Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology - Chris Miller

бюджету на НИОКР Texas Instruments и меньше бюджета Motorola. Кроме того, правительство США само принимало активное участие в поддержке полупроводников, хотя финансирование Вашингтона осуществлялось в виде грантов DARPA - подразделения Пентагона, инвестирующего в спекулятивные технологии и сыгравшего решающую роль в финансировании инноваций в области производства микросхем.

Джерри Сандерс считал главным недостатком Кремниевой долины высокую стоимость капитала. Японцы "платят за капитал 6 процентов, может быть, 7 процентов. Я плачу 18% в хороший день", - жаловался он. Строительство передовых производственных мощностей обходилось очень дорого, поэтому стоимость кредита имела огромное значение. Микросхемы нового поколения появлялись примерно раз в два года, что требовало новых мощностей и нового оборудования. В 1980-х годах процентные ставки в США достигали 21,5%, поскольку Федеральная резервная система стремилась бороться с инфляцией.

В отличие от них, японские фирмы, производящие DRAM, получили доступ к гораздо более дешевому капиталу. Такие чипмейкеры, как Hitachi и Mitsubishi, входили в состав огромных конгломератов, имеющих тесные связи с банками, которые предоставляли крупные долгосрочные кредиты. Даже когда японские компании оказывались убыточными, банки поддерживали их на плаву, предоставляя кредиты надолго после того, как американские кредиторы довели бы их до банкротства. Японское общество было структурно приспособлено к массовому накоплению сбережений, поскольку послевоенный бэби-бум и быстрый переход к однодетным семьям привели к появлению большого количества семей среднего возраста, ориентированных на откладывание денег на пенсию. Дополнительным стимулом для сбережений стала скудная японская сеть социальной защиты . В то же время жесткие ограничения на фондовые рынки и другие виды инвестиций не оставляли людям иного выбора, кроме как складывать сбережения на банковские счета. В результате банки были полны вкладов и выдавали кредиты по низким ставкам, поскольку у них было много наличности. Японские компании имели больший долг, чем американские, но, тем не менее, платили более низкие ставки по кредитам.

Имея такой дешевый капитал, японские фирмы начали неустанную борьбу за долю рынка. Toshiba, Fujitsu и другие были столь же безжалостны в конкурентной борьбе друг с другом, несмотря на образ сотрудничества, нарисованный некоторыми американскими аналитиками. При этом, имея практически неограниченный объем банковских кредитов, они могли нести убытки, дожидаясь банкротства конкурентов. В начале 1980-х годов японские фирмы инвестировали в производственное оборудование на 60% больше, чем их американские конкуренты, хотя все участники отрасли сталкивались с одинаково жесткой конкуренцией, и почти никто не получал большой прибыли. Японские чипмейкеры продолжали инвестировать и производить, захватывая все большую и большую долю рынка. В результате через пять лет после появления 64-килобайтной микросхемы DRAM компания Intel, которая десятилетием ранее стала пионером в производстве микросхем DRAM, получила всего 1,7% мирового рынка DRAM, в то время как доля японских конкурентов на рынке резко возросла.

Японские компании удвоили производство DRAM в условиях вытеснения Кремниевой долины. В 1984 г. компания Hitachi потратила 80 млрд. иен на капитальные вложения в полупроводниковый бизнес по сравнению с 1,5 млрд. иен десятилетием ранее. В Toshiba расходы выросли с 3 до 75 млрд. иен, в NEC - с 3,5 до 110 млрд. иен. В 1985 году японские фирмы потратили 46% мировых капитальных затрат на полупроводники, тогда как американские - 35%. К 1990 году эти показатели стали еще более противоположными: на японские фирмы приходилась половина мировых инвестиций в оборудование для производства микросхем. Руководители японских компаний продолжали строить новые объекты до тех пор, пока их банки были рады оплачивать счета.

Японские чипмейкеры утверждали, что все это несправедливо. Американские полупроводниковые фирмы получают большую помощь от правительства, особенно по оборонным контрактам. В любом случае, американские потребители микросхем, такие как HP, имели неопровержимые доказательства того, что японские микросхемы просто лучше по качеству. Поэтому в 1980-х годах доля японского рынка микросхем DRAM росла каждый год за счет американских конкурентов. Японский полупроводниковый всплеск казался неостановимым, несмотря на апокалиптические прогнозы американских чипмейкеров. Вскоре вся Кремниевая долина должна была погибнуть, как подросток Джерри Сандерс в мусорном баке в Саут-Сайде.

 

Глава 17.

"Грузовой хлам"

Когда японский "джаггернаут" пронесся по американской индустрии высоких технологий, в затруднительном положении оказались не только компании, производящие микросхемы DRAM. Пострадали и многие их поставщики. В 1981 г. корпорация GCA была отмечена как одна из "самых горячих высокотехнологичных корпораций" Америки, быстро растущая за счет продажи оборудования, которое позволило реализовать закон Мура. За два десятилетия, прошедшие с тех пор, как физик Джей Лэтроп впервые перевернул свой микроскоп, чтобы посветить на химические вещества фоторезиста и "напечатать" узоры на полупроводниковых пластинах, процесс фотолитографии значительно усложнился. Давно прошли те времена, когда Боб Нойс ездил по калифорнийскому шоссе 101 на своем стареньком драндулете в поисках объективов для кинокамер для самодельного фотолитографического оборудования Fairchild. Теперь литография была большим бизнесом, и в начале 1980-х годов компания GCA находилась на вершине.

Хотя фотолитография стала гораздо более точной, чем во времена перевернутого микроскопа Джея Латропа, принципы остались прежними. Свет проникал через маски и линзы, проецируя сфокусированные формы на кремниевую пластину, покрытую химическими веществами фоторезиста. В местах попадания света химические вещества вступали в реакцию со светом, что позволяло смывать их, обнажая микроскопические углубления в верхней части кремниевой пластины. В эти углубления добавлялись новые материалы, создавая на кремнии микросхемы. Специальные химикаты вытравливают фоторезист, оставляя после себя идеально сформированные формы. Для изготовления интегральной схемы часто требовалось пять, десять или двадцать итераций литографии, осаждения, травления и полировки, в результате чего результат получался многослойным, как геометрический свадебный торт. По мере миниатюризации транзисторов каждая часть процесса литографии - от химикатов до линз и лазеров, идеально выравнивающих кремниевые пластины относительно источника света, - становилась все сложнее.

Ведущими мировыми производителями объективов были немецкая компания Carl Zeiss и японская Nikon, хотя в США тоже было несколько специализированных производителей. Небольшая компания Perkin Elmer, расположенная в городе Норуолк (штат Коннектикут), производила бомбовые прицелы для американских военных во время Второй мировой войны, а также объективы для спутников и самолетов-шпионов времен "холодной войны". Компания поняла, что эта технология может быть использована в литографии полупроводников, и разработала сканер микросхем, который позволял выравнивать кремниевую пластину и источник литографического света с практически идеальной точностью, что было крайне важно для того, чтобы свет попадал на кремний точно по назначению. Машина перемещала свет по пластине, как копировальный аппарат, экспонируя покрытую фоторезистом пластину так, как будто на ней рисовали световые линии. Сканер компании Perkin Elmer позволяет создавать микросхемы с элементами, ширина которых приближается к одному микрону - миллионной доле метра.

Сканер Perkin