Fortschritte in der chinesischen Speicherchip-Technologie: Ein Überblick

Die Halbleiterindustrie ist ein kritischer Bestandteil der modernen Technologie und bildet die Grundlage für alles, von Smartphones bis zu Rechenzentren. In den letzten Jahren hat China bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung seiner Halbleiterfähigkeiten gemacht, insbesondere im Bereich der Speicherchips. Dieser Beitrag beleuchtet die neuesten Entwicklungen in der chinesischen Speicherchip-Technologie und untersucht die wichtigsten Akteure, technologischen Innovationen und das geopolitische Umfeld, das diesen dynamischen Sektor prägt.

Wichtige Akteure in der chinesischen Speicherchip-Industrie

Yangtze Memory Technologies Co. (YMTC)

Gegründet im Jahr 2016, hat sich die Yangtze Memory Technologies Co. (YMTC) schnell zu einem bedeutenden Akteur auf dem globalen NAND-Flash-Speichermarkt entwickelt. Die Xtacking-Architektur von YMTC, die die Speicher- und Logikschaltungen auf verschiedenen Wafern trennt und diese mittels Plasmaaktivierung und thermischem Tempern verbindet, war eine bemerkenswerte Innovation. Diese Architektur verbessert die Produktionsgeschwindigkeit und Leistung und positioniert YMTC als wettbewerbsfähige Kraft gegenüber etablierten Giganten wie Samsung und SK Hynix. ¹

ChangXin Memory Technologies (CXMT)

ChangXin Memory Technologies (CXMT), ein weiterer wichtiger Akteur, konzentriert sich auf die DRAM-Produktion. Obwohl das Unternehmen zwei bis drei Generationen hinter der weltweit fortschrittlichsten DRAM-Technologie zurückliegt, hat CXMT erhebliche Fortschritte gemacht. Das Unternehmen hat kürzlich in Zusammenarbeit mit Tongfu Microelectronics Muster von Hochgeschwindigkeitsspeicherchips (HBM) entwickelt, was einen bedeutenden Schritt zur Reduzierung der Abhängigkeit von ausländischen Lieferanten darstellt.²

Technologische Innovationen

Ferroelektrische Materialien für nahezu unendliche Lebensdauer von Chips

Eine bahnbrechende Entwicklung in der chinesischen Speicherchip-Technologie ist die Schaffung eines neuen ferroelektrischen Materials, das eine nahezu unendliche Lebensdauer für Speicherchips verspricht. Dieses Material, das von einem Team unter der Leitung von Professor Zhong Zhicheng vom Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering entwickelt wurde, löst das Problem der ferroelektrischen Ermüdung durch den Schichtaufbau des Materials. Das neue zweidimensionale Schichtmaterial, 3R-MoS2, zeigt nach Millionen von Lese-/Schreibzyklen keine Leistungsdegradation und eignet sich ideal für den Einsatz in extremen Umgebungen wie der Raumfahrt und der Tiefseeerkundung. ^{3 4}

Chiplet-Technologie

China investiert auch stark in die Chiplet-Technologie, die einen modularen Ansatz für das Chipdesign bietet. Durch die Aufteilung der Funktionen eines Chips in mehrere Chiplet-Module wird die Komplexität der Herstellung jedes einzelnen Teils reduziert. Dieser Ansatz ist besonders vorteilhaft angesichts der aktuellen Beschränkungen für fortschrittliche Chipfertigungstechnologien. Chinesische Unternehmen sind bereits für 38 % der weltweiten Chipverpackung verantwortlich, und Fortschritte in diesem Bereich könnten die Leistung und Kosteneffizienz inländischer Chips erheblich verbessern. ⁵

Geopolitischer und wirtschaftlicher Kontext

Auswirkungen der US-Sanktionen

Die USA haben mehrere Runden von Exportkontrollen gegen chinesische Halbleiterunternehmen verhängt, was deren Fähigkeit, fortschrittliche Fertigungsausrüstungen zu beschaffen, erheblich beeinträchtigt hat. So wurde YMTC 2022 auf die schwarze Liste des US-Handels gesetzt, was den Kauf von in den USA hergestellter Ausrüstung für die Produktion fortschrittlicher Speicherchips verbot. Dies hat China veranlasst, massiv in die Entwicklung inländischer Alternativen und die Erreichung von Selbstversorgung in der Halbleiterfertigung zu investieren. ^{6 7}

Regierungssupport und Investitionen

Die chinesische Regierung war ein entscheidender Treiber für das Wachstum der Halbleiterindustrie. Initiativen wie der „Big Fund“ und „Made in China 2025“ haben beträchtliche staatlich unterstützte Investitionen in den Sektor gelenkt. Diese politischen Maßnahmen zielen darauf ab, bis 2025 eine Selbstversorgungsrate von 70 % bei Chips zu erreichen. Darüber hinaus haben lokale Regierungen Unternehmen wie CXMT und Wuhan Xinxin Finanzmittel zur Verfügung gestellt, um deren Technologien voranzutreiben und die Produktionskapazitäten zu erweitern. ^{8 9}

Marktdynamik und Zukunftsaussichten

Inländischer und globaler Marktanteil

Chinesische Unternehmen erhöhen allmählich ihren Marktanteil sowohl auf dem heimischen als auch auf dem globalen Markt. Trotz der Herausforderungen durch die US-Sanktionen machen Unternehmen wie YMTC und CXMT bedeutende Fortschritte. So verfügt Huaweis neueste Flaggschiff-Smartphone-Serie, die Pura 70, über NAND-Speicher von YMTC, was den Fortschritt der chinesischen Halbleiterindustrie unterstreicht. ^{10 11}

Technologischer Aufholprozess

Während chinesische Unternehmen bemerkenswerte Fortschritte gemacht haben, liegen sie in bestimmten Bereichen immer noch hinter den globalen Marktführern zurück. Beispielsweise befinden sich die HBM-Chips von CXMT noch in der Entwicklungsphase und könnten mehrere Jahre benötigen, um auf den Markt zu kommen. Die Fähigkeit, diese Chips ohne modernste Lithografietechnologie herzustellen, bietet jedoch einen Weg für China, zu globalen Wettbewerbern wie SK Hynix und Samsung aufzuschließen. ¹²

Fazit

Die Fortschritte Chinas in der Speicherchip-Technologie verändern die globale Halbleiterlandschaft. Durch bedeutende Investitionen in Forschung und Entwicklung, innovative Technologien wie ferroelektrische Materialien und Chiplets sowie strategische staatliche Unterstützung schließen chinesische Unternehmen die Lücke zu internationalen Wettbewerbern. Obwohl Herausforderungen bestehen, insbesondere angesichts strenger US-Exportkontrollen, unterstreichen die Fortschritte von Unternehmen wie YMTC und CXMT Chinas Entschlossenheit, Selbstversorgung und technologische Führung in der Halbleiterindustrie zu erreichen.

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Yangtze_Memory_Technologies ↩︎
2. https://www.asiafinancial.com/chinese-firms-close-in-on-high-end-ai-memory-chips-coup ↩︎
3. https://www.scmp.com/news/china/science/article/3266689/chinese-team-says-new-storage-chip-material-has-near-infinite-lifespan ↩︎
4. https://interestingengineering.com/innovation/new-material-immortal-memory-chips ↩︎
5. https://rhg.com/research/thin-ice-us-pathways-to-regulating-china-sourced-legacy-chips/ ↩︎
6. https://www.thinkchina.sg/technology/chinas-ban-micron-roils-domestic-memory-chip-market ↩︎
7. https://www.gisreportsonline.com/r/escalating-chip-war/ ↩︎
8. https://rhg.com/research/thin-ice-us-pathways-to-regulating-china-sourced-legacy-chips/ ↩︎
9. https://www.meed.com/china-continues-to-disrupt-semiconductor-industry ↩︎
10. https://www.bloomberg.com/tosv2.html?url=L25ld3MvYXJ0aWNsZXMvMjAyNC0wNS0xMC9odWF3ZWktcmVsaWVzLW9uLWNoaW5hLXMteW10Yy1mb3ItbWVtb3J5LWNoaXAtaW4tbGF0ZXN0LXBob25l&uuid=34334f26-0eeb-11ef-acc5-72430af00445 ↩︎
11. https://www.bloomberg.com/tosv2.html?url=L25ld3MvYXJ0aWNsZXMvMjAyNC0wNS0xMC9odWF3ZWktcmVsaWVzLW9uLWNoaW5hLXMteW10Yy1mb3ItbWVtb3J5LWNoaXAtaW4tbGF0ZXN0LXBob25l&uuid=34334f26-0eeb-11ef-acc5-72430af00445 ↩︎
12. https://techhq.com/2023/08/china-catching-up-on-ai-memory-chips/ ↩︎