گام‌هاي توليد تراشه در ايران
گزارش مركز پژوهش‌هاي مجلس شوراي اسلامي نشان مي‌دهد كه راهبردهاي پيشنهادي توسعه صنعت ميكروالكترونيك در كشور در دو زمينه طراحي تراشه كشور و اقدام در راستاي ساخت و توليد تراشه دنبال مي‌شود.
گزارش مركز پژوهش‌هاي مجلس شوراي اسلامي نشان مي‌دهد كه راهبردهاي پيشنهادي توسعه صنعت ميكروالكترونيك در كشور در دو زمينه طراحي تراشه كشور و اقدام در راستاي ساخت و توليد تراشه دنبال مي‌شود. امروزه توليد انواع رايانه، تجهيزات مخابراتي، تلفن‌هاي همراه، خودروها، لوازم خانگي، سامانه‌هاي دفاعي، محصولات حوزه هوافضا و رباتيك در كنار پديده‌هاي نوظهور و تحول آفرين ديگر نظير هوش مصنوعي، خودروهاي برقي و خودران، ارتباطات5G و اينترنت اشيا، به شكل فزاينده‌اي به تراشه‌هاي نيمه هادي و به تعبير ديگر صنعت ميكروالكترونيك وابسته هستند. مركز پژوهش‌هاي مجلس در پژوهشي وضعيت صنعت ميكروالكترونيك در كشور را بررسي و راهبردهايي را به منظور توسعه اين صنعت پيشنهاد كرده است. يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد به‌دليل پيچيدگي‌هاي فني و اقتصادي صنعت ميكروالكترونيك، ماهيت جهاني زنجيره تأمين اين صنعت، يكي از دلايل كليدي موفقيت آن تا به امروز بوده است و دستيابي به خودكفايي كامل در زمينه نيمه هادي‌ها براي هر شركت يا كشوري امري محال به شمار مي‌آيد. با اين وجود، به دليل تسريع تنش‌هاي ژئوپليتيكي، ايجاد تعادل مجدد و تقويت موقعيت كشورها در زنجيره جهاني تأمين تراشه براي دولت‌ها امري ضروري به شمار مي‌آيد. در اين شرايط نقش آفريني در زنجيره توليد جهاني نيمه‌هادي‌ها براي كشوري نظير ايران كه تحت تأثير محدوديت‌هاي مستقيم و غيرمستقيم مرتبط با اين حوزه در جهان قرار دارد از اهميت و پيچيدگي بيشتري نيز برخوردار است. در اين راستا براي ايران نيز در يك رويكرد حداقلي برنامه‌ريزي براي كاهش آثار منفي و تهديدات اقتصادي و امنيتي بالقوه اين صنعت و در يك رويكرد حداكثري تلاش براي فراهم كردن زمينه‌هاي نقش آفريني در زنجيره جهاني نيمه‌هادي‌ها امري ناگزير به حساب مي‌آيد. راهبردهاي پيشنهادي توسعه صنعت ميكروالكترونيك در كشور بايد در دو حوزه مكمل تقويت جريان طراحي تراشه كشور «Fablees» و اقدام در راستاي ساخت و توليد تراشه دنبال شود. مدل كسب‌وكاري طراحي تراشه و برون‌سپاري آن به كارخانه‌هاي توليد تراشه خارجي يكي از متداول‌ترين رويكردها در صنعت ميكروالكترونيك است. اين رويكرد علاوه بر كاهش هزينه‌هاي ثابت سرمايه‌گذاري در توليد مي‌تواند تا حد قابل توجهي نگراني‌هاي كشور در زمينه رفع پايدار نيازمندي‌ها و ارتقاي امنيت تراشه‌هاي كشور منجر شود. راهبردهاي مورد نياز در اين بخش عبارتند از: الف) ايجاد مراكز خدمات طراحي تراشه، ب) برنامه ملي بومي‌سازي تراشه‌هاي پركاربرد و راهبردي و ج) ورود به بازارهاي جهاني طراحي تراشه.
راهبرد كوتاه‌مدت؛ راه‌اندازي مراكز تخصصي آموزش و خدمات طراحي تراشه در كشور
به‌طوركلي طراحي تراشه موضوعي كاملاً تخصصي و نيازمند سطوح بالايي از تحصيلات و تجربيات دانشگاهي است به همين دليل تأمين جريان مداوم از متخصصين دانشگاهي در زمينه طراحي تراشه يكي از راهبردهاي اصلي براي بقا و ارتقاي صنعت ميكروالكترونيك در هر كشوري است. آموزش و تحقيقات كاربردي و بنيادي در زمينه طراحي تراشه، نيازمند تعريف پروژه‌هاي عملي و نمونه‌سازي تراشه و ارزيابي نتايج آن است. در شرايط فعلي به دليل كامل نبودن برخي زيرساختهاي كشور، تمايل كمتري ازسوي سرمايه‌هاي انساني بالقوه و دانشگاهيان به منظور فعاليت و رشد در اين حوزه، درمقايسه با ساير حوزه‌هاي تحقيقاتي الكترونيك كه شيوه ارتقاي عملي و علمي در آنها ساده‌تر بوده، رايج شده است. به منظور حل اين چالش در كوتاه‌مدت بايد همانند بسياري از كشورهاي پيشرو دنيا، نهادسازي و برنامه حمايتي مشخصي براي استفاده دانشگاهيان و گروه‌هاي طراحي در كشور ايجاد شود كه از طريق آن خدمات مختلفي نظير به اشتراك‌گذاري ابزارهاي طراحي، نمونه‌سازي چند پروژه بر روي يك ويفر (MPW) و به‌طوركلي آموزش‌هاي طراحي ارايه شود؛ MPW يك شيوه براي ساخت نمونه اوليه و آزمايشگاهي است كه در آن به متقاضيان اين امكان داده مي‌شود كه هزينه ساخت تراشه بين چندين طرح يا پروژه بدين صورت تقسيم شود كه چندين طراحي تراشه مختلف بر روي يك ويفر سيليكوني توليد شود. اجراي چنين مدلي نياز به «ايجاد مراكز تخصصي ارايه خدمات طراحي تراشه در سطح كشور» دارد كه در كنار ارايه آموزش‌ها و زيرساختهاي طراحي، طرح‌هاي تحقيقاتي مختلف را براساس اولويت‌هاي كشور دريافت و پس از آن نسبت به تجميع طرح‌ها در كنار يكديگر و ارسال آن براي كارخانه‌هاي توليد تراشه از طريق مسيرهاي ارتباطي رسمي و غيررسمي اقدام كند. با تأسيس و حمايت دولت از اين مراكز مي‌توان امكان دسترسي و هزينه‌هاي مضاعف سربار طراحي در ايران را تا حدي كاهش داد و از همه مهم‌تر جريان ايجاد سرمايه انساني در حوزه ميكروالكترونيك را در كشور حفظ كرد.
راهبرد ميان‌مدت: بومي‌سازي
طراحي تراشه‌هاي پركاربرد و راهبردي
يكي از متغيرهاي كليدي براي موفقيت صنعت ميكروالكترونيك در ايران، فراهم كردن صرفه اقتصادي براي طراحي تراشه توسط بازيگران داخلي در مقايسه واردات است. تراشه‌ها از منظر ميزان مصرف را مي‌توان به دو دسته تراشه‌هاي خاص منظوره با تيراژ كم و تراشه‌هاي عمومي با حجم مصرف بالا دسته‌بندي كرد. به‌طور كلي در طراحي تراشه‌هاي خاص منظوره، نظير تراشه‌هاي نظامي، امنيتي و برخي محصولات مخابراتي، عمدتاً به دليل هزينه‌هاي بالاي مهندسي غيرتكراري (NRE) مانند تحقيق و توسعه و حساسيت پايين شكست اين هزينه‌ها بر روي تيراژ توليدي، قيمت تمام شده تراشه در سطح جهاني نيز بالاست. ازسوي ديگر سرمايه انساني متخصص ارزانقيمت يكي از مزيت‌هاي اصلي در كشور ما به شمار مي‌آيد. همچنين اساساً دسترسي تراشه‌هاي خارجي به دلايل تحريمي و مسائل امنيتي براي كشور داراي هزينه‌هاي مستقيم و غيرمستقيم مضاعف خواهد بود. لذا رقابت‌پذيري در طراحي اين نوع تراشه‌ها براي كشور امكان‌پذيرتر خواهد بود. در رابطه با طراحي تراشه‌هاي با مصارف عمومي و تيراژ بالا نظير تراشه‌هاي مورد استفاده در صنايع لوازم الكترونيكي مصرفي، لوازم خانگي، سيم كارت‌ها، خودروسازي و مودم‌هاي مخابراتي، چالش اصلي طراحان داخلي رقابت قيمتي با تأمين‌كنندگان خارجي به دليل كم اهميت شدن هزينه تحقيق و توسعه ناشي از نيروي انساني از طريق شكست هزينه‌ها بر روي تيراژ بالاي توليدات اين حوزه است. به منظور موفقيت در طراحي و تجاري‌سازي هر گروه از تراشه‌هاي فوق در داخل كشور در ميان مدت بايد سياست صنعتي متناسبي ازسوي دستگاه‌هاي ذي‌ربط دنبال شود. با وجود اين اصول سياست صنعتي مناسب براي اين حوزه عبارتند از: تعيين تراشه‌هاي هدف برمبناي نيازمندي‌هاي كشور، تجميع تقاضا و سفارشگذاري بلندمدت براي طراحان تراشه به منظور اقتصادي كردن طراحي و توليد، ارايه يارانه و معافيت مالياتي به شركتهاي خريدار تراشه به منظور پوشش اختلاف قيمت احتمالي، حمايت‌هاي تعرفه‌اي و تدوين استانداردهاي لازم به منظور الزام شركتهاي بالادست زنجيره تأمين محصولات نهايي الكترونيكي به استفاده از تراشه‌هاي داخلي در توليد زيرمجموعه‌هاي محصول نهايي.
راهبرد پيشنهادي بلندمدت: ورود به بازارهاي جهاني طراحي تراشه
مزيت بالقوه سرمايه انساني متخصص و ارزانقيمت در كشور يكي از فرصت‌هاي كليدي براي ورود به زنجيره ارزش جهاني صنعت ميكروالكترونيك از طريق اجراي پروژه‌هاي طراحي و فروش دارايي‌هاي فكري در بلندمدت به شمار مي‌آيد. در اين راستا، دولت بايد به روش‌هاي مختلف بستر الزام براي جلب همكاري و فرصت‌هاي بين‌المللي را فراهم سازد. اين هدف مي‌تواند از طريق راهبرد حمايت از تأسيس دفاتر طراحي در ساير كشورها و جذب فرصت‌هاي بين‌المللي با پوشش اين دفاتر دنبال شود.
اقدام در راستاي ساخت تراشه
در حال حاضر بخش زيادي از چالش‌هاي حوزه ميكروالكترونيك كشور از دسترسي پيچيده و دشوار به كارخانه‌هاي توليد تراشه ناشي مي‌شود. در اين شرايط راهبردهاي: الف) ايجاد دسترسي پايدار به فبهاي خارجي در كوتاه‌مدت، ب) نقش آفريني در زنجيره مواد اوليه در ميان‌مدت و ج) احداث كارخانه فب در كشور در بلندمدت توصيه مي‌شود كه در ادامه به بررسي دقيق‌تر هريك از اين موارد پرداخته مي‌شود. به دليل حساسيت‌هاي تحريمي بر ايران در حوزه خريد تراشه و دسترسي به زيرساختهاي توليدي كارخانه‌هاي فب يكي از اصليترين راهبردهايي كه بايد در كوتاه‌مدت توسط دولت دنبال شود، پيگيري ايجاد دسترسي پايدار به يك يا چند كارخانه فب خارجي از طريق مذاكره و همكاري با كشورهاي همسو نظير چين و روسيه است. نيمه‌هادي‌ها داراي يك زنجيره مواد اوليه بالادستي از جنس سيليكون با بازارهاي وسيع بين‌المللي هستند. سنگ سيليكون ماده اوليه صنعت نيمه هادي‌ها به شمار مي‌آيد. اين ماده جزو فراوان‌ترين عناصر بر روي پوسته زمين به شمار مي‌آيد. در ايران نيز معادن سيليس با خلوص بالا يافت مي‌شوند كه از جمله آنها مي‌توان به معادن موجود در استان‌هاي لرستان، آذربايجان غربي و فارس اشاره كرد. در حال حاضر توليد سيليكون متال در كشور با افتتاح چند كارخانه جديد در سال جاري سرعت و حجم بيشتري پيدا كرده است، با وجود اين همچنان سرمايه‌گذاري‌هاي بيشتري در ساير بخش‌هاي زنجيره به دستيابي به يك زنجيره كامل مورد نياز است. يكي از كليدي‌ترين مولفه‌هاي توليد سيليكون متال ميزان خلوص حاصل شده است. در حال حاضر خلوص توليدي اين كارخانه‌ها عمدتاً متناسب با صنعت ساخت انواع آلياژهاي آلومينيومي است. سرمايه‌گذاري در زنجيره ارزش بالادستي مي‌تواند به شكوفايي بازارهاي جديدي در صنايع مختلف نظير سلول‌هاي خورشيدي در صنعت نيروگاه‌هاي خورشيدي، ساخت شمش و ويفرها براي صنعت ميكروالكترونيك، ساخت انواع تارهاي نوري در صنعت كابل‌سازي، ساخت انواع رنگ‌ها و پوشش‌هاي عايقي در صنعت مواد شيميايي، ساخت انواع مكمل‌ها و رنگ‌هاي غذايي و ساخت انواع پودرها و مكملهاي آرايشي در صنعت آرايشي و بهداشتي منجر شود. براي كشوري مانند ايران ميزان سرمايه‌گذاري لازم براي تأسيس يك كارخانه فب با فناوري سيليكوني و اندازه ۶۵ تا ۹۰ نانومتر كه بتواند برطرف‌كننده غالب نيازهاي صنعتي كشور در طول يك تا دو دهه آينده باشد حدود يك ميليارد دلار سرمايه‌گذاري ثابت برآورد مي‌شود. به منظور تصميم‌گيري براي ساخت يك كارخانه بايد در ابتدا وضعيت تقاضاي محصولات و تغييرات احتمالي بلندمدت آنها را به‌طور كامل بررسي و پس از آن به صورت ويژه با صنايع و مشتريان تراشه وارد قراردادهاي همكاري نزديك و بلندمدت شد تا بتوان همواره سطح قابل قبولي از بهره‌وري توليد را تضمين كرد.
