جنگ تراشه

همانطور که در عصر صنعتی کشورها برای داشتن مواد اولیه، نیروی انسانی و ماشین الات با یکدیگر مبارزه و رقابت میکردند، لشکر کشی مینمودند و کشورهای دیگه را به استعمار میگرفتند، امروزه دیگر دعوا بر سر ارتباطات و ابزارهای اطلاعاتی است. و یکی از مهمترین مناقشه های امروزی در مورد تراشه است. چیزی که شاید بتوان به آن جنگ تراشه اطلاق کرد. در این اپیزود در مورد مهمترین بازیگران صنعت تراشه دنیا و مناقشه تراشه بین جمهوری خلق چین و امریکا میشنوید.

علاوه بر این اپیزود از پادکست داکس، می تونین ویدئوی اون رو هم تو یوتیوبم ببینین:

لینکهای حمایت مالی  از پادکست داکس:  حامی باش  و PayPal  

وبسایت پادکست داکس

کانال یوتیوب داکس

اینستاگرام پادکست داکس

تلگرام پادکست داکس

پادکست داکس در شنوتو

با تشکر از:

مرتضی هادیان، برای پژوهش و نوشتن اپیزود

متن پادکست

برای علاقه مندانی که به اسکریپت پادکست نیاز دارند:

امروزه و مخصوصاً بعد از همه‌گیری کووید ۱۹، کلمه‌هایی مثل تراشه و نیمه‌رسانا در دنیا بیش‌تر از هرچیز با موضوعاتی مثل کمبود عرضه، کمیاب و حتی تایوان پیوند خورده. اما یه دهه پیش این کلمه احتمالاً یادآور گوشی‌های هوشمند بود. پنجاه سال پیش اگه از یک نفر مطلع میپرسیدی احتمالاً کلماتی مثل سیلیکون یا تگزاس اینسترومنتس رو توی توضیحاتش می‌شنیدی. دویست سال پیش اگه از هرکسی در مورد نیمه‌رساناها می‌پرسیدی احتمالاً جواب می‌داد نیمه چی چی؟! اینجا ما میخوایم با تراشه و نیمه‌رساناها آشنایی مختصری پیدا کنیم و داستانشون رو از ابتدا تا الآن وشاید تا آینده‌ی نزدیک دنبال کنیم. میخوایم خیلی خلاصه بفهمیم تراشه‌ها چی هستند و چطور زندگی انسان‌ها رو از زندگی شخصی تک تک ما گرفته تا روابط بین ابرقدرت‌های جهانی رو تحت تاثیر قرار دادند.

لازمه یه سری اصطلاحات و مبانی این فناوری رو خیلی ساده توضیح بدیم.

اولین مورد تراشه هست. شاید شما بدونید تراشه‌ها چی هستند و چه کاربردی دارند. اما اگه با تراشه‌ها آشنایی هم نداشته باشید، احتمالاً این کلمه یا معادل انگلیسیش یعنی چیپ به گوشتون خورده. حتی اگه این کلمه‌ها به گوشتون هم نخورده باشه، اما قطعاً ازشون بی نهایت بار استفاده کردید. همین الآن و در همین لحظه دارید از تراشه استفاده می‌کنید. اگر گوشی تلفن همراهتون رو از هم بازش کنید (که البته بهتره نکنید😊‌) قطعه‌های مربع شکل سیاهی رو روی مدار الکتریکی اون می‌بینید که بهشون تراشه گفته میشه. اما نه تنها یه تراشه، بلکه چندین تراشه در هر تلفن همراه استفاده شده. یکی از این تراشه‌ها مثلاً برای حافظه‌ی تلفن هست که مثلاً تصاویر گالری توی اون ذخیره شده. اگه این قطعه‌ی سیاه رو زیر یک میکروسکوپ فرضی بذارید میلیاردها اتاقک کوچک رو می‌بینید که هرکدوم با یک عدد صفر یا یک پر شده. این صفر و یک ها اطلاعات شماست، مثلاً عکسایی که گرفتین یا فایل همین صدای من که الآن برای شما پخش میشه هست. برای خوندن این اطلاعات باید درب همه‌ی اون اطاقک‌ها رو باز کنید تا به اون صفر و یک‌ها دسترسی پیدا کنید، واسه همین یک سری راهرو و یک الگوی آدرس‌دهی و دسترسی به این اتاقک‌ها وجود داره، مثل یه آپارتمان بزرگ یا هتل که چندین طبقه داره هر طبقه راهروهای متعدد داره و در هر راهرو اتاقک‌هایی وجود داره. برای اینکه عکس‌ها و به طور کلی اطلاعات بیش‌تری بتونید ذخیره کنید به اتاقک‌های بیش‌تری نیاز دارید.

یک ریز تراشه زیر میکروسکوپ الکترونی

اما اندازه و وزن تلفن رو نمیشه خیلی بزرگ‌کرد، پس باید اتاقک‌ها و راهروها رو کوچک کرد. ماشین‌آلات‌ خاصی الگوهای این اتاق‌ها و راهروها رو روی همدیگه با سرعت زیادی می‌سازند. بعضی تراشه‌ها همون‌طور که گفتم برای ذخیره‌ی اطلاعات استفاده می‌شن و بعضی از تراشه‌ها هم کارهای دیگه مثل انجام محاسبات. این تشبیه خیلی ساده‌انگارانه‌ست اما روش خوبی برای فهمیدن مفاهیم اولیه‌ی تراشه هست اما یه نکته داره که ممکنه آدم رو گیج کنه و اون اینه که قدرت و ظرفیت تراشه به اندازه‌ی اتاقک‌ها بستگی نداره، بلکه به تعدادشون مربوطه. به عبارت دیگه مهم نیست این اتاقک‌ها رو چقدر بزرگ باشن، ما همیشه فقط یه مقدار محدود و ثابت اطلاعات توی هرکدوم از اتاقک‌ها میتونیم بذاریم. پس در نتیجه چه کاریه که بزرگ بسازیمشون؟ بهتره کوچک‌تر بسازیمشون که اتاقک بیشتری کنار هم جا بشن. یعنی اگه اندازه‌ی تراشه یا همون زیربنای ساختمون ثابت باشه، هرچقدر که کوچک‌تر بتونید ساخت و ساز کنید یعنی اتاقک‌های بیش‌تری می‌تونید بسازید، یعنی تراشه‌ی شما توانایی بالاتری داره.

خب این از مفهوم تراشه. دومین مورد نیمه‌رسانا هست. ما میدونیم بعضی مواد مثل فلزات رسانای جریان برق هستند. واسه همین سیم‌ها رو از جنس فلز می‌سازند. بعضی مواد هم هستند که نارسانا هستند. مثل چوب یا پلاستیک. واسه همین هم هست که روکش سیم‌ها رو از جنس پلاستیک می‌سازند. اما بعضی دیگه از مواد هستند که نه رسانا هستند و نه نارسانا. این مواد که بهشون نیمه رسانا می‌گیم در شرایط مختلف می‌تونن رسانا یا نیمه رسانا باشند. این خاصیت این امکان رو به ما میده که جریان الکتریسیته رو در مدارها کنترل کنیم. در حقیقت تراشه‌ رو از یه ماده‌ی نیمه‌رسانا می‌سازن. واسه همین اگه دقت کرده باشید تا اینجا من چند بار به عمد بجای تراشه‌ها از کلمه‌ی نیمه‌رساناها استفاده کردم. معروف‌ترین نیمه‌رسانا سیلیکون هست که معمولاً از یه نوع ماسه استخراجش می‌کنند. سیلیکون خیلی فراوونه و دهمین عنصر فراوون کره‌ی زمینه. احتمالاً کلمه‌ی سیلیکون‌ولی رو شنیدید. سیلیکون ولی یا به فارسی دره‌ی سیلیکون به منطقه‌ای در کالیفرنیای شمالی ایالات متحده‌ی آمریکا گفته میشه که دفترهای مرکزی خیلی از شرکت‌های بزرگ و مهم فناوری دنیا مثل اپل، آلفابت (یعنی شرکت مادر گوگل) و متا (یعنی شرکت مادر فیسبوک،‌ اینستاگرام و واتساپ) در اونجا قرار دارن. و از اونجایی که سیلیکون برای این شرکت‌ها یک سنگ‌بنای مهم به حساب میاد،‌ این منطقه رو دره‌ی سیلیکون صدا می‌زنن.

یک ریز تراشه

خب تراشه‌ و نیمه‌رسانا رو گفتیم و گفتیم که در تلفن همراه کاربرد دارن. اما تراشه‌ها به تلفن همراه محدود نمیشن. برای اینکه متوجه بشید چقدر تراشه‌ها در زندگی روزمره ما مهم هستن، و چرا در ادامه‌ی این اپیزود در موردش صحبت میکنیم به عنصر حیاتی در روابط بین کشورها و دولت‌ها تبدیل شدن یه بخشی از وسایلی که تراشه‌ در اون‌ها به کار رفته رو لیست‌وار براتون میگم:

همه‌ی کامپیوترها شامل لپ‌تاپ‌، تبلت، سرورها و ابررایانه‌ها

وسایل ارتباطی مثل تلفن ثابت، موبایل، مودم‌، ماهواره

لوازم الکترونیکی خانگی از قبیل تلویزیون، رادیو، دوربین عکاسی، ضبط صوت، کنسول بازی

وسایل حمل و نقل مثل خودرو، قطار، هواپیما، کشتی و اسکوتر برقی

ماشین‌آلات  پزشکی شامل ام‌آر‌آی، سیتی اسکن، تصویربرداری اشعه ایکس، و پمپ‌ انسولین، سمعک، و غیره

ماشین‌آلات  صنعتی از جمله همه‌ی ماشین‌آلات و ربات‌های مورد استفاده در کارگاه‌ها و کارخونه‌ها

ماشین‌آلات  نظامی مثل موشک‌، رادار، پهپاد و سیستم‌های حفاظتی

همه‌ی بخش‌های شبکه تامین انرژی مثل سلول‌های خورشیدی،‌ توربین بادی، پست‌های توزیع برق

ماشین‌آلات  مرتبط با پول و امور مالی مثل عابربانک،‌ کارتخوان، و‌ اصلاً کل سیستم بانکی

و خیلی خیلی ماشین‌آلات  و وسایل دیگه که اسمی ازشون نبردم. در حقیقت شاید بشه گفت هر وسیله‌ی برقی که فکرش رو بکنید احتمال زیاد حداقل یه تراشه در اون به کار رفته. گفتم حداقل یه تراشه یعنی اینطوری هم نیست که هرکدوم از این وسایل یا موارد به یه تراشه نیاز داشته باشن. مثلاً تو هرکدوم از خودروهای امروزی بین ۱۴۰۰ تا ۳۰۰۰ تراشه استفاده شده.

بریم سراغ تاریخچه تراشه‌ها

اگه بخوایم به خیلی اول قضیه پی ببریم باید بریم به ۲۰۰ سال قبل یعنی سال‌های ۱۸۲۱ و ۱۸۳۳ که دو دانشمند آلمانی و انگلیسی برای اولین بار متوجه شدند که بعضی مواد هستند که نه همیشه رسانا هستند و نه همیشه نارسانا، یعنی نیمه رسانا هستند و این کلمه اون موقع‌ها اختراع شد. اما تو اون لحظه نیمه رسانایی شاید فقط یک پدیده جالب بنظر میومد که ممکنه کاربردهایی داشته باشه، اما گمون نمی‌کنم هیچکی میتونست دنیایی که الآن ما توش هستیم و نقش نیمه‌رساناها رو در اون تصور کنه. ۶۰-۷۰ سال بعد کم کم تازه پی بردن به کاربردهای ساده اما اعجاب‌آور نیمه‌رساناها شروع شد. حول و حوش سال‌های ۱۸۷۰-۱۸۸۰ یه مهندس آلمانی و یک فیزیک‌دان هندی اولین کاربردهای نیمه‌رساناها رو کشف کردند. اما ساخت اولین قطعه‌ی الکترونیکی که بشه به عنوان سنگ‌بنای تراشه‌های امروزی بهش نگاه کرد در سال ۱۹۲۶ رخ داد یعنی حدود ۱۰۰ سال بعد از کشف نیمه‌رساناها. اگه بخوایم برگردیم به تعریف ساده‌انگارانه‌ی اتاقک و راهروی اول اپیزود در اون سال یک فیزیک‌دان و مهندس اتریشی-مجارستانی-آمریکایی نقشه‌ی ساخت یک و فقط درب یک اتاقک رو ثبت اختراع کرد. اون موقع البته هنوز از سیلیکون به عنوان نیمه رسانا استفاده نمی‌شد چون تازه در سال ۱۹۴۰ یعنی حدود ۱۴ سال بعد از اون به خواص و کاربرد سیلیکون در صنعت در حال شکل‌گیری نیمه‌رساناها پی برده شد. حتی بعد از این تاریخ هم سیلیکون بلافاصله وارد صنعت نیمه‌رساناها نشد، چون تا اون موقع روی سیستم‌های دیگه‌ای کار و تحقیق شده بود و همچنان هم در حال پیشرفت بود. در سال ۱۹۴۶، اولین کامپیوتر تاریخ در آمریکا معرفی شد. وقتی میگم کامپیوتر لازمه که روشن کنم که کامپیوتر اون موقع چطور چیزی بود! این کامپیوتر که اسمش انیاک (ENIAC) بود و تا سال ۱۹۵۶ همچنان مورد استفاده قرار می‌گرفت از ۱۸۰۰۰ محفظه‌ی خلا به عنوان یکی از اون ساختارهایی که به اتاقک و راهرو و درب تشبیه کردیم استفاده میکرد. انیاک حدود ۳۰ تن وزن داشت و فضای یک سالن ۱۶۰ متر مربعی رو اشغال می‌کرد و با همه‌ی این اوصاف انگشت‌کوچیکه‌ی قدرت پردازش گوشی تلفن همراه شما نمیشد. انیاک دیوارهایی داشت که سیم‌های زیادی نقاط مختلفش رو به هم متصل می‌کرد. برای برنامه‌نویسی این کامپیوتر، یعنی برای اینکه به این کامپیوتر گفته بشه که چه محاسباتی رو انجام بده، باید کامپیوتر رو خاموش می‌کردند و چند روز وقت صرف می‌کردند و این سیم‌ها رو به نقاط مناسب وصل می‌کردن. انیاک با سرمایه‌ای به ارزش ۴۰۰ هزار دلار و با هدف اینکه به آمریکا در جنگ جهانی دوم کمک کنه ساخته شد، اما جنگ جهانی دوم پیش از پایان ساخت این کامپیوتر تموم شد، چون سه سال طول کشید که خود این کامپیوتر ساخته بشه. اینم بگیم که انیاک در حین کار گرمای خیلی زیادی تولید می‌کرد (hpENIAC).

کامپیوتر انیاک

در سال ۱۹۵۱ شرکت تگزاس اینسترومنتس تاسیس شد که در ادامه به یکی از بزرگ‌ترین و پیشرو‌ترین شرکت های تولید تراشه تبدیل شد. حالا بهش برمی‌گردیم.

سه سال بعد اولین بار از سیلیکون در دنیای الکترونیک استفاده شد. سیلیکون نسبت به نیمه‌رساناهایی که پیش از اون استفاده میشدن (ژرمانیوم) برای استفاده در مدارهای الکتریکی خواص بهتر و کاربرد بیش‌تری داره. کار با سیلیکون داشت سرعت میگرفت. خیلی زود روشی به نام لیتوگرافی نوری برای تولید تراشه از جنس سیلیکون ابداع شد. در این روش با نور خاصی روی سطح سیلیکون اون اتاقک‌ها و راهروها و درب‌ها رو حکاکی میکنن. این روش همچنان و تا همین امروز مبنای کار همه‌ی ماشین‌های تولید تراشه ست اما در ادامه می‌بینیم که اگرچه مبنا یکیه،‌اما در طول زمان این روش خیلی خیلی پیشرفته‌تر و پیچیده‌تر شده. چیزی که الآن میخوام تاکید کنم اینه که هر سال اتفاقات جدیدی رخ میداد و پیشرفت‌هایی در استفاده از سیلیکون برای تولید تراشه شکل می‌گرفت و از اینجا به بعد مرتب می‌بینیم که شرکت‌های جدیدی تاسیس می‌شن و جالب اینکه همه‌شون امروزه نه تنها همچنان سرپا هستن که هرکدوم یکی از غول‌های دنیای تکنولوژی محسوب میشن. سال ۱۹۵۸ شرکت ژاپنی توکیو تسوشین کیوگو به سونی تغییر نام داد! نامی آشنا و محبوب در دنیای امروز که همه می‌شناسنش و همه‌ی محصولاتش به تراشه وابسته هستن. اگه گیمر هستید یا اخبار دنیای کنسول‌ها رو دنبال کنید، شاید به خاطر داشته باشید که در دوران همه‌گیری کووید۱۹ بدلیل کمبود تولید تراشه، شرکت سونی با مشکل جدی برای تولید کنسول‌های بازی پلی استیشن شده بود در حدی که این کسنول‌ها در سراسر دنیا کمیاب شده بود.

یه نکته در مورد این شرکت‌هایی که اسم می‌بریم اینه که همه این شرکت‌ها در رقابت با همدیگه نیستن و در حقیقت نقش‌های متفاوتی در زنجیره‌ی تامین و مصرف تراشه‌ها می‌تونن داشته باشن. به طور کلی بخوایم بگیم چهارتا نقش میشه تو این زنجیره متصور شد. البته در اصل تعداد این‌ نقش‌ها بیشتر و تخصصی‌تر از این چهار نقش هست که اینجا میگیم، اما ما نمی‌خوایم وارد جزئیات بعضی بخش‌ها بشیم و بهمین چهار نقش کلی بسنده می‌کنیم. اگه بخوایم از آخر بیایم اول دسته‌ی چهارم شرکت‌هایی هستند که مصرف‌کننده تراشه هستن و محصولاتی می‌سازن که در اون‌ها تراشه به کار میره، مثلاً شرکتی که گوشی تلفن‌همراه شما یا یخچال‌فریز خونه‌ی شما رو ساخته از تراشه استفاده کرده. دسته‌ی سوم شرکت‌هایی هستند که تراشه رو که در هر کدوم از این محصولات به کار رفته رو می‌سازند. تو دسته‌ی دوم اما تراشه‌ها طراحی میشن. و در نهایت دسته‌ی اول که اما که همه این فعالیت‌ها رو ممکن می‌کنند شرکت‌هایی هستند که ماشین‌آلات تولید تراشه رو می‌سازن. پس چی شد؟ به طور خلاصه این چهار دسته اینا هستن: استفاده‌کننده از تراشه، تولیدکننده تراشه، طراح تراشه، و تولیدکننده‌ی ماشین‌آلات تولید تراشه. تو این تقسیم بندی باید دقت کرد که بعضی شرکت‌ها که در ادامه معرفی می‌کنم فقط یک نقش بخصوص رو تو این زنجیره برعهده دارن مثلاً TSMC که فقط سازنده تراشه هست، یا ASML که سازنده‌ی ماشین‌آلات تولید تراشه هست. این در حالیه که بعضی شرکت‌ها ممکنه دو یا سه یا حتی هر چهار نقش رو همزمان انجام بدن. مثلاً سامسونگ نه تنها تراشه‌ها رو طراحی، و تولید می‌کنه و به عنوان مصرف‌کننده هم در محصولاتش از اون‌ها استفاده می‌کنه. یا شرکت نیکون از الف تا ی رو انجام میده. یعنی ماشین‌آلات تولید تراشه می‌سازه، و این ماشین‌آلات رو به شرکت‌های دیگه هم می‌فروشه. اما خودش هم برای ساخت دوربین‌های دیجیتال خودش هم تراشه طراحی می‌کنه، هم می‌سازه و هم خودش از اون‌ها در محصولاتش استفاده می‌کنه. این تقسیم بندی رو برای همه‌ی شرکت‌ها ذکر نمی‌کنم چون هم ممکنه گیج‌کننده باشه هم ممکنه یه شرکت در یه زمینه یه نیمچه فعالیتی بکنه اما بازار اصلیش بخاطر فعالیت توی زمینه‌های دیگه باشه. اما خوبه که این تقسیم‌بندی رو مد نظر داشته باشیم و همه رو در یک زمینه و رقیب‌ نبینیم. بگذریم! برگردیم سراغ تاریخچه‌مون.

بزرگترین تولیدکنندگان تراشه در سال ۲۰۲۰

سال ۱۹۶۵ یه مهندس آمریکایی به نام گوردون مور در بررسی‌هاش متوجه شد که انسان‌ها تا اون تاریخ تونسته بودند که تقریباً هر یک سال و نیم ابعاد این اتاقک‌ها و راهروها رو به نصف کاهش بدند و درنتیجه تعداد اتاقک‌های جا شده در یک تراشه بیش‌تر شده. این سرعت پیش‌رفت به اسم قانون مور معروف شد. قانون مور پیش‌بینی کرد که هر یک سال و نیم قدرت تراشه‌ها دو برابر میشه. یعنی امروز تراشه و کامپیوترهایی با قدرت دو برابر نسبت به یک سال پیش می‌تونیم تولید کنیم و یک سال و نیم بعد از امروز هم باز کامپیوترهایی دوبرابر قوی‌تر میتونیم تولید کنیم. این سرعت پیشرفت یعنی اینکه هر ۱۵ سال قدرت تراشه‌ها حدود ۱۰۰۰ برابر میشه! عجیبه! واقعاً عجیبه! و جالب اینکه بیش‌تر از پنجاه سال از این پیش‌بینی آقای مور گذشته و ابعاد اتاقک‌های تراشه‌ها در این سال‌ها از سانتیمتر به کم‌تر از ۳ نانومتر رسیده، اما این قانون همچنان تونسته پیشرفت تکنولوژي و تراشه ها رو تقریباً درست پیش‌بینی کنه! ۳ نانومتر یعنی خیلی خیلی کوچک‌تر از ضخامت یک تارموی انسان، ابعادی در حدود اندازه‌ی یک مولکول DNA! یا یه مقایسه‌ی جالب‌ دیگه که میتونه نشون بده چقدر این ساختارها کوچک هستن اینه که اندازه‌ی ویروس کووید ۱۹ بین ۷۰ تا ۹۰ نانومتره و ما داریم اینجا از ۳ نانومتر حرف می‌زنیم! امروزه‌ تراشه‌ها تا بیش‌از ۵۰ میلیارد از این اتاقک‌ها  و راهروها و درب‌ها و … رو توی خودشون جا میدن. همه‌ی این‌ها توی فضایی اندازه‌ی ناخون شصت شما و همه‌ی این اجزای بی‌نهایت ریز باید بی‌نقص کار کنن تا کل تراشه کار کنه. سه سال بعد از این پیش‌بینی آقای مور به همراه دوست و همکارش آقای رابرت نویس از کارشون در شرکت Fairchild semiconductors استعفا دادن تا شرکت خودشون رو در زمینه نیمه‌رساناها تاسیس کنن. این شرکت اسمش چی بود؟ اینتل! اسمی که تقریباً هرکسی که یه بار کامپیوتر رومیزی یا لپ‌تاپ خریده احتمالاً حداقل یه بار اسمش رو شنیده. این شرکت اینتل سه سال بعد اولین تراشه‌ای که جامع بود و به قول این تمثیل ما فقط  یک درب یا اتاقک نبود و همه‌ی راهروها و اتاقک‌ها و درب وغیره رو با هم داشت رو معرفی کرد. همین  سال هم بود که اولین بار عبارت سیلیکون ولی توسط یک روزنامه‌ی محلی به کار رفت.  چهار سال بعد از اینکه آقایون مور و نویس، هشت نفر دیگه از کارمندای همون شرکت Fairchild semiconductors که گوردون مور و دوستش ازش استعفا داده بود تا شرکت خودش رو تاسیس کنه با خودشون گفتن اون دوتا که رفتن شرکت خودشون رو تاسیس کردن و عاقبت به خیر شدن. خوش به حالشون. اما چرا ما این کار رو نکنیم؟ خلاصه این هشت نفر هم از کارشون استعفا دادن و شرکت خودشون به اسم اختصاری AMD رو تاسیس کردن. شرکت AMD‌ هم خیلی شناخته شده ست و اصلاً الآن رقیب اصلی شرکت گوردون مور یعنی اینتل هست.

گوردون مور،هم بنیانگزار اینتل

در طول دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ شرکت‌های اصلی  در بازار ماشین‌آلات  تولید تراشه آمریکایی بودند، چون اولین مصرف‌کننده‌ی تراشه‌ها دولت آمریکا بود. دولت آمریکا از این امکانات در جنبه‌های مختلف مثل ماموریت‌های نظامی مثل رهگیری زیردریایی‌های شوروی یا ماموریت‌های فضایی ناسا استفاده می‌کرد. دو شرکت مطرح اون موقع Perkin Elmer و Geophysics Corporation of America (GCA) بودند. اون موقع تمام مراحل از طراحی تا استفاده از تراشه‌ها در آمریکا انجام میشد. این سیطره‌ی آمریکایی‌ها زنگ خطری بود برای ژاپنی‌ها. چون با گسترش استفاده از تراشه‌ها در لوازم خانگی، حالا شرکت‌های ژاپنی از بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان تراشه‌ها شده بودند. دولت ژاپن دست به کار شد و وزارت تجارت و صنعت بین‌المللی ژاپن بهترین شرکت‌های صنایع نوری ژاپن رو جمع کردند و بهشون کمک‌ کردند که بتونن خودشون رو به آمریکایی‌ها برسونن. حالا چرا صنایع نوری،‌ چون گفتیم تولید تراشه با حکاکی توسط تابیدن نور روی سیلیکون انجام میشه. از طرف دیگه، کشورهای شرق آسیا به خصوص ژاپن، کره، تایوان و هنگ‌کنگ ، با نیروی کار و منابع ارزونی که داشتن، تولید تراشه ارزون‌تر می‌تونستن انجام بدن و واسه همین شرکت‌های آمریکایی هم کم‌کم حالا یا متمایل شدن، یا مجبور شدن که مراحل تولید رو به شرق آسیا منتقل کنن. اما همزمان دولت آمریکا این شرکت‌های شرق آسیایی رو از تعامل و به اشتراک‌گذاری فناوری یا حتی خود تراشه با دولت‌های کومونیستی چین و شوروی که رقیب آمریکا در جنگ سرد بودند منع کرد و اینطوری تونست در برابر رقباش همیشه پیش‌رفته‌ترین تراشه‌ها رو در اختیار داشته باشه. این‌طوری شوروی که نزدیک‌ترین رقیب آمریکا بود چهارپنج سال در فناوری تراشه از آمریکا عقب بود. اگه قانون مور رو در نظر بگیریم که میگفت قدرت تراشه‌ها هر یک سال و تقریباً‌ دوبرابر می‌شد، میشه گفت قدرت‌ تراشه‌های آمریکا حدود هشت برابر بیشتر از تراشه‌های شوروی بود.

در سال ۱۹۸۰ Nikon اولین ماشین لیتوگرافی خودش رو معرفی کرد و مدت کوتاهی بعد هم canon اولین محصول خودش رو معرفی کرد. آره درسته همون شرکت‌هایی که ما بخاطر دوربین‌های عکاسی‌شون یا پرینتر می‌شناسیمشون. صنعت نیمه‌رسانا توجهات رو در اقصی نقاط دنیا به خودش جلب کرده بود و سرمایه‌گذارا، شرکت‌ها، دانشمندا و … رو آوردن به سرمایه‌گذاری، نوآوری و تولید محصولات جدید و درنتیجه این صنعت هر روز بزرگ و بزرگ‌تر می‌شد. این روند البته تا همین الآن ادامه داشته. در سال ۱۹۷۴ شرکت‌الکترونیکی کره‌ای سامسونگ با خرید یه شرکت نیمه‌رسانای کره‌ای دیگه وارد این صنعت شد.

شرکتهای لوازم خانگی آسیایی مشتری بزرگ تراشه ها بودند. کارگر شرکت سامسونگ دهه ۱۹۷۰

سال ۱۹۸۰ اولین فلش مموری دنیا توسط شرکت توشیبا و در ژاپن اختراع شد، این شروع یه انقلاب بود: یک حافظه‌ بر مبنای تراشه که با جداکردنش از رایانه یا خاموش کردنش پاک نمیشه. دیگه شرکت‌هایی مثل توشیبا از ژاپن و سامسونگ از کره جنوبی فقط تولید کننده نبودن و خودشون وارد پروسه‌ی طراحی تراشه‌ها هم شده بودند.

آمریکایی‌ها هم البته بیکار ننشسته بودن و روز به روز شرکت‌های بیشتری تاسیس می‌شدن و رشد می‌کردن. یکی از مهم‌ترین‌هاش شرکت اپل که در سال ۱۹۷۶ تاسیس شد و به سرعت وارد بازار کامپیوترهای خانگی شد.

همینطور توانایی‌های تراشه‌ها بیش‌تر روشن میشد و بازار نیمه‌رساناها و ماشین‌آلات ش رو به افزایش بود. برای همین به نظر می‌رسید که همه‌ی شرکت‌ها دارن وارد این بازار می‌شن. شرکت هلندی فیلیپس که همه‌ی ایرانی‌ها بخاطر تلویزیون‌ها و رادیو‌ها و ماشین‌اصلاح‌ها و … می‌شناسنش از اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی تحقیقاتی رو روی لیتوگرافی و تولید ماشین‌های لیتوگرافی شروع کرده بود و در ابتدای دهه‌ی ۱۹۸۰ هم محصولاتی رو در این زمینه معرفی کرده بود. در سال ۱۹۸۴ شرکت فیلیپس با سرمایه‌گذاری مشترک با یه شرکت هلندی دیگه شرکت به اسم ASM international شرکت جدیدی به نام شرکت ASML رو تاسیس کردند که به صورت تخصصی تحقیقات در زمینه‌ی ماشین‌آلات  تولید تراشه رو ادامه بده. ASML که مخفف Advanced Semiconductor Material Lithography هست یعنی لیتوگرافی موارد نیمه‌رسانای پیشرفته. ASML یکی از منحصربه فرد ترین نقش‌ها رو در زنجیره‌ی تامین تراشه در قرن ۲۱ داره. اگرچه شرکت‌های دیگه‌ای هم هستن که ماشین‌آلات  تولید تراشه می‌سازن، اما ASML تنها شرکت در کل دنیا هست که تونسته تکنولوژی خاصی به نام لیتوگرافی فرابنقش شدید یا EUV رو تولید کنه. به عبارت ساده ماشین‌آلات  تولید تراشه که سایر شرکت‌ها تولید می‌کنند برای مصارف ساده‌ کم‌تر پیچیده مثل تلویزیون، یخچال، پرینتر، ضبط صوت، عابر بانک قابل استفاده هست، اما اگه بخواید سریع‌ترین و بهترین تراشه‌ها رو تولید کنید، مثلاً برای تولید گوشی‌های تلفن‌همراه جدید، یا رایانه و لپ‌تاپ‌های جدید، همه‌ی شرکت‌ها چاره‌ای ندارن جز اینکه از ماشین‌آلات  ساخته شده توسط ASML استفاده کنن.

شرکت ASML هلند پیشرو در ساخت دستگاه تولید تراشه

در همین سال یعنی ۱۹۸۵ تنش‌های بین آمریکا و ژاپن هم در زمینه‌ی صنعت نیمه‌رساناها شروع به شکل گرفتن کرد. چندتا از شرکت‌های آمریکایی از شرکت‌های ژاپنی شکایت کردند. اما خیلی زود دو کشور به توافق رسیدن که بازارهاشون رو به روی همدیگه بازتر بکنن. شرکت‌های ژاپنی، ماشین‌آلات با کارایی خوب و قیمت پایینی برای تولید تراشه داشتند و به همین دلیل کم‌تر از یک دهه طول کشید که ژاپنی‌ها از آمریکایی‌ها پیشی گرفتند و ۷۰ درصد بازار ماشین‌آلات  تولید تراشه رو تصاحب کردند. یعنی خیلی زود شرکت‌های ژاپنی در تولید ماشین‌آلات تولید تراشه بی رقیب شدن و به نظر نمی‌رسید کسی بتونه حتی به اون‌ها نزدیک بشه.

درسال ۱۹۸۵ بعد دقیقاً‌همون‌طوری که در مورد نحوه‌ی تاسیس شرکت اینتل و AMD گفتیم، یه شرکت مطرح دیگه‌ی امروز هم تاسیس شد. یعنی هفت تا کارمند سابق یه شرکت نیمه‌رسانا از کارشون استعفا دادن و شرکت خودشون یعنی کوالکام رو تاسیس کردن. جالب اینکه مثل اینتل و AMD که بزرگ‌ترین شرکت‌های تولیدکننده‌ی تراشه‌های محاسباتی رایانه هستن، کوالکام هم الآن بزرگ‌ترین طراحی‌کننده‌ی تراشه‌های محاسباتی گوشی‌های موبایل هست. چندسال بعد هم شرکت انویدیا که معروف‌ترین شرکت برای تراشه‌های گرافیکی امروزه هست تاسیس شد. اگه کامپیوتر یا لپ‌تاپ خریده باشید و به جزئیاتش دقت کرده باشید، احتمالاً اسم انویدیا رو برای کارت گرافیک رایانه شنیدین. البته این شرکت تو این زمینه با AMD در رقابت هست. بین این شرکت‌ها اینتل خودش هم تراشه‌ها رو طراحی و هم تولید می‌کنه اما کوالکام و AMD و انویدیا تراشه‌هاشون رو فقط طراحی می‌کنن و تولیدشون رو به یه شرکت دیگه می‌سپارن که الآن می‌خوام معرفیش کنم.

سال ۱۹۸۷ آقای موریس چنگ (Morris Chang) بعد از ۲۵ سال کار در شرکت تگزاس انستورمنتس (Texas Instruments) که از بزرگ‌ترین و معروف‌ترین تولید‌کننده‌های تراشه در دنیا بود استعفا داد و به تایوان رفت تا شرکت تولید نیمه‌رسانای تایوان یا به اختصار TSMC رو تاسیس کنه. موریس چنگ در چین متولد شده بود و در بهترین دانشگاه‌های آمریکا یعنی هاروارد، MIT و استنفورد تحصیل کرده بود. دولت تایوان از چنگ خواست که شرکتی رو بسازه که در دنیا پیشرو بشه ولی وقتی موریس چنگ ایده‌ی شرکت TSMC رو مطرح کرد، سرمایه‌گذارها مردد بودن چون موریس میخواست یه قمار بزرگ رو روی بازاری که وجود خارجی نداشت بکنه! اون موقع بزرگ‌ترین تولیدکننده‌های تراشه یعنی اینتل و تگزاس اینسترومنتس خودشون تراشه‌های خودشون رو هم طراحی می‌کردن و هم می‌ساختن. اما ایده‌ی موریس چنگ این بود که بیاید فقط روی تولید تراشه و نه طراحی یا مراحل‌ دیگه‌ش متمرکز بشیم. وقتی موریس به آدم‌های نامدار و شرکت‌های بزرگ در این صنعت مراجعه می‌کرد که سرمایه‌جذب کنه، اونا بهش میگفتن ببین موریس، ایده‌ی جذابی داری، اما این ایده پا نخواهد گرفت، حتی اگه پا بگیره، شرکت بزرگ نخواهد شد و رشد نخواهد کرد. اما در کمال ناباوری ایده‌ی موریس جواب داد چون با پیشرفته و پیچیده‌تر شدن تراشه‌ها تولید اون‌ها هم کار سخت‌تری شد که نیازمند تمرکز و تخصص ویژه بود.

موریس چانگ بنیانگزار TSMC تایوان

موفقیت TSMC به قدری زیاد بود که الآن بزرگ‌ترین  و پیشرفته‌ترین تولید‌کننده‌ی تراشه‌ در دنیا هست.  بیشتر از ۹۰ درصد تراشه‌های پیشرفته‌ی دنیا، همونا که گفتیم تولیدشون به ماشین‌آلات ASML نیاز داره، توسط این شرکت یعنی TSMC‌ تولید میشه. یعنی در سال‌های گذشته TSMC‌ بزرگ‌ترین و خاص‌ترین مشتری ASML‌ بوده. شرکت TSMC در دهه ۱۹۹۰ انقدر در تولید تراشه مهارت و دانش و ماشین‌آلات  کسب کرده بود که عملاً برای اکثر شرکت‌های آمریکایی دیگه تولید تراشه به صرفه نبود و تولید رو به این شرکت واگذار کردن. در سال ۱۹۹۴ TSMC‌ به بازار سهام تایوان وارد شد و سه سال بعد اولین شرکت تایوانی شد که در بازار سهام نیویورک وارد میشد. سرعت رشد TSMC سرسام‌‌آور بود. در سال ۲۰۰۰ یعنی فقط بعد از ۱۳ سال بعد از تاسیس TSMC‌ خودش رو به بقیه شرکت‌های تولید تراشه رسونده بود. اما هرچقدر که تولید تراشه پیچیده‌تر میشد، شرکت‌های دیگه‌ بیشتر و بیشتر از رقابت عقب می‌موندن تا جایی که در سال ۲۰۲۳ فقط دو شرکت TSMC و سامسونگ می‌تونن پیشرفته‌ترین تراشه‌ها رو تولید کنن که البته همون‌طور که گفتیم سهم TSMC بیش از ۹۰ درصد این بازار هست. آقای  موریس چنگ تا سال ۲۰۱۸ مدیرعامل TSMC بود و نقش بسزایی در شکل‌گیری،‌ رشد و فرمانروایی TSMC ایفا کرد.

دکتر موریس چانگ

این‌ پیشرفت‌ها در شرق آسیا معنیش این بود که اگرچه آمریکا همچنان از رقبای کومونیستش یعنی شوروی و چین در تولید تراشه پیش بود، اما از یه طرف در این پیشتازی تنها نبود و ژاپنی‌ها، کره‌ای‌ها و تایوانی‌ها هم در کنار آمریکا بودن، و از طرف دیگه خیلی از این شرکت‌ها و کشورها برای این پیشتازی به همدیگه هم نیاز داشتن. یعنی اگه میخواستی بهترین تراشه رو داشته باشی،‌ این‌ تراشه باید با همکاری چندین شرکت در کشور‌های مختلف و دولت‌هاشون تولید میشد. در دهه‌ی ۱۹۹۰ اتحاد جماهیر شوروی از هم پاشید و جنگ سرد تموم شد. بعد از جنگ سرد آمریکا و چین سعی کردن تا روابطشون رو بهبود بدن و تنش‌ها رو کم کنند. پس آمریکا تحریم‌ها رو از روی چین برداشت و کم کم شرکت‌‌های چینی هم شکل گرفتن و شروع به رشد کردن.

گفتیم در دهه‌های ۸۰ و ۹۰ میلادی دو شرکت ژاپنی نیکون و کنون به بازار ماشین‌آلات  تولید تراشه مسلط بودند. این دو شرکت گوی سبقت رو کاملاً از شرکت‌های آمریکایی در ماشین‌آلات  تولید تراشه ربوده بودن و روی هم رفته سه چهارم بازار رو در دست داشتن. در سال ۱۹۹۵ شرکت ASML‌ با عرضه‌ی سهامش در بازار آمستردام و نیویورک کاملاً از شرکت‌های مادرش یعنی فیلیپس و ASM international مستقل شد. فیلیپس نصف سهامش رو در عرضه‌ی اولیه و باقی رو در چند سال بعدش فروخت. عرضه‌ی اولیه‌ی عمومی سهام پول لازم برای رشد بیش‌تر ASML فراهم کرد، اما asml در برابر غول‌های اون زمان یعنی نیکون و کنون یه نهال تازه و کوچک بود و حتی به سختی می‌تونست روی پای خودش بایسته. در سال ۲۰۰۱ حباب معروف به حباب دات کام در صنعت کامپیوتر به اصطلاح ترکید و وضع بازار تراشه خراب شد و این برای شرکت‌های کوچک‌تر مثل ASML تهدید بزرگ‌تری هم بود. در این حد که شرکت اینتل یک سفارش ۱۰۰ میلیونی که از قبل به ASML داده بود رو لغو کرد! اوضاع اصلاً‌ برای ASML که هنوز توان رقابت با بزرگ‌ترین‌ها رو نداشت خوب پیش نمی‌رفت. در انتهای سال ۲۰۰۱ شرکت نیکون که بزرگ‌ترین تولید کننده ماشین‌های لیتوگرافی بود از ASML به اتهام نقض ۷ تا از حق اختراعات نیکون شکایت کرد. در عوض چند ماه بعد در اقدامی تلافی جویانه ASML هم از نیکون به همین دلیل شکایت کرد. اما هیچ کدوم برای ASML خوب پیش نرفت و در نهایت دو شرکت توافق کردند که ASML ۸۷ میلیون دلار به نیکون پرداخت کنه. در انتهای سال  ۲۰۰۱ فروش ASML از ۳.۱ میلیارد در سال ۲۰۰۰ به ۱.۸۴ میلیارد رسیده بود، یعنی نزدیک به نصف شده بود. ASML اعلام کرد که ۴۴۲ میلیون دلار ضرر کرده و سهام شرکت هم اوضاع خوبی نداشت. در سال ۲۰۰۲ ارزش سهام ASML حدود ۹۰ درصد نصبت به اوج خودش در سال ۲۰۰۰ افت کرده بود! خلاصه اینکه هرکی اوضاع رو میدید میگفت این شرکت، دیگه شرکت‌بشو نیست. اما اونا دست بردار نبودند و به پیش‌رفتاشون در تحقیقات باور داشتن و بالاخره بعد از ممارست زیاد در همون سال و در چند سال بعدش چند نوآوری انقلابی جدید رو بر پایه تحقیقاتشون معرفی کردن که نرخ تولید و دقت این ماشین‌آلاتشون رو به حداکثر رسوند و درنتیجه ارزش خرید خیلی بالایی داشت. این نوآوری‌ها ورق رو به نفع ASML برگردوند و شرکت رو از نزدیک به ورشکستگی بلند کرد. نیکون و کنون نتونستن با سرعت لازم به این تکنولوژی‌ها و نوآوری‌های ASML برسن وASML برای اولین بار تبدیل به بزرگ‌ترین تولید‌کننده ماشین‌آلات  تولید تراشه شد.

تولید دستگاه ساخت تراشه در ASML

اما ASML به تحقیقاتش و نو آوری داشت ادامه می‌داد و بالاخره بعد از بیش از ده سال کار و تحقیق روی فناوری ماوراء بنفش شدید یا به اختصار همون EUV، در سال ۲۰۱۰ ASML اولین نمونه‌ی آزمایشی این فناوری رو ارائه دادن و این شروع یک عصر جدید تولید تراشه و سرآغاز امپراطوری بلامنازع ASML بر صنعت ماشین‌آلات  تولید تراشه بود. منظورم از امپراطوری بلامنازع اینه در حالی که ASML از سال ۲۰۱۰ تا الآن چند نسل مختلف از ماشین‌های EUV معرفی کرده، بعد از ۱۳ سال هنوز هیچ شرکتی نتونسته به این فناوری دست پیدا کنه! تازه ASML همچنان دنبال نوآوری و پیشرفت بیشتر هست. الآن شرکت‌های تولید تراشه رقابت شدیدی هست که کی میتونه زودتر ماشین‌آلات  جدید ASML رو بخره و اونا این ماشین‌های چندصد میلیون یورویی رو از خیلی قبل پیش خرید می‌کنن. این ماشین‌ها احتمالاً پیچیده‌ترین چیزهایی هستن که تا حالا بشر ساخته و گرون‌ترین دستگاه ساخته‌ی دست بشر هست که به تولید انبوه رسیده. هر کدوم از این ماشینا از ۷ قسمت اصلی تشکیل شده که هر کدوم در یک کارخانه تولید در جای مختلفی تولید میشه. همه‌ی این قسمت‌ها به کارخونه‌ی مرکزی ارسال میشه، سرهم میشه و تست میشه. بعد از تست دوباره قطعات جدا میشن و جداگانه بسته‌بندی میشن تا به کارخونه‌ی مشتری ارسال بشند. برای ارسال قطعات یک ماشین EUV که قیمتش می‌تونه تا ۳۰۰ میلیون یورو باشه، بیست تا تریلی و سه تا هواپیمای ۷۴۷ کامل پر میشه.

کار در شرکت ASML

بریم سراغ چین و ببینیم اونجا داره چه اتفاقاتی میفته، گفتیم که بعد از پایان جنگ سرد ایالات متحده‌ی آمریکا تحریم‌های زیادی رو علیه چین لغو کرد و شرکت‌های چینی کم‌کم وارد زنجیره‌ی تامین تراشه شده بودند و در حال رشد بودند. اما این رشد در مقایسه با رشد نیاز چینی‌ها به تراشه کافی نبود و شرکت‌های مصرف‌کننده‌ی تراشه‌ در چین همچنان برای داشتن بهترین تراشه‌ها نیازمند ماشین‌آلات  تولید تراشه، طراحی و تولید تراشه توی کشورهای دیگه بودند. البته تا یه حدودی این قضیه محدود به چین نبود و هیچ کشوری تو دنیا نبود که به تنهایی بتونه همه مراحل رو خودش انجام بده. اما وابستگی دولت و شرکت‌های چینی حتی بیشتر و یک‌طرفه‌تر هم بود.از طرف دیگه اقتصاد چین با سرعت اعجاب آوری در حال رشد بود و دولت وشرکت‌های چینی که برای رشد چشمگیرشون به تراشه‌‌ها وابسته بودند روز به روز نیاز داشتن که تراشه‌های بیشتری وارد کنن تا جایی که هزینه‌ی واردات تراشه در چین تقریباً معادل واردات نفت شد. اهمیت تراشه‌ها الآن به حدی رسیده که قدرت‌های بزرگ دنیا سعی می‌کنند که روی تولید تراشه‌هاشون کنترل داشته باشند و این زنجیره رو برای خودشون امن کنن. هرکسی به این تکنولوژی بیش‌تر و زودتر دسترسی داشته باشه می‌تونه در اقتصاد و حوزه‌های پیش‌رفته مثل هوش مصنوعی پیشی بگیره. تولید بهترین تراشه‌ها چندتا گلوگاه داره. ماشین‌آلات  تولید بهترین‌ تراشه‌ها در هلند توسط ASML تولید میشه. خود ASML برای تولید ماشین‌آلات ش به شرکت‌های دیگه یا زیرمجموعه‌های خودش که در آمریکا هستن وابسته ست. بهترین تراشه‌ها هم در شرکت‌های آمریکایی و کره‌ای طراحی میشن و در نهایت این تراشه‌ها باید یا در TSMC یعنی تایوان یا سامسونگ در کره‌ی جنوبی تولید بشن. چینی‌ها که سال‌ها از این زنجیره کنار گذاشته شدن و عقب موندن نه تنها میخوان سریع این فاصله‌ رو جبران کنن و بازیگر مهمی تو زنجیره بشن،‌ بلکه میخوان زنجیره‌ی مستقل خودشون رو داشته باشن و به هیچ کشوری وابسته نباشن. واسه همین دولت چین تصمیم گرفت که برنامه‌ای رو با هدف خودکفا شدن در تولید تراشه شروع کنه. اونا میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری کردن و شرکت‌های مختلفی از جمله  شرکتی به اسم شرکت بین‌المللی تولید تراشه یا به اختصار SMIC‌ رو تاسیس کردن که مثل TSMC تایوان وظیفه‌ی تولید تراشه رو به عهده داره، اما فعلاً تولیدش به تراشه‌های غیر پیشرفته محدود میشه. من اینجا برای جلوگیری از قاطی شدن اسم شرکت‌ها، اون‌ها رو همون شرکت‌ تولید‌کننده‌‌ی تراشه‌ چینی خطاب می‌کنم. خیلی زود این شرکت با دانشی که در تعامل با شرکت‌های پیشرو کسب کرده بود تونست تولید تراشه‌های غیر پیشرفته یا کم‌تر پیشرفته (a few generations behind) رو در چین انجام بدن. اما این اگرچه شروع خوبی میتونه باشه، اما همچنان چین به واردات تراشه و به ویژه‌ی تراشه‌های پیشرفته وابسته ست. چینی‌ها می‌دونن که اگه بخوای با بهترین‌ها رقابت کنی،‌ باید هم سطح بهترین‌ها باشی.

در صورت وقوع جنگ بین چین و تایوان، جهان با بحران تراشه مواجه میشود 

در سال ۲۰۱۲ یه مهندس چینی به نام زانگ‌چنگ یو (Zongchang Yu) از کارش در ASML استعفا داد و دو تا شرکت یکی درآمریکا و یکی در چین ثبت کرد. وکلای آمریکایی و ASML بعدتر به اتهام اینکه زانگ‌چنگ یو چندین نفر از کارمندای دیگه‌ی ASML رو هم استخدام کرده و اون‌ها اسرار طراحی ماشین‌های ASML‌ رو دزدیدن شکایت کردن اما دولت چین از زانگ‌چنگ یو و شرکت‌هاش حمایت کرد.  در سال ۲۰۱۹ دولت آمریکا خواست تا زانگ‌چنگ یو رو دستگیر کنه، اما نتونستن در آمریکا پیداش کنن. تا اینکه یه مدت بعد تو چین به عنوان مدیرعامل شرکتی پیداش شد که تونست کپی یه سری از نرم‌افزارهای مورد استفاده در ماشین‌آلات‌ ASML رو تولید کنه. این فقط یکی از موارد سرقت اطلاعات در دنیای تراشه هست و دولت چین در موارد مختلف به صورت مستقیم یا غیرمستقیم از این سرقت‌های اطلاعات توسط شرکت‌های چینی حمایت کرده. در حقیقت چینی‌ها در راستای برنامه‌شون برای خودکفایی این گلوگاه‌های زنجیره‌ی تراشه مثل ASML رو شناسایی کردن و سعی کردن که ازشون کپی برداری کنن. اما نقشه‌شون خوب پیش نرفت چون این‌کار دولت‌های دیگه از جمله آمریکا و اتحادیه اروپا رو تحریک کرد تا به این مسئله‌‌ی سرقت اطلاعات فنی به چشم یه مسئله‌ی امنیتی و نه اقتصادی نگاه کنن. این امر همزمان شده بود با تشدید رقابت بین آمریکا و چین در سال‌های اخیر و به ویژه دوران رئيس جمهوری دونالد ترامپ و جو بایدن در آمریکا. ترامپ در سخنرانی‌های متعدد این مسئله سرقت اطلاعات و رقابت برای تولید تراشه رو بیان کرد و به عنوان عکس‌العمل تعرفه‌ی واردات از چین رو ۱۰ درصد افزایش داد و در دو سال پیاپی دو شرکت بزرگ فناوری چینی یعنی ZTE و Huawei رو مورد تحریم شدید قرار داد. این تحریم‌ها تقریباً‌ باعث ورشکستگی ZTE شد و هواوی رو هم شدیداً تحت تاثیر قرار داد. چند سال بعد رئیس جمهوری بعدی آمریکا یعنی جو بایدن، باز هم تحریم‌ها رو وسیع‌تر کرد و همه‌ی شرکت‌های آمریکایی رو از فروش تراشه‌های پیشرفته، ماشین‌آلات  و نرم‌افزارهای تولید تراشه به چین منع کرد. همچنین همه‌ی شرکت‌های دنیا رو که از محصولات تولید شده در زمینه‌ی تراشه در آمریکا استفاده می‌کردن رو از فروش تراشه‌های پیشرفته به چین منع کرد. این مناقشه‌ بین آمریکا و چین به عنوان جنگ سرد تکنولوژیک اسم برده میشه. بایدن در یه کنفرانس خبری میگه من به روشنی به رئیس جمهور چین گفتم که ما نباید با هم در بیوفتیم. ما در یک رقابت تکنولوژیک هستیم و باید با قوانین یکسانی برای هردوطرف بازی کنیم. چینی‌ها اما در طرف مقابل این اقدامات رو قلدرمئآبانه و مداخله در بازار تجارت جهانی اعلام کردند.

زانگ‌چنگ یو

اما این سیاست نگین اصلی سیاست‌های جو بایدن در دور اول ریاست‌جمهوریش هست. بایدن حساسیت جامعه‌ و صنعت آمریکا به این مسئله رو دیده و نمیخواد به این خاطر کوتاهی در این مناقشه در دور بعدی انتخابات شکست بخوره. این مناقشات فقط به همین جنگ لفظی بین دو طرف ختم نمیشه ختم نمیشه و پای تایوان و TSMC رو هم وسط کشیده. از سال ۱۹۴۹ چین تایوان رو به عنوان یکی از استان‌های جدا افتاده‌ی خودش می‌بینه و میخواد که تایوان با چین ادغام بشه و حتی تهدید به حمله کرده. در سال‌های اخیر سرمایه‌گذاری چین در امور نظامی به شدت افزایش پیدا کرده و تقریباً تمام قدرت نظامی‌ش رو به سمت تایوان نشونه گرفته. اما آمریکا از طرف دیگه از استقلال تایوان حمایت میکنه. مقامات چین از یه طرف و تایوان و آمریکا از طرف دیگه مستقیم و علنی هم دیگه رو تهدید می‌کنن. رئیس جمهور چین در سخنرانیش میگه ما به دنبال ادغام صلح‌آمیز تایوان با چین هستیم، اما این به این معنی نیست که اگه لازم شد از زور و نیروی نظامی استفاده نمی‌کنیم. از اون طرف هم مقامات آمریکایی شخص رئیس جمهور چین و دولتش رو تهدید می‌کنن. آنتونی بلینکن میگه ما طبیعتاً اصلاً علاقه‌ای به اینکه تکنولوژی‌یی رو به چینی‌ها بدیم که می‌تونه علیه ما ازش استفاده بشه، نداریم. با توجه به اینکه حدود ۶۳ درصد تمام تراشه‌های دنیا و ۹۲ درصد از تراشه‌های پیش‌رفته‌ی دنیا توسط شرکت تایوانی TSMC تولید میشه، تهدیدهایی که چین درمورد تایوان در سال‌های اخیر کرده خیلی برای بقیه‌ی دنیا هم مهم شده. چین سعی می‌کنه که کنترل این شرکت تایوانی رو در دست بگیره و خودش بزرگ‌ترین و مهم‌ترین قطعه‌ی این پازل بشه. توی یه مستند در تلویزیون هلند در مورد ASML‌ گزارشگر از مدیرعامل این شرکت می‌پرسه چقدر طول می‌کشه که چین بتونه به این تکنولوژی دست پیدا کنه؟ Peter Wennink، مدیرعامل ASML میگه جایی که ما هستیم دهه‌ها دانش و تجربه برای اون صرف شده. البته برای چین یا هر کسی هم غیر ممکن نیست که به این جایگاه برسه چون فیزیک در اینجا و در چین و در همه‌ی دنیا به یک شیوه کار می‌کنه. اگر ما تونستیم اونا هم می‌تونن. اما کاری که ما برای حفظ جایگاهمون می‌تونیم انجام بدیم اینه که سریع‌تر و باز هم سریع‌تر حرکت کنیم. یعنی سرمایه‌گذاری بی حد و حصر در نوآوری.

خانم رعنا فروهر، ستون‌نویس تجارت جهانی در مجله‌ی financial times‌ میگه وقتی در اوکراین جنگ شروع شد اثراتش جهانی بود و قیمت‌های محصولات غذایی و انرژی در دنیا بالا رفت و تورم در همه‌ی دنیا بالاتر رفت. اما اگه بخوایم مسئله‌ی تراشه و تایوان رو با جنگ روسیه و اوکراین مقایسه کنیم باید بگم در شرایط کنونی اگه به هر دلیلی ارسال تراشه از تایوان قطع بشه،‌ مثلاً اگر جنگی بین چین و تایوان رخ بده، اثراتش روی دنیا ۱۰۰۰ برابر جنگ اوکراین خواهد بود! رعنا فروهر میگه پارادایم جهانی در حال تغییره و این تا رسیدن به تعادل جدید باعث اصطکاک و نزاع میشه. رقابتی اقتصادی بین قدرت‌های جهانی که یه مسئله‌ی احتمالاً قابل مدیریت هست ممکنه به چیزی خیلی بزرگ‌تر و شدید‌تر تبدیل بشه که غیرقابل مدیریت هست و این واقعاً نگران‌کننده ست. آقای جیمز لوییس از مرکز مطالعات استراتژیک و بین‌المللی آمریکا میگه اینکه چین کنترل تایوان رو به دست بگیره لزوماً ممکنه از طریق حمله و تجاوز نظامی نباشه. ممکنه حتی با هزینه‌ی کم‌تر باشه، مثلاً در انتخابات بعدی در تایوان یه گروه حامی و دوست‌دار چین سر کار بیان و فرداش بگن ما از الآن دیگه شریک اولمون چین هست و دیگه با شرکت‌های آمریکایی همکاری نکنن.  خانم فروهر معتقده که دنیا از دوره‌ی جهانی‌شدن (؟) (globalization) گذشته و کشورها باید خیلی به امنیت زنجیره‌ی تامین نیازهاشون اهمیت بدن. سال ۲۰۲۱ که برخی کارخانجات تولید تراشه به دلیل همه‌گیری بیماری کووید ۱۹ با کاهش یا توقف تولید مواجه شدن، جهان فهمید که چقدر به تراشه وابسته ست. در این سال ۶ میلیون خودرو در فقط به خاطر نبودن تراشه پشت درب‌ کارخانه‌ها موندن و وارد بازار نشدن و شرکت‌های خودروسازی چندصد میلیارد دلار به این خاطر ضرر کردن.  برخلاف دهه‌های گذشته که کشورهای پیشرفته از جمله آمریکا اعتقاد داشتن همه چیز ناگزیر جهانی خواهد شد و بهتره بخشی از فعالیت‌ها از جمله تولید رو به کشور‌های دیگه و ارزون‌تر منتقل کنن، امروزه این کشورهای پیشرفته استراتژی‌شون رو مخصوصاً در مورد صنعت حیاتی‌ تراشه دارن تغییر میدن.

 تمرکز امریکا بر ساخت تراشه در داخل خاکش بیشتر شده

آمریکا برنامه‌ای با بودجه ۷۶ میلیارد دلاری رو برای تولید بخشی از تراشه‌های مورد نیازش رو در خاک آمریکا شروع کرده که به American chip act مشهوره و هرسه شرکت بزرگ تولید تراشه یعنی TSMC، سامسونگ و اینتل در حال ساخت کارخانه‌هایی برای تولید تراشه در ایالت‌های مختلف آمریکا و به ویژه ایالت آریزونا هستند. امریکن چیپ اکت علاوه بر بودجه‌ی هنگفت شامل ۲۵٪ درصد تسهیلات مالیاتی برای شرکت‌ها میشه که به این ترتیب آمریکا رو به محل جذابی برای سرمایه‌گذاری شرکت‌ها تبدیل کنه. آمریکا این رو بخشی از برنامه امنیت ملی‌شون می‌دونه. اما این سرمایه‌گذاری به همین اعداد و ارقام محدود نمیشه. خود این شرکت‌ها هم هرکدوم هزینه‌های حتی بیشتر از این می‌کنن تا جایگاه خودشون رو بهبود ببخشن و از بازار آینده‌ی تراشه سهم بیشتری بدست بیارن. مثلاً شرکت اینتل که برای چیزی حدود نیم قرن پیشتاز صنعت تراشه بود، و در سال‌های اخیر از رقبا برای تولید بهترین تراشه‌ها عقب مونده، قراره در پنج سال ۱۵۰ میلیارد دلار برای توسعه‌ی کارخانه‌ها و فرآیندهای جدید در آمریکا سرمایه گذاری کنن. برای اینکه مقدار ۱۵۰ میلیون دلار رو بهتر درک کنید، با این مقایسه کنید که اون پول‌های بلوکه شده‌ی ایران که در چندماه اخیر تو اخبار خیلی صحبتش شده ۶-۷ میلیارد هست که پول کمی هم نیست، اما اینتل خودش به تنهایی میخواد سالی ۳۰ میلیارد دلار یعنی در پنج سال ۱۵۰ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری کنه و حتی برنامه داره که در سال‌های بعدش این مقدار رو افزایش هم بده. خود این ساخت و سازهای کارخونه‌های شرکت‌های سامسونگ، اینتل و TSMC هم پروژه‌های عظیم و جالبی هستند. هر کدوم سعی دارن یه کارخونه‌ی غول‌آسا و خیلی پیشرفته و دقیق رو در کم‌ترین زمان ممکن بسازن. بزرگ‌ترین ماشین‌آلات ساختمون‌سازی و جرثقیل‌های دنیا شبانه‌روز در حال کار هستند تا هرچه‌ سریع‌تر این کارخانه‌ها ساخته بشن. حتی پیدا کردن و رسوندن آب مورد نیاز برای ساخت این کارخانه‌ها و تولید تراشه در بیابیون‌های آریزونا خودش پروژه‌ی بزرگی هست. TSMC برای کارخونه‌ی خودش روزانه به ۴.۷ میلیون گالون آب نیاز داره!

اما تایوانی‌ها با کمبود آب غریبه نیستن و اون‌ها سیستم بازیافت و تصفیه‌ی آب پیشرفته‌ای هم برای کارخونه‌شون طراحی کردن که ۹۰ درصد آب مصرفی‌شون رو بازیافت می‌کنه. یه مشکل دیگه‌ که این شرکت‌ها برای تولید تراشه در آمریکا باهاش مواجه هستن این هست که همه‌ی نیروهای متخصص برای تولید تراشه در دهه‌های گذشته از اقصی نقاط جهان به آسیا یعنی کره و تایوان رفتن تا در اون کارخانجات کار کنن و خیلی از اون‌ها تمایلی ندارن که به آمریکا مهاجرت کنن. در طول دهه‌های گذشته دانشگاه‌های تایوان هم تمرکز ویژه‌ای روی این صنعت داشتن تا نیروی کار خوبی برای این صنعت پرورش بدن و البته که خود مردم و دانشجوها هم بهش رغبت نشون میدن چون بازار کار خیلی خوبی براش وجود داره. اما کارخونه‌های تازه ساخته‌شده نمی‌تونه فقط بار کارمندان جدید شروع به کار کنه، چون از طرفی نیروی کار جدید نمی‌تونه مستقیم و بلافاصله هم‌سطح نیروی کار با تجربه‌ مشکلات رو حل کنه و کار رو پیش ببره و از طرف دیگه این تخصص مورد نیاز تنها به علم و دانش تئوری که در دانشگاه تدریس بشه محدود نمیشه، بلکه در طول سال‌ها مهارت‌هایی هم در کارمندان و همینطور ساختار شرکت شکل گرفته که به این راحتی قابل انتقال به شرکت یا مکان دیگه‌ای نیست و باید سینه به سینه منتقل بشه که زمان می‌بره و به تعامل نزدیک نیاز داره. واسه همین تایوانی‌ها برنامه‌هایی دارن که تعدادی از کارمندها رو حداقل برای دوره‌های کوتاه مدت دو سه ساله به آمریکا ببرن تا بتونن هرچه سریع‌تر اون کارخونه‌ رو هم به سطح بازده کارخونه‌هاشون در تایوان برسونن.

سیاستهای حمایتی در جهت توسعه صنعت تراشه در امریکا

از آمریکا و چین و تایوان گفتیم حالا یه سر کوتاه به بقیه‌ی دنیا هم بزنیم. کره‌ای‌ها هم برنامه‌های گسترده‌ای برای سرمایه گذاری‌های مشابهی برای گسترش تولید تراشه در خاک کره دارن. در اروپا اگرچه دولت هلند و شرکت ASML در جنگ بین آمریکا و چین سمت آمریکا ایستادن اما هلندی‌ها در زمینه‌ی تجارت و صنعت حمل و نقل با چین همکاری دارند، چون بندر روتردام که بزرگ‌ترین بندر اروپا هست حدود نیمی از حمل‌ونقل‌هاش با چین هست. شرکت‌های چینی هم در این بندر سرمایه‌گذاری کردند و چین اون‌رو بخشی از راه جدید ابریشم خودش می‌بینه. از طرف دیگه اروپا که قلب تحقیق و توسعه‌ی صنعت تراشه هست و باریک‌ترین گلوگاه این صنعت یعنی ASML در اروپا ست، اما تا حالا کارخانه تولید تراشه‌ی مهمی در خاک اروپا وجود نداشت. بنابراین اتحادیه اروپا هم برنامه مشابهی با آمریکا و به اسم European chip act رو شروع کرده و میخوان در هشت سال آینده ۵۳ میلیارد یورو در تولید تراشه سرمایه‌گذاری کنن و هدفشون این هست که تا سال ۲۰۳۰ باید بیست درصد از تراشه‌های تولیدی دنیا در اروپا تولید بشه. اینتل قصد داره یک کارخونه ۳۰ میلیارد یورویی  تولید تراشه در اروپا  بسازه. همچنین TSMC‌ با همکاری دو شرکت اروپایی Bosch, Infineon, و NXP قراره که کارخونه‌ای در اروپا بسازه. هردوی این کارخانه‌ها قراره در آلمان ساخته بشه و دولت   آلمان هم تخفیف‌های مالیاتی براشون در نظر گرفته.

جنگ تراشه بین امریکا و چین ادامه دارد

نکته‌ی جالب این ماجراها اینه که برنامه‌های چین،‌ آمریکا و اروپا برای تولید تراشه، از بزرگ‌ترین پروژه‌های تاریخ این کشورها یا اتحادیه‌ اروپا هستن که سعی‌دارن کوچک‌ترین محصولات تاریخ رو تولید کنن. همون‌طور که گفتیم ساختارهای داخل تراشه ها خیلی خیلی خیلی از زخامت یک تار موی انسان کوچک‌تر هستن.