Indien vor der Haustür, um Hallo zu machen

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Aktualisiert am:Aug 06, 202307:06 AM (IST)

Ajay Banerjee

Die Reise Indiens bei der Herstellung von Halbleitern – im Sprachgebrauch der Elektronikindustrie als Chips bekannt – lässt sich am besten in zwei Epochen beschreiben. Eine davon ist die Zeit der frühen 1980er Jahre, als Neu-Delhi der globalen Technologiekurve zwei Jahre hinterherhinkte. Die zweite Phase vollzieht sich jetzt, nach der Pandemie oder genauer gesagt nach 2021.

In der Zwischenzeit hat Indien drei Dinge getan. Erstens, was die Technologie zur Herstellung kommerzieller Chips betrifft, schlenderte es einfach dahin, ignorierte den erwarteten Boom und verpasste buchstäblich den Bus. Zweitens blühte es im Design von Chips auf; Indische Ingenieure arbeiteten mit globalen Giganten zusammen. Drittens arbeitete man an der Herstellung von Chips für den militärischen, strategischen und Raumfahrtsektor.

Seit den 1990er-Jahren haben die Weltkonzerne in den USA, Japan, Südkorea und Taiwan große Fortschritte bei der Technologie gemacht. Smartphones, Laptops, Fernseher, Autos, Klimaanlagen, militärische Hardware, Flugzeuge, Satelliten, Motoren, Raketen, lebensrettende Geräte und CT-Scans verwenden heute Halbleiter.

Im Jahr 1987 war Indien nur zwei Jahre hinter der neuesten Chip-Herstellungstechnologie zurück. Heute sind wir 12 Generationen im Rückstand. Rajeev Chandrasekhar, Staatsminister der Union

Indien hatte einen Vorsprung

Indien startete zu einer Zeit, als China, heute ein wichtiger Global Player, noch nicht einmal mit der Herstellung von Halbleiterchips begonnen hatte. Mitte der 1970er Jahre startete das UN-Entwicklungsprogramm (UNDP) ein Hilfsprojekt mit dem Central Electronics Engineering Research Institute (CEERI), Pilani, zum Aufbau von Halbleitertechnologiekapazitäten. Das Labor gehörte zum Zentrum für wissenschaftliche und industrielle Forschung.

Im Jahr 1982 sagte das UNDP in seinem Bericht über den Fortschritt des Projekts: „CEERI verfügt über Kompetenzen in den Hochtechnologiebereichen Leistungshalbleiterbauelemente, hybride und monolithische integrierte Schaltkreise sowie Mikrowellenbauelemente.“

Eine fast ähnliche Geschichte spielte sich in Mohali ab. Im Mai 1976 genehmigte das Unionskabinett die Gründung des Semi-Conductors Laboratory (SCL). 1984 ging das Unternehmen eine technische Zusammenarbeit mit American Microsystems ein und begann mit der Produktion eines komplementären Metalloxid-Halbleiters (CMOS). Ein Brand im Februar 1989 verursachte Schäden und die SCL produzierte bis 1997 nichts. Bis dahin hatte die Technologie einen Sprung um einige Generationen gemacht. Ein Untersuchungsgremium schloss die Möglichkeit einer externen Sabotage aus.

SCL produzierte jahrzehntelang Chips für Indiens erfolgreiche Raumfahrtprogramme, darunter auch Chips für die Mangalyaan-Mission.

Rajeev Chandrasekhar, Staatsminister der Union für Elektronik und IT, wies kürzlich darauf hin: „1987 war Indien nur zwei Jahre hinter der neuesten Chip-Herstellungstechnologie zurück. Heute sind wir 12 Generationen im Rückstand.“

Strategische Verbindungen

Im September 2021 gab das Quad (Indien, USA, Japan und Australien) eine gemeinsame Erklärung ab: „Es wird eine gemeinsame Initiative starten, um Kapazitäten zu kartieren, Schwachstellen zu identifizieren und die Lieferkettensicherheit für Halbleiter und ihre lebenswichtigen Komponenten zu stärken.“

Kürzlich kündigte Indien Kooperationen zwischen Quad-Ländern im Halbleitertechnologiebereich an. Am 20. Juli unterzeichneten Indien und Japan eine Kooperationsvereinbarung zur Entwicklung eines Halbleiter-Ökosystems, das Fertigung, Forschung, Design, Talententwicklung und Widerstandsfähigkeit der Lieferkette fördern soll. Nach der Veranstaltung sagte Ashwini Vaishnaw, Minister für Informationstechnologie der Union: „Wir werden es im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen den Regierungen vorantreiben.“

Japan ist führend in der Herstellung von Siliziumwafern und Ingots sowie in der Raffinierung von Gasen wie Neon, einem wichtigen Rohstoff für die Herstellung von Chips. Anshuman Tripathi, Mitglied des Sekretariats des Nationalen Sicherheitsrats, befragte während der Moderation einer Sitzung auf der Semicon-2023 (28.–30. Juli) einen japanischen Diplomaten auf dem Podium zum Thema Neon. „Indien hat genug Neon. Wir brauchen die Japaner, die die letzte Meile der Reinigung von Neon für die Verwendung in der Chipherstellung übernehmen“, sagte Tripathi.

Während des US-Besuchs von Premierminister Narendra Modi im Juni erklärte Micron eine Investition von 825 Millionen US-Dollar. Eine weitere 400-Millionen-Dollar-Investition von Applied Materials und Lam Technologies dient der Ausbildung von 60.000 Ingenieuren in Indien.

Am 29. Juli unterzeichnete Lam Technologies mit dem Center for Nano Science and Engineering am Indian Institute of Science in Bengaluru eine Absichtserklärung. Sie werden einen speziellen Kurs für indische Universitäten entwickeln, in dem Halbleiterfertigungstechnologie mithilfe der virtuellen Fertigungssoftware und des Simulators von Lam Research gelehrt wird .

Die Neigung der USA ist auf die im Januar angekündigte indisch-amerikanische „Initiative für kritische und aufstrebende Technologien“ zurückzuführen. Es versprach, „die Entwicklung eines Ökosystems für Halbleiterdesign, -fertigung und -fertigung in Indien zu unterstützen“. Im März gaben Indien und Australien die India-Australia Critical Minerals Investment Partnership bekannt. Die beiden Nationen beschäftigen sich mit Lithium und Kobalt – beide sind entscheidende Bausteine ​​wesentlicher moderner Technologien.

Vorausschauen

Im Dezember 2021, nur drei Monate nach der Quad-Erklärung, genehmigte das Unionskabinett ein Programm zur Förderung der Entwicklung eines Halbleiter- und Display-Ökosystems mit einem Aufwand von 76.000 Mrd. Rupien.

Das Programm bietet Anreizunterstützung für Unternehmen und Konsortien, die in den Bereichen Halbleiterfertigung, Sensoren, Design sowie Montage, Prüfung, Markierung und Verpackung (ATMP) tätig sind. Zu den ersten, die diesen Anreiz erhielten, gehört der US-Riese Micron, der 825 Millionen US-Dollar in ein 2,75-Milliarden-Dollar-Projekt investiert. Der Rest entfällt auf 50 Prozent finanzielle Unterstützung durch die Zentralregierung und Anreize in Höhe von 20 Prozent der gesamten Projektkosten aus Gujarat.

Im September letzten Jahres genehmigte das Unionskabinett Änderungen am „Programm zur Entwicklung des Ökosystems für die Halbleiter- und Display-Herstellung in Indien“. Es wurde das Ziel festgelegt, in den nächsten sechs Jahren mindestens 20 Halbleiterdesign-, Komponentenfertigungs- und Displayfertigungseinheiten einzurichten.

Rajeev Chandrasekhar gab in der letzten Juliwoche Einzelheiten bekannt und sagte: „Der Rollout der Fertigungseinheit wird innerhalb von zwei bis drei Jahren nach der Ankündigung erfolgen. Die Welt bewegt sich zu einer neueren Architektur für Chips.“ Es sei ein Programm zur Entwicklung von Prozessoren der nächsten Generation gestartet, fügte er hinzu.

Aus Fehlern lernen

Im Jahr 2022 lud Indien Bieter zur Einreichung von Vorschlägen für die Halbleiterfertigung ein. Die Frist für die Beantragung der Anreize betrug lediglich 45 Tage. Drei Vorschläge wurden eingereicht, aber keiner von ihnen erfüllte die von der India Semiconductor Mission (ISM) festgelegten Auswahlkriterien. Im Juni wurden Bewerbungen erneut eingeladen und die Branche hat die Möglichkeit, Anreize zu beantragen, solange die Ressourcen verfügbar sind.

Während Indien Vorschläge für die Herstellung von 40-NM-Chips (Nanometer) prüft, wurden Fragen aufgeworfen, ob dies verbessert werden könnte. Die Komplexität und Effizienz der Chips nimmt mit abnehmendem NM-Gehalt zu. Einige der Chips, die moderne Smartphones und Laptops antreiben, liegen im Bereich zwischen 5 NM und 22 NM.

Vaishnaw stellte klar, dass „fast 50 Prozent der weltweiten Nachfrage nach Chipsätzen größer als 28 NM ist“. Da Indien im Automobil- und Telekommunikationssektor gut abschneidet, gebe es reichlich Spielraum, fügte er hinzu.

Technologieschub

Das Reconfigurable Intelligent Systems Engineering (RISE) Laboratory am IIT-Madras entwickelte „Shakti“-Prozessoren in Produktionsqualität und verfügt über eine Familie von sechs Prozessoren. Kleine Chargen wurden im Intel-Werk in den USA hergestellt und im strategischen Bereich eingesetzt.

Prof. Arijit Raychowdhury von der School of Electrical and Computer Engineering der Georgia Tech, USA, sagte auf der Semicon: „Das Design von Chips war die erste Welle, die zweite Welle ist die Fertigung.“ Ich sehe die zweite Welle in Indien.“

Auf der Def-Expo in Chennai im Jahr 2018 stellte das DRDO seine Arbeit zu Halbleitern, Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Mikrosensoren vor. Die Kapazitäten von Chips sind streng klassifiziert.

Das Festkörperphysiklabor des DRDO beschäftigt sich mit der Forschung und Entwicklung von Halbleitermaterialien und -geräten. Dazu gehören integrierte Mikrowellenschaltkreise, Hochleistungslaserdioden, Solarzellen in Weltraumqualität, Halbleiterkristalle und -strukturen.

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