در سال ۲۰۲۰، های‌سیلیکون امکان همکاری با TSMC را از دست داد. هواوی پس از فلج‌شدن های‌سیلیکون تصمیم گرفت به پیشرفت SMIC کمک کند. کرین 9000S اولین ثمره‌ی این همکاری است.

عامل دوم: تمرکز روی تولید تراشه‌ با لیتوگرافی کوچکتر
بسیاری از تولیدکنندگان تراشه‌ محصولات پرچم‌دار و قدرتمند خود را با لیتوگرافی کوچک‌تر معرفی می‌کنند. در‌واقع، در تراشه‌هایی با معماری کوچک‌تر می‌توان ترانزیستور‌های بیشتری به‌کار برد تا عملکرد سریع‌تر و قدرتمندتری داشته باشند. SMIC نیز با پیروی از این قانون، تراشه‌ی کرین 9000S را با لیتوگرافی هفت‌نانومتری روانه‌ی بازار کرد. پیش‌تر، شرکت‌ اپل برای گوشی آیفون X و تسلا برای خودرو‌های خود از تراشه‌های هفت‌نانومتری ساخت TSMC استفاده کرده بودند.

پردازنده کرین ۹۰۰۰ اس هواوی / Huawei Kirin 9000S از نمای جلو
اکنون این سؤال پیش‌ می‌آید که SMIC با وجود تحریم‌ها و قدیمی‌بودن تجهیزاتش، چگونه توانست تراشه‌ای با لیتوگرافی هفت‌نانومتری بسازد؟ در‌ادامه، به دلایل این موضوع اشاره می‌کنیم.

استفاده از DUV به جای EUV
بسیاری از شرکت‌ها ازجمله TSMC و سامسونگ در فرایند ساخت تراشه‌های خود از دستگاه‌های EUV استفاده می‌کنند که طول‌موج بسیار کوچکی دارند. به‌لطف این تکنولوژی، شرکت‌ها می‌توانند تراشه‌هایی با لیتوگرافی کوچک‌تر تولید کنند. بااین‌حال، نکته مهم این است که SMIC چنین دستگاه‌های پیشرفته‌ای نداشت و به‌جای آن از دستگاه‌های قدیمی‌تر DUV استفاده می‌کرد. با استفاده از هر دو دستگاه می‌توان تراشه‌های با لیتوگرافی هفت‌نانومتری تولید کرد؛ اما تراشه‌های تولید‌شده با فرایند EUV، دقیق‌تر هستند و هزینه‌ی کمتری روی دست سازندگان می‌گذارند.

شرکت هلندی ASML، تولید‌کننده‌ی دستگاه‌های پیشرفته‌ی ساخت تراشه، می‌گوید که تولید تراشه‌های هفت‌نانومتری با EUV فقط در هفت مرحله طول می‌کشد؛ در‌حالی‌که برای تولید تراشه‌ها با دستگاه‌های DUV، باید ۳۴ مرحله طی شود. از‌این‌رو، DUV در‌مقایسه‌با EUV بهینه نیست و برای ساخت تراشه با این دستگاه، به هزینه‌ی بیشتری نیاز است.

SMIC چاره‌ای جز استفاده از دستگاه‌های DUV نداشت
شرکت SMIC در اواخر سال ۲۰۲۰ در فهرست تحریم‌های آمریکا قرار گرفت و هر شرکتی برای فروش تجهیزات به این شرکت، نیازمند مجوز بود. در‌نتیجه، SMIC نمی‌توانست دستگاه‌های پیشرفته‌ای مانند EUV را بخرد؛ به‌همین‌دلیل، مجبور بود از تکنولوژی گران‌تر با بهره‌وری کمتر استفاده کند.

خریدوفروش دستگاه‌های لیتوگرافی پیشرفته باید تحت‌نظارت توافق‌نامه‌ی چندجانبه‌ی Wassenaar انجام شود. حدود ۴۰ کشور این توافق‌نامه را برای محدود‌کردن فناوری‌هایی که ممکن است در راستای اهداف نظامی به‌کار گرفته شود، تنظیم و تهیه کرده‌اند. در‌نتیجه، SMIC دست به کار شد تا با کنارهم قراردادن تجهیزات کارخانه‌های دیگر و تجهیزاتی که قبل از تحریم‌ها خریده بود، به توانایی تولید تراشه‌های هفت‌نانومتری دست پیدا کند.

دورزدن تحریم‌ها یا دستیابی به فناوری‌های جدید؟
درست است که SMIC توانست زیر فشار‌ تحریم‌ها تراشه‌ی مدنظر خود را تولید کند، یکی از منابع نزدیک به این شرکت می‌گوید که شرایط بسیار سخت است و SMIC تاکنون به‌روزرسانی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری‌ای انجام نداده است. با‌این‌حال، بسیاری از فعالان دنیای فناوری از موفقیت این شرکت شگفت‌زده شده‌اند. گرگوری آلن، مدیر مرکز هوش مصنوعی Wadhwani می‌گوید: «شاید غافل‌گیرکننده‌ترین نکته درباره‌ی پیشرفت هواوی این است که بسیاری از مقام‌های آمریکا به‌طرز کاملا آشکاری از این پیشرفت غافل‌گیر شده بودند.»

نه هواوی و نه SMIC درباره‌ی اینکه چگونه به این موفقیت رسیده‌اند، حرفی نزده‌اند و حالا این سؤال پیش می‌آید که آیا چینی‌ها با دانش خود توانستند به تکنولوژی ساخت هفت‌نانومتری دست پیدا کنند یا پای دور‌زدن تحریم‌ها در میان است؟

تحریم هواوی توسط ایالات متحده
برخی از منابع نزدیک به SMIC می‌گویند که ممکن است این شرکت برای به‌دست‌آوردن تجهیزات تولید تراشه هفت‌نانومتری، تحریم‌ها را دور‌ زده باشد. رویترز در گزارشی نوشته بود که شرکت Applied Materials، سازنده‌ی تجهیزات نیمه‌هادی آمریکایی، احتمالاً به چینی‌ها در تهیه‌ی این تجهیزات کمک کرده است و اکنون تحت بازرسی قرار دارد.

شرکت Applied Materials در بیانیه‌ای گفت که در حال همکاری با دولت آمریکا است و به قوانین جهانی، از‌جمله کنترل صادرات و مقررات تجاری متعهد است.

عامل سوم: کمک‌های خارجی
تحریم‌ها و ممنوعیت صادرات فناوری پیشرفته اجازه‌ی همکاری شرکت‌های آمریکایی با تراشه‌سازان چینی را نمی‌دهد؛ اما SMIC صرفاً به دانش بومی خود بسنده نکرد و از کشورهای دیگر کمک گرفت. به‌گفته دو تن از مهندسان SMIC، این شرکت برای بهره‌وری بیشتر، از دانش مهندسان آلمانی، کره‌جنوبی، تایوانی و ژاپن نیز استفاده کرده است. یکی از مهندسان می‌گوید که این متخصصان از بین افراد با سابقه‌ی صنعت نیمه‌هادی انتخاب شده‌اند.

وفق‌دادن هواوی با SMIC برای ساخت تراشه
به‌گفته‌ی یکی از منابع آشنا با تیم طراحی تراشه‌ی هواوی، زمانی‌که SMIC سفارش تولید کرین 9000S را دریافت کرد، تیمی نداشت که بتواند به مهندسان طراحی تراشه کمک کند تا طرح‌های خود را با مشخصات مدنظر هواوی هماهنگ کنند؛ به‌‌همین‌دلیل، هواوی مجبور شد خودش را با این شرایط وفق دهد.

بازدهی تولید تراشه کرین 9000S در ابتدا کمی بیش از ۳۰ درصد بود

این موضوع قطعاً هزینه‌های زیادی برای هر دو شرکت در پی داشته و بازدهی آن‌ها را تحت‌تأثیر قرار داده است. بااین‌حال، نه هواوی و نه SMIC تاکنون اطلاعاتی درباره بازده تولید کرین 9000S ارائه نداده‌اند. البته اطلاعات جسته‌و‌گریخته‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد بازدهی تولید این تراشه در ابتدا تنها کمی بیش از ۳۰ درصد بوده است. شاید این میزان از بازدهی در صنعت تولید تراشه‌های موبایل کم باشد؛ اما فراموش نکنید که این دو شرکت بدون تجربه‌ی قبلی و با محدودیت‌های فراوان توانستند به این میزان از بازدهی برسند.

کمک‌های بی‌وقفه دولت چین
دولت چین برای بیرون‌آمدن از زیر بار سنگین تحریم‌ها، کمک‌های بی‌وقفه‌ای به هواوی و SMIC کرد تا هزینه‌های بیش‌از‌حد تولید تراشه را جبران کنند. شاید اگر کمک دولت چین نبود، این دو شرکت احتمالاً به چنین موفقیت بزرگی دست پیدا نمی‌کردند.

نمودار سرمایه‌گذاری در شرکت‌های نیمه‌هادی چین
افزایش سرمایه‌گذاری (به میلیارد ین) در پروژه‌های نیمه‌هادی چین به تفکیک استان؛ آبی تیره (۲۰۱۶ تا ۲۰۲۰) و آبی روشن (۲۰۲۱ تا ۲۰۲۲)
براساس گزارش‌ها، دولت چین در سال ۲۰۲۲ برای تولید تراشه بیش از ۹۰۰ میلیون دلار به تولیدکننده نیمه‌هادی داخلی خود کمک کرده است. داگلاس فولر، کارشناس صنعت نیمه‌هادی، می‌گوید که دولت چین به این نتیجه رسیده است که پرداخت کمک‌های مالی برای این پروژه ارزشمند خواهد بود.

آینده از آن هواوی؟
با تولید تراشه کرین 9000S، موجی در چین ایجاد شده است که به هواوی اجازه می‌دهد تا سهم بازار خود را در رقابت با سایر شرکت‌ها پس بگیرد. جف پو، یکی از تحلیلگران بازار موبایل، معتقد است که هواوی تا سال ۲۰۲۴ حدود ۷۰ میلیون دستگاه با تراشه‌ی اختصاصی خود روانه‌ی بازار می‌کند. بازپس‌گیری بازار از‌دست‌رفته‌ی موبایل، تنها بخشی از برنامه هواوی محسوب می‌شود و این شرکت با همکاری SMIC در تلاش است تا تولید تراشه برای سیستم‌های هوش مصنوعی را نیز افزایش دهد و سهمی از این حوزه را به‌دست آورند.

قدم بعدی: هوش مصنوعی
آینده از‌آنِ فناوری‌های هوش مصنوعی است؛ از‌این‌رو، تمامی شرکت‌های حوزه‌ی فناوری قصد دارند به این حوزه ورود کنند و هواوی نیز یکی از این شرکت‌ها است. هواوی با همکاری SMIC در ابتدا قصد دارد نیاز‌های داخلی را با تولید تراشه‌های هوش مصنوعی برطرف کند.

تراشه هوش مصنوعی | AI SoC
شرکت‌های چینی علی‌بابا و تنسنت در تأمین تراشه‌های قدرتمند با مشکل مواجه شده‌اند و به فکر استفاده از تراشه‌های ساخت هواوی افتاده‌اند. اکنون، سری تراشه‌های هوش مصنوعی هواوی با نام Ascend که پیش از تحریم‌ها به‌دست TSMC تولید می‌شد، به‌عنوان جایگزین سری تراشه‌های گرافیکی انویدیا برای بازار چین معرفی شده‌اند.

ناگفته نماند که عملکرد این تراشه در‌مقایسه‌با تراشه‌های انویدیا ضعیف‌تر است. منابع آگاه به‌نقل از Financial Times می‌گویند که برخی از غول‌های خدمات اینترنتی چینی از‌جمله بایدو و تنسنت تراشه‌های هواوی Ascend 910b را برای آزمایش‌های کوچک خریده‌اند.

دو منبع نزدیک به SMIC می‌گویند که این کارخانه‌ی تراشه‌سازی در‌حال‌حاضر روی افزایش ظرفیت تولید هفت‌نانومتری تراشه‌های هواوی و توسعه‌ی نود پیشرفته‌ی پنج‌نانومتری کار می‌کند. به‌گفته‌ی آن‌ها، میزان تولید Ascend 910b برای سال آینده بیش از دو برابر سال ۲۰۲۳ در نظر گرفته شده و قرار است به بیش از ۲۰۰ هزار تراشه برسد.

رقابت هواوی و انویدیا
تراشه‌هایی که برای وظایف هوش مصنوعی تولید می‌شوند، بزرگ‌تر از تراشه‌های موبایل هستند. ازاین‌رو، بازدهی تولید این تراشه‌ها برای هواوی کمتر از تولید تراشه‌ی کرین 9000S است. به‌گفته‌ی یکی از منابع، نرخ بازده فعلی تولید تراشه‌های Ascend 910b کمتر از ۲۰ درصد و SMIC ممکن است در این راه با مشکلات جدی مواجه شود. با‌این‌حال، این شرکت رقیبی جدی برای انویدیا به‌شمار می‌رود و برای رقابت قصد دارد ظرفیت تولید خود را افزایش دهد.

گفتنی است که جاه‌طلبی‌های بلندمدت هواوی به بازارهای چین محدود نمی‌شود. نام «شارلوت» که به‌عنوان نام رمز کرین 9000S انتخاب شده بود، نشانی از این امید است؛ چون شارلوت نه به نام فرد، بلکه به شهری در کارولینای‌شمالی اشاره می‌کند.

شرکت‌های نیمه‌هادی آمریکایی رسم دارند که نام پروژه‌های در دست توسعه‌ی خود را از نام شهرهای ایالات متحده انتخاب کنند. به‌گفته‌ی یکی از کارمندان هواوی، استفاده از نام‌های آمریکایی نشان‌دهنده‌ی اشتیاق این شرکت به بازپس‌گیری جایگاه خود در زنجیره‌ی تأمین جهانی است.