自俄乌冲突爆发之后,俄罗斯被众多国家和地区制裁,导致各种半导体芯片及设备的进口都受到了限制。这也迫使俄罗斯加大了对于自研、本土制造芯片的投入,但依然会面临设备、材料等很多方面的瓶颈。
不过,据外媒《The Insider》报导,俄罗斯目前仍然可以通过一些途径从中国台湾进口硅晶圆(半导体硅片)等产品,这些是制造芯片所必需的原材料。
基于军事需求而建立的芯片制造能力
自2022年2月俄乌冲突爆发后,美国、欧盟、日本、新加坡、韩国、中国台湾等地就相继出台了针对俄罗斯的半导体的出口管制,希望通过阻断半导体供应,以降低俄罗斯的军事战力。
虽然俄罗斯本土缺乏生产高性能、商业上可行的微芯片的现代技术,但这并不意味着当地制造商不知道如何生产半导体芯体。老式的芯片生产技术早在苏联时代就已经开发出来了。
例如,据光刻专业人士Denis Shamiryan介绍,俄罗斯公司Mikron已经掌握了大规模生产中的180nm技术和单件生产中的90nm技术。对于90nm工艺,Mikron使用意法半导体光刻设备。
Mikron的民用产品仅限于银行卡和护照芯片,其年产量达到40亿个微芯片。
正如Shamiryan回忆的那样,俄罗斯还计划在莫斯科地区泽列诺格勒的Angstrem-T生产芯片,使用130nm和90nm技术。2000年代末,Angstrem-T从AMD位于德累斯顿的Fab36工厂购买了完整的ASML生产线。
然而,这些计划从未实现,因为Angstrem-T在2019年被宣布破产。然而,另一家名为Angstrem(去掉T)的位于泽伦格勒的实体生产了一系列微芯片。
△俄罗斯伊斯坎德尔导弹的Angstrem微芯片与西方芯片在同一块主板上
Shamiryan还指出,俄罗斯Rusnano集团旗下Crocus NanoElectronics工厂曾成功建立65nm制程,主要是为了生产MRAM內存,但它自己只能完成生产周期的一半,仍须依赖外国供应,但后来因为制裁该工厂被迫停业。
俄罗斯现存的微芯片生产设施主要服务于军事需求。例如俄罗斯芯片制造商Epiel主要在莫斯科附近的泽列诺格勒开展业务,并将自己定位为俄罗斯芯片制造外延生长(epi)过程中的领导者。
根据Epiel新的公开财务报表,该公司2020年的收入接近700万美元。
Epiel主要供应适直径为100mm、150mm和200mm的晶圆,当然目前先进的现代技术采用的是300nm晶圆。
在该年度,Epiel从俄罗斯工业和贸易部获得了数十万美元的政府合同,并向合资公司NZPP Vostok(“新西伯利亚半导体器件厂”)供应加工过的晶圆,该公司为终端制造商生产现成的芯片。
根据新的公共采购数据,NZPP Vostok积极与Rosatom实体K.a.Volodin仪器制造厂(联邦国家统一企业)合作,后者专门生产核武器。
NZPP Vostok的工厂仍在生产64Kb的存储芯片,至少直到近,该工厂还向Rybinsk的Luck Design Bureau等军事企业出售价值数百万卢布的芯片,这些公司主要开发包括无人机在内的军事装备。
Epiel的另一个客户是沃罗涅日的电子设备研究所,该研究所为被占领的克里米亚的Fiolent军事工厂、Sozvezdie Concern(为武装部队制造电子战和通信与控制设备)以及Rosatom的Volodin仪器制造厂提供产品。
现有记录还表明,Epiel与前电子厂Pulsar之间存在合作,Pulsar为军方制造微波设备、晶体管和微芯片。Epiel还履行了 N.L. Dukhov All-Russian Research Institute of Automation(N.L. 杜霍夫全俄自动化研究所)的合同,该研究所开发核弹头。
Epiel的地址与据说属于Mikron集团的Sitronics Smart Technologies的地址相匹配。此外,Epiel与Mikron和俄罗斯分子电子学研究所共享办公场所。因此,可以合理地假设Epiel属于同一集团公司。
俄罗斯制造的微芯片在武器中的具体应用包括1890VM6Ya处理器及其在战斗机Baguette飞行控制计算机中的变体。
△Milandr制造的俄罗斯1645RU3U存储芯片用于S-300和Pantsir SAM系统
早在2011年,热门IT门户网站Habr上的一篇文章就报道称,Milandr在180nm技术设备上制造的芯片用于俄罗斯战斗机和防空系统。
俄罗斯国内芯片制造的过程似乎如下:首先,Epiel在进口晶圆上进行外延生长。然后,Mikron、NZPP Vostok、Pulsar或电子设备研究所等公司使用这些半导体产品制造即用型微芯片。据行业专家称,该过程可能包括将晶圆切割成单个芯体,连接引脚并“封装”它们。
虽然相对于现代芯片来说,这些芯片大多已经过时,但俄罗斯武器制造商选择国产芯片而不是技术更先进的芯片,一方面是出于安全考虑,另一方面则是由于制程导致的供应问题。
另外,由于这些芯片主要用于大型重型武器,因此先进的电子设备提供的小型化优势基本上无关紧要。
俄罗斯目前有5台老式的ASML光刻机
对于俄罗斯来说,自主制造芯片离不开关键的半导体设备,特别是光刻机。
目前全球主要的193nm(“深紫外”)波长的DUV光刻机供应商只有ASML、尼康和佳能,而13.5nm的(“极紫外”,接近X射线范围)波长的EUV光刻机只有ASML可以制造。
ASML发言人向The Insider证实,ASML公司从未向俄罗斯出售过大量设备。
自2014年以来,只有价值5000万美元的ASML品牌光刻机进口到俄罗斯。虽然5000万美元价值看起来不少,但这甚至都买不到一台EUV光刻机。
ASML声称,俄罗斯只从第三国进口了拆除的旧设备的零件。
乌克兰出版物《真理报》在很大程度上证实了这一评估。
据报道,截至2022年,俄罗斯有五台波长范围为365至193纳米的ASML光刻机(均为PAS 5000系列)正在运行,分别位于俄罗斯系统分析科学研究所、Mapper、Zelenograd纳米技术中心和Mikron。
在俄乌战争全面爆发后,台积电已停止了对俄罗斯芯片的代工。为此,俄罗斯也不得不依靠已有的进口半导体设备在其国内制造自研芯片。
虽然目前俄罗斯有五台ASML设备正在运作中,但这些设备非常过时,甚至已有15-20年历史。
对此,ASML坚称,不为俄罗斯的光刻设备提供维修服务,但是仍有很多相关零件在制造商无法控制的二级市场上流通。
需要指出的是,除了在制裁前进口的少数西方光刻机外,俄罗斯制造商还可以从明斯克的Planar工厂获得光刻机。这些光刻机在350nm的波长下工作,小特征尺寸为500nm,代表了1995年出现的一种技术,但到1999年已经过时。
半导体原材料供应
俄罗斯自己制造芯片还存在另一个问题,那就是其本土缺乏必须的半导体材料供应商,比如半导体硅片和光罩等,这些必须依赖于进口。虽然之前遇到了一些阻碍,但目前俄罗斯依然可以通过一些途径采购到这些产品。
根据俄罗斯海关内部数据,俄罗斯在2023年共进口了价值1.505亿美元的半导体相关产品(海关代码848620),用于生产微芯片和印刷电路板。买家名单包括民用实体(如生产智能卡和芯片的Sitronics Smart Technologies和生产太阳能电池板的Hevel)、各种设备(包括受制裁商品)的经销商,以及为外围非核心项目购买少量设备的组织(如IT公司Craftech)。
虽然俄罗斯大的硅片进口商是OOO Hevel,该公司在2023年从中国进口了价值近700万美元的硅片,但这些硅片主要是用于太阳能电池板的。而Epiel则是用于芯片制造的半导体硅片的大的进口商之一,其在2023年进口了价值为220万美元半导体硅片。该公司的许多终用户都是军工企业,从2010年代初到全面入侵乌克兰,其大多数供应商都是亚洲和美国的实体。
但在俄乌冲突爆发后,Epiel不得不彻底改变供应商基础,改从东南亚几家主要出口商采购半导体硅片。
从The Insider整理的名单来看,中国台湾公司Pai Haung Technology也向其出口了不少半导体硅片,而且其只与少数俄罗斯和白俄罗斯实体有业务往来,可直接从中台湾运送半导体硅片给他们。
自俄乌战争爆发后,Pai Haung以其品牌出售了价值400万美元的半导体硅片给俄罗斯和白俄罗斯,但该品牌在网上没有任何知名度。The Insider认为许多海关文件都将制造商指向另外一家公司,即中国台湾合晶科技(Wafer Works),因为这家公司在俄乌冲突爆发前,也是Epiel的供应商。
The Insider认为,名不见经传的Pai Haung其实不生产半导体硅片,那他在供应链的角色仅限于转售中间商的角色。
由美国前财政部官员创立的数据公司Kharon发现,Pai Haung曾被列为美国DMS电子元件集团网站上的附属实体,但现在看这个信息已经从网站消失。
Pai Haung执行长Bao Yongjian在接受中国台湾媒体采访时表示,公司会严格遵守中国台湾法律,不与受制裁的公司做生意。
目前总部位于俄罗斯泽伦格勒的Epiel确实没有被列入美国及中国台湾或其他制裁名单,尽管它是俄罗斯军事工业终使用的产品制造过程中不可或缺的一环。
然而,Pai Haung的另一个客户AO VZPP Mikron(沃罗涅日半导体设备股份公司Mikron)正受到制裁。2020年,Mikron获得了一系列政府合同,开发高达1200伏的抗辐射齐纳二极管,这些二极管更有可能用于军事而非民用。
Epiel的第四大供应商是日本D&X株式会社有限公司的中国分公司。应《The Insider》的要求,日本经济产业省发送了一份违禁品清单,其中显示日本公司不允许向俄罗斯出口硅片(代码381800)。
Epiel的另一家供应商D&X公司尚未对《The Insider》的调查做出回应。而管理部门则表示,它不知道D&X公司向俄罗斯发货。
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