Nanometer-Rennen: Wie sieht die russische Halbleiterindustrie aus?

Dieser Artikel setzt den Zyklus von Artikeln „Nanometer-Rennen“ fort. Heute betrachten wir die Entwicklung der Halbleiter in Russland und wie dies (oder nicht) die Welt beeinflusst.

DISCLAIMER: Leider hat der Autor keinen Zugang zu Dokumentationen russischer Halbleitertechnologien, daher stützt sich dieser Artikel ausschließlich auf Daten aus öffentlichen Quellen mit kritischer Analyse spezifischer Parameter.

Die Halbleitertechnologien und Fabriken Russlands wurden vom Sowjetunion geerbt. Technologien der Halbleiter und spezifische Lösungen (wie programmierbare integrierte Schaltkreise mit UV-Löschung) waren größtenteils Kopien westlicher Systeme und Muster. In den Jahren der eigenständigen Existenz Russlands wurde kein effektives wirtschaftliches Modell für die Produktion halbleiterbasierter Produkte entwickelt, und es kam zu einem Zerfall des Systems der Ausbildung von Spezialisten. Die sowjetischen Halbleiter erwiesen sich als nicht wettbewerbsfähig gegenüber westlichen, weshalb die in Russland vorhandenen Technologien ausschließlich bei Vorhandensein staatlicher Finanzierung in wissenschaftlichen Forschungen, im Raumfahrt- und Militärbereich angewendet werden.

Es ist verständlich, dass Russland derzeit sowohl für den Einsatz im Kriegsgebiet als auch auf der Ebene ziviler Nutzer westliche Halbleitersysteme über Drittländer oder chinesische Geräte erhält. Uns interessiert jedoch, ob die eigene Industrie Russlands etwas als Importersatz anbieten kann.

Probleme des russischen Halbleitersektors

Wenn man sich etwas in den Zustand des russischen Halbleitersektors im 21. Jahrhundert vertieft, wird deutlich, dass dies eher ein Weg der Degeneration als der Entwicklung ist. Der russische Sektor der Halbleitertechnologien wurde nach dem Prinzip einer Forschungseinrichtung finanziert, bei dem keine echten Ergebnisse verlangt werden, sondern nur Berichte über die erledigte Arbeit. Die Ergebnisse der Arbeit des Sektors wurden in der überwiegenden Mehrheit nicht kommerzialisiert aufgrund fehlender wettbewerbsfähiger Produkte. Die Geschlossenheit der Finanzierung von Projekten des militärisch-industriellen Komplexes, die gemeinsam mit der Halbleiterindustrie umgesetzt wurden, förderte keine Transparenz und Effizienz bei der Ausgabenverwendung. Dabei waren die staatlichen Zuwendungen über einen langen Zeitraum nicht einmal ausreichend, um die bestehende Infrastruktur zu erhalten und Schlüssel-Spezialisten zu halten. Folge war der Stillstand der Produktionsprozesse bei einer Reihe führender Hersteller (NM-Tech) oder deren Insolvenz (Angstrem).

Die Situation war auch bei der Micron Group oder dem ZNTC nicht besser. All dies förderte nicht die Kontinuität der Entwicklungen und das Nachfolgen von Erfahrungen, was in diesem Bereich sehr wichtig ist. Die Motivation der Spezialisten sank, Fachkräfte wanderten ins Ausland aus oder wechselten beispielsweise in den Bereich der Informationstechnologien. Stand 2013 befand sich der russische Halbleitersektor in einem depressiven Zustand, als selbst die staatlichen Zuwendungen nicht mehr ausreichten, um Spezialisten zu halten. Der Bereich erinnerte zunehmend an eine alte und ineffiziente Akademie der Wissenschaften, die sich ausschließlich auf noch vorhandene sowjetische Kader stützte, deren Zahl immer weniger wurde. Aus Diskussionen mit russischen Kollegen bereits im fernen 2013 wurde dem Autor der Zustand der Branche klar, in der aufgrund fehlender Finanzierung und eigener Produktwertlosigkeit Verzweiflung, Passivität und das Verständnis der Perspektivlosigkeit dieses Bereichs in Russland sowohl für Spezialisten als auch für den Markt vorherrschten. Etwas begann sich 2014 zu ändern, als ein Kurs auf Importersatz ausgerufen wurde, aber das ineffiziente System konnte sich nicht schnell verändern.

Wie können die Russen Halbleiterchips importsubstituieren?

Die produktivsten Unternehmen der Halbleiterbranche befinden sich in der Nähe von Moskau in der Stadt Selenograd.

Angstrem Selenograd

Dort ansässig sind die Micron Group, Angstrem, NM-Tech, Crocus Nano, Selenogradski Nanotechnologiezentrum (ZNTC). Auch Unternehmen in Fryazino (NPP Istok, Oblast Moskau) und in Brjansk (Kremnij EL) sind der Erwähnung wert. Sie verfügen über Technologien von 350 nm und 180 nm. Hier sollte man eine Anmerkung machen und sagen, dass wir mehr oder weniger sicher nur über diese Technologien sprechen können, die direkt hier und jetzt (wenn auch mit Einschränkungen) für Produkte angewendet werden können. Alle anderen Technologien, die von Zeit zu Zeit in der russischen Presse erwähnt werden, sind entweder experimentell oder perspektivisch (also in der Entwicklungsphase).

Lassen wir uns genauer ansehen, was mit den Technologien von 180 und 350 nm, die kommerziell für Russen zugänglich sind, erschaffen werden kann.

Technologie 180 nm

Die Technologie 180 nm wurde von führenden Akteuren des Halbleitermarktes (TSMC, Fujitsu, Sony, Toshiba, AMD usw.) im Jahr 1999 kommerzialisiert. Die Technologie 350 nm wurde noch früher – im Jahr 1993 – kommerzialisiert. Das heißt, die neueste russische Halbleitertechnologie hat 26 Jahre. In der Welt der Halbleiter ist das sehr viel, aber es gibt genug Geräte, die die besten technologischen Errungenschaften nicht benötigen und auf Basis dieser veralteten Prozesse hergestellt werden können. Grundsätzlich ermöglichen solche Technologien die Konstruktion von Steuerungscontrollern, einschließlich Transport-, Industrie- und militärischen. Man kann verschiedene Arten digitaler Technik vom Niveau 2000–2005 (einschließlich Nutzertechnik) und Leistungsgeräte herstellen.

Da wir die spezifischen Parameter des russischen Fertigungsprozesses nicht kennen, erlaubt sich der Autor, zu betrachten, was mit westlichen Technologien, beispielsweise IBM 180 nm, erschaffen werden kann. Mit einer solchen Technologie kann man den Transportbereich (mit Ausnahme der Luftfahrt), industrielle Automatisierung, einige Kommunikationssysteme (bis zum Niveau 2005–2008) und den militärischen Bereich abdecken (wenn keine hochleistungsfähigen Berechnungen wie bei Verschlüsselung und künstlicher Intelligenz erforderlich sind).

Bedeutet das, dass die Russen mit den vorhandenen Prozessen dasselbe tun können?

Eher nein, aber dieser Bereich ist sehr wichtig für die Arbeit des militärisch-industriellen Komplexes der Russischen Föderation, was das Interesse ukrainischer Militärs (und Drohnenangriffe) an der Produktion von Kremnij EL in Brjansk belegt.

Kremnij EL

Die Bedeutung der Technologien verstehen auch die Russen selbst. Der Autor hat periodisch eine Aktivität bei der Rekrutierung von Personal für Unternehmen der Halbleiterbranche sowohl über hh.ru als auch über die Webseiten einzelner Unternehmen beobachtet und kann bestätigen, dass seit Anfang 2022 eine erhebliche Belebung der Rekrutierungsprozesse stattgefunden hat. Dabei wurden Mitarbeiter sowohl für Entwicklungs- als auch für Produktionspositionen rekrutiert. Dies deutet darauf hin, dass es sowohl um eine Erweiterung der Produktion (z. B. durch zusätzliche Schichten) als auch um eine Erweiterung der Produktentwicklung geht. Das zeigt das Verständnis Russlands für seine Verwundbarkeit im technologischen Sektor und die Versuche, den Rückstand aufzuholen.

Die aktuellen Bemühungen Russlands, in Halbleitersysteme zu investieren, werden wahrscheinlich die bestehende Abhängigkeit von westlichen und chinesischen Technologien hier und jetzt nicht ändern.

Abhängigkeit Russlands von China

Die Russen haben Probleme mit der Produktivität der Halbleiterfabriken, der Qualität ihrer Produkte und der technologischen Präzision. Ebenso gibt es wahrscheinlich Probleme mit der Verfügbarkeit einiger wichtiger Ergänzungen zu den bestehenden Technologien. Gemeint ist vor allem die SOI-Technologie (Silizium auf Isolator), die die Geschwindigkeit und den Energieverbrauch von Transistoren verbessert und für Systeme mit hoher Geschwindigkeit und Kommunikationssysteme entscheidend ist. In öffentlichen Quellen gibt es nur Verweise auf Experimente mit dieser Technologie, weshalb wir sie nicht als kommerziell zugänglich für russische Entwickler betrachten können.

Aus Entwicklungsseite gibt es ein Problem mit der Qualität und Quantität der Entwickler, ihrer Motivation und der Strukturierung der Prozesse. Entwickler könnten sich nicht ausschließlich auf russische Technologien beschränken und sich auf verfügbare chinesische ausrichten. Aber das würde eine Gefahr für das geistige Eigentum neuer russischer Entwicklungen seitens Chinas schaffen, und nach Meinung des Autors werden die Russen diese Option zu maximieren vermeiden (wenn wir speziell vom militärisch-industriellen Komplex sprechen).

Fazit

Versuchen wir, Schlussfolgerungen zu formulieren. Technologisch kann Russland Halbleiter für einen bestimmten engen Bereich, beispielsweise den militärischen Bereich oder die Industrie oder den Transport, herstellen, aber die Menge und Qualität der eigenen Produkte ist derzeit nicht ausreichend. Um die aktuellen Bedürfnisse zu decken, wird Import über Drittländer und Import aus China genutzt. Russland investiert jedoch intensiv in die Halbleiterbranche und führt eine aktive Rekrutierung durch, was auf ein Verständnis seiner Verwundbarkeit durch das technologische Rückständigkeit und den Versuch hinweist, dieses zumindest im militärischen Bereich aufzuholen. Halbleiter, selbst die nach den relativ alten Technologien Russlands hergestellt, können in Waffen und Munition verwendet werden und Menschen töten. Die Russen werden ihren Rückstand wahrscheinlich nicht vollständig aufholen, aber einige technologische Dinge eigener Produktion könnten sie auf das Schlachtfeld in der Ukraine bringen, was kein angenehmer Überraschung für die ukrainischen Streitkräfte sein wird und sogar zu Krisen auf dem Schlachtfeld führen könnte. Daher sollte man die Halbleiterindustrie in Russland mit größter Ernsthaftigkeit betrachten und sich nicht überhebliche oder siegessichere Stimmungen erlauben.

1 — Der Autor spricht absichtlich nicht detaillierter über den Anwendungsbereich, da dies eine gründlichere Analyse erfordert.