დრო, როდესაც, კომპიუტერის ჩიპებს ხელით ამზადებდნენ, უკვე კარგა ხანია, წარსულს ჩაბარდა. თუ 1970-ანებში ჩიპები ათასობით ტრანზისტორს (ნახევარგამტარული მოწყობილობა წრედში დენის საკონტროლებლად) შეიცავდნენ, დღეს მათმა რიცხვმა ასობით მილიარდს მიაღწია და უბრალოდ წარმოუდგენელი გახდა ჩიპის მექანიკურად შექმნა. ზუსტად აქ ერთვება ელექტრულ მოწყობილობათა დაპროექტების ავტომატიზაციის (EDA) პროგრამული უზრუნველყოფა. ეს ხელსაწყო ინჟინრებს გაცილებით კომპლექსური ჩიპების შექმნასა და განვითარებაში ეხმარება.

დღეს ეს პროგრამული უზრუნველყოფა წარმოადგენს აშშ-სა და ჩინეთს შორის სავაჭრო ომის მოწინავე ფრონტს. 12 აგვისტოს აშშ-ის ვაჭრობის დეპარტამენტმა რამდენიმე EDA მოწყობილობაზე მულტილატერალური ექსპორტის კონტროლი დააწესა, რითაც ჩინეთსა და კიდევ 150 ქვეყანას — ძირითადად ის ქვეყნები, რომლებიც აშშ-ის ტრადიციულ მოკავშირეებად არ ითვლებიან — შეუზღუდა სპეციალური ლიცენზიის გარეშე ამ მოწყობილობებზე წვდომა.

EDA-ის პროგრამული უზრუნველყოფა არის ნახევარგამტარების მიწოდების ჯაჭვის მცირე, თუმცა საკმაოდ მძლავრი ნაწილი, რომელსაც სამი დასავლური კომპანია აკონტროლებს. ეს ამერიკას აძლევს გავლენის მნიშვნელოვან ბერკეტს, მსგავსად ლითოგრაფიის მანქანებისა — ჩიპების დამზადების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ხელსაწყო — რომელთა აკრძალვაც წინა თვეში სურდათ. საინტერესოა, როგორ გახდა ეს ინდუსტრია ასე ერთობ ამერიკაცენტრული და რატომ არ შეუძლია ჩინეთს ალტერნატიული პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარება?

რა არის EDA?

ელექტრულ მოწყობილობათა დაპროექტების ავტომატიზაცია არის სპეციალიზებული პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელსაც ჩიპების შექმნაში იყენებენ. ის ჰგავს CAD პროგრამულ უზრუნველყოფას, რომელსაც არქიტექტორები იყენებენ, მაგრამ ის უფრო კომპლექსურია, რადგან მილიარდობით პატარა ტრანზისტორთან არის დაკავშირებული.

ფოტო: JON NEAL/WIKIMEDIA COMMONS

არ არსებობს ერთი დომინანტი პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც ინდუსტრიაში საუკეთესოა. ნაცვლად, მთელს დაპროექტებაში უამრავი ტიპის პროგრამული უზრუნველყოფაა ჩართული. გამომდინარე იქიდან, რომ თანამედროვე ჩიპები საკმაოდ კომპლექსურია, თითოეული ეტაპი განსხვავებულ პროგრამულ უზრუნველყოფას ითხოვს.

რამდენად მნიშვნელოვანია EDA ჩიპების შექმნაში?

მიუხედავად იმისა, რომ 2021 წელს EDA-ის გლობალური ბაზარი დაახლოებით $10 მილიარდით შეფასდა, რამაც ნახევარგამტარების ბაზრის ($594 მილიარდი) მცირე წილი შეადგინა, მას მიწოდების მთელს ჯაჭვში უნიკალური მნიშვნელობა აქვს.

მაიკ დელმერი, ნახევარგამტარების კონსულტანტი ამბობს, რომ დღეს ნახევარგამტარების ეკოსისტემა სამკუთხედად შეგვიძლია, წარმოვიდგინოთ. ერთ კუთხეში არიან ჩიპების მწარმოებლები, როგორიცაა TSMC; მეორეზე —ინტელექტუალური საკუთრების კომპანიები, როგორიცაა ARM; და მესამეზე — EDA ხელსაწყოები. სამივე ერთად უზრუნველყოფს მიწოდების სტაბილურობას.

სახელიდან ისეთი შთაბეჭდილება რჩება, თითქოს EDA მხოლოდ ჩიპების დამპროექტებელი, დიზაინის შემქმნელი ფირმებისთვისაა მნიშვნელოვანი, მაგრამ მას ასევე ჩიპების მწარმოებლებიც იყენებენ, რათა დარწმუნდნენ, რომ წარმოებამდე დიზაინი, ჩიპის პროექტი განხორციელებადია. წარმოიდგინეთ, მწარმოებელს რომ ყოველი ჩიპის პროტოტიპი შეექმნა, ის თვეებს დახარჯავდა, რათა ერთსა და იმავე ნახევარგამტარზე ასობით ჩიპი გამოეცადა. თუ დიზაინში შეცდომა გაეპარებოდათ, ეს ძალიან დიდი დანაკარგი იქნებოდა. ზუსტად ამიტომ მწარმოებლები სპეციალური ტიპის EDA-ს იყენებენ, რათა წარმოებამდე შეაფასონ დიზაინი.

რომლებია EDA-ის ინდუსტრიაში წამყვანი კომპანიები?

ძალიან ცოტა კომპანიაა, რომლებიც ჩიპების წარმოების თითოეული საფეხურისთვის პროგრამულ უზრუნველყოფას ჰყიდიან და ისინი ბაზარზე უკვე ათწლეულებია, რაც დამონირებენ. ტოპ სამი კომპანია — Cadence (ამერიკული), Synopsys (ამერიკული) და Mentor Graphics (ამერიკული, თუმცა 2017 წელს გერმანულმა კომპანია Siemens-მა შეიძინა) — აკონტროლებენ EDA-ის მსოფლიო ბაზრის 70%-ს. მათი დომინაცია იმდენად ძლიერია, რომ ბევრი EDA სტარტაპი ერთი კონკრეტული მიმართულებით სპეციალიზდება და შემდეგ საკუთარ პროექტს ამ სამზე ჰყიდის, რითაც არსებულ ოლიგოპოლიას კიდევ უფრო ამყარებს.

რა ზომებს იღებს აშშ-ის მთავრობა, რათა ჩინეთში EDA-ის ექსპორტი შეზღუდოს?

EDA ინდუსტრიაზე ამერიკული კომპანიების დომინაცია აშშ-ის მთავრობას უმარტივებს ჩინეთისთვის ამ რესურსებზე წვდომის შეზღუდვას. ბოლო განცხადებაში, მთავრობამ აღნიშნა, რომ აპირებს გარკვეული EDA მოწყობილობის შეტანას იმ ტექნოლოგიების სიაში, რომელთა ექსპორტიც აკრძალულია. შეზღუდების ფორმას აშშ 41 ქვეყანასთან, მათ შორის, გერმანიასთან კოორდინირებით შემოიღებს.

აკრძალულ ტექნოლოგიებში შედის ისინი, რომლებსაც იყენებენ GAAFET-ის (ტრანზისტორი, რომელსაც ერთ ხელსაწყოში ერთზე მეტი ჭიშკარი აქვს) არქიტექტურისთვის, რომელიც უახლესი და მეტად განვითარებული ჩიპების შექმნაში უმნიშვნელოვანესია. ვაჭრობის დეპარტამენტი ჯერ კიდევ განიხილავს EDA-ის რომელი პროგრამული უზრუნველყოფაა აუცილებელი ამ არქიტექტურის შესაქმნელად, რათა ისიც აკრძალოს.

კომპიუტერული მოწყობილობების ჩინურ გიგანტ ჰუავეი (Huawei) ამერიკულ EDA ტექნოლოგიებზე წვდომა ჯერ კიდევ 2019 წელს შეეზღუდა და ექსპორტზე კონტროლი ბაიდენის ადმინისტრაციამაც გააგრძელა. "ჰუავეისთვის მათი შეზღუდვების პირველი ტალღა იმდენად წარმატებული აღმოჩნდა, რომ მათ გადაწყვიტეს, გაეგრძელებინათ ეს პოლიტიკა", — ამბობს სიამენგ ლუ, Eurasia Group კომპანიის კონსულტანტი.

რა გავლენას იქონიებს ეს ჩინეთზე?

მოკლე ვადაში ჩინეთს არ გაუჭირდება, თუმცა იმის გათვალისწინებით, რომ ჩინური ქარხნები არ არიან იმდენად განვითარებულნი, რომ მსგავსი ჩიპები აწარმოონ, ხანგრძლივი ბლოკადა ნიშნავს, რომ ჩინეთი ამ დარგში დროს შეიძლება, ჩამორჩეს.

თუმცა, პროგრამული უზრუნველყოფის ბლოკადა განსხვავდება ლითოგრაფიის მანქანების ექსპორტის ბლოკადისგან, რადგან მეორე მატერიალურია და მისი გადატანის კონტროლი შესაძლებელია, ხოლო EDA პროგრამული უზრუნველყოფა ონლაინ ვრცელდება და შესაძლებელია პირატული გზით მისი მოპოვება.

ჩინურ კომპანიებს რამდენიმე არჩევანი ექნებათ — დაკმაყოფილდნენ უკვე შეძენილი EDA-ის პროგრამული უზრუნველყოფით და ჰაკერული გზით ან ჩრდილოვანი დაწესებულებებით მოიპოვონ ახლები. ეს ართულებს იმის პროგნოზს, რამდენად ეფექტური იქნება შეზღუდვების ბოლო რაუნდი.

რას აკეთებს ჩინეთი EDA-თან დაკავშირებით?

ჩინეთი მიხვდა, რომ მას შიდა ალტერნატივების განვითარება სჭირდება. მის უკანასკნელ 5-წლიან გეგმაში, რომელიც ქვეყნის მთავარი ეკონომიკური პროექტია, EDA იყო ნახევარგამტარების იმ ტექნოლოგიების სათავეში, რომელშიც ჩინეთს ყველაზე მეტი გარღვევა უნდა, ჰქონდეს. ეს ნიშნავს ამ დარგის კვლევასა და განვითარებაში უფრო მეტ სამთავრობო ინვესტიციას. მთავრობის მიერ მხარდაჭერილმა ნახევარგამტარების საინვესტიციო ფონდმა Huada Empyrean კომპანიის EDA-ში 2018 წელს დიდი ფული ჩადო.

Huada Empyrean, რომლის დამფუძნებელი EDA-ის დაპროექტებაში 1980-იანებიდან მუშაობს, ლიდერია ქვეყნის შიდა EDA პროგრამული უზრუნველყოფის წარმოებაში, თუმცა ის ქვეყნის შიდა ბაზრის მხოლოდ 6%-ს აკმაყოფილებს. ამას გარდა, მას უჭირს ჩიპების მთელი დაპროექტების საკუთარ თავზე აღება, რაც ნიშნავს, რომ ამერიკული კომპანიების პროდუქციის მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილის ჩანაცვლებას შეძლებს.

ჩინეთში დღეს ძალიან ბევრი სტარტაპია (X-Epic, Hejian Industrial Software) , რომელთაც ქვეყანაში EDA-ის წარმოების განვითარება სურთ. მათი მფლობელების აბსოლუტური უმრავლესობა Cadence-ის ან Synopsys-ის ყოფილი თნამშრომელია. "გრძელ ვადაში თუ ისინი გააერთიანებენ საკუთარ ძალებს, შესაძლოა, Huada-ს კარგი ალტერნატივაც შექმნან", — ამბობს დაგლას ფულერი, კოპენჰაგენის ბიზნეს სკოლის პროფესორი.

რთულია ჩინეთისთვის ალტერანტიული EDA-ის განვითარება?

ჩინეთს პროგრამული უზრუნველყოფის საკმაოდ აქტიური ინდუსტრია აქვს, რომელმაც შექმნა მსოფლიო დონის სამომხმარებლო ტექ აპლიკაციები: Tencent-ის WeChat და Alibaba-ს Alipay. "მაგრამ რა ხდება კორპორატიული, ინდუსტრიული პროგრამული უზრუნველყოფის მხრივ? ეს ჩინეთის დიდი ნაკლია", — ამბობს ლუ. "დიდი ხნის მანძილზე ჩინეთის ინდუსტრიული პოლიტიკის ლიდერები ვერ ხვდებოდნენ, რომ EDA საკმაოდ ვიწრო და აუცილებელი სფეროა".

ეს ის სფეროა, რომელშიც ათეულობით წელი და მილიარდობით დოლარია საჭირო, რათა მნიშვნელოვანი კვლევითი პროგრესი გქონდეთ, ასე რომ, მიუხედავად იმისა, რომ ჩინურმა კომპანიებმა დაიწყეს ამ სფეროში აქტიური მუშაობა, მათ კიდევ ბევრი დრო დასჭირდებათ, რათა არსებითი პროგრესი აჩვენონ.

ერთ-ერთი დიდი გამოწვევა არის ადამიანური რესურსი. EDA-ის ტექნოლოგია საკმაოდ ვიწრო სფეროა და ჩინური კომპანიები ძალიან იხარჯებიან, რათა კვალიფიცური კადრების მცირე ნაწილი მაინც მიიზიდონ.

რა გავლენა ექნება ამას ჩიპის მწარმოებელ ამერიკულ კომპანიებზე?

EDA-ის ექსპორტის ბოლო შეზღუდვა კონცენტრირდება საკმაოდ სპეციალიზებულ და მოწინავე სექტორის ინდუსტრიაზე. "ეს მაღალი დონის პროგრამული უზრუნველყოფა არაა ჩინური კომპანიების მიერ ფართოდ გამოყენებული, ასე რომ ამ შეზღუდვას არ ექნება მყისიერი ზეგავლენა ამერიკელ მიმწოდებლებზე", — ამბობს ლუ.

მაგრამ ზოგადად ექსპორტის კონტროლს ჩიპის მწარმოებელი კომპანიები არ მიესალმებიან, რადგან მსგავსმა პოლიტიკამ შესაძლოა, შეამციროს ამერიკულ პროდუქტზე მოთხოვნა და შესაბამისად მათი შემოსავალიც. ეს ეხება არა მარტო EDA კომპანიებს, ასევე — ქარხნებს, IP კომპანიებს, აღჭურვილობების მწარმოებლებს და ყველას, ვინც მიწოდების ჯაჭვშია ჩართული. "თქვენ ბევრი გაბრაზებული კომპანია გეყოლებათ", — თქვა ფულერმა. "და არა მარტო აშშ-ში — არა მარტო EDA კომპანიები".