Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Amerykańska dominacja krzemowa

Amerykańska dominacja krzemowa
Ton komentarzy na temat lipcowej zapowiedzi Intela, że rozważa outsourcing produkcji, był taki, że to zwiastuje koniec ery, w której ta firma a zarazem Stany Zjednoczone zdominowały branżę półprzewodnikową. Posunięcie to bowiem może odbić się szerokim echem daleko poza Doliną Krzemową, wpływając na globalny handel i geopolitykę.

Kalifornijska firma z Santa Clara jest największym producentem układów scalonych od kilku dekad. Z tą marką łączono najlepsze projekty i najnowocześniejsze wytwórnie procesorów. Co znamienne, Intel miał wciąż zakłady produkcyjne na terenie USA, gdy większość innych amerykańskich firm wytwarzających chipy zamknęła lub sprzedała krajowe zakłady lata temu i zleciła innym firmom produkcję komponentów, głównie w Azji. Intel twierdził, że to utrzymanie produkcji w Stanach Zjednoczonych świadczy o wyższości jego produktów nad innymi. Przez lata firma wydała dziesiątki miliardów dolarów na modernizację swoich fabryk i uważano je za kluczową przewagę, która pozwoliła firmie wyprzedzać resztę branży.

Jednak ostatnie lata to dla Intela seria niefortunnych zdarzeń. Firmie nie powiódł się proces przygotowania wafli krzemowych o litografii 7 nm. Nie wiadomo, jak długo potrwa poszukiwanie defektów, a produkować trzeba. Pierwsze produkty 7 nm produkowane we własnych fabrykach na większą skalę spodziewane są w 2022 r.

Produkcją chipów Intela miałby się zająć, według informacji publikowanych w mediach, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC), który jest obecnie światowym liderem produkcji komponentów półprzewodnikowych (1). Problemy z przejściem na 7 nm, ale i wydajnością produkcji w pozostałych procesach spowodowały, że Intel zakontraktował TSMC do produkcji części tych układów w procesie 6 nm. Co więcej, doniesienia mówią o tym, że TSMC wykona dla Intela także procesory typu CPU, tym razem w procesach 5 i 3 nm. Te tajwańskie nanometry są liczone nieco inaczej, np. uważa się, że 6 nm od TSMC oznacza mniej więcej podobną gęstość upakowania procesorów co 10 nm Intela. Tak czy inaczej, TSMC nie ma problemów z produkcją, a Intel jest pod stałą presją konkurencyjną AMD i NVidii.

Po tym, jak dyrektor generalny firmy Bob Swan powiedział, że Intel rozważa outsourcing, wartość akcji firmy spadła o 16 proc. Swan mówił, że miejsce produkcji półprzewodnika nie jest aż tak ważne, co jest zwrotem o 180 stopni w porównaniu z tym, co Intel twierdził wcześniej. Sytuacja ma kontekst polityczny, gdyż wielu amerykańskich polityków i ekspertów ds. bezpieczeństwa narodowego uważa, że delegowanie zaawansowanej myśli technicznej za granicę (w domyśle - do Chin, ale także do krajów, w których Chiny mają wpływy) jest potencjalnie ogromnym błędem. np. chipy Xeon Intela SA sercem komputerów i centrów danych, które wspierają projektowanie elektrowni atomowych (zobacz także: Inicjatywa prywatna może być pierwsza), statków kosmicznych i odrzutowców, pracują w systemach wywiadu i analizy danych. Dotychczas były w większości produkowane w zakładach w Oregonie, Arizonie i Nowym Meksyku.

Rozwój smartfonów i innych urządzeń mobilnych zmienił rynek półprzewodnikowy. Intel podejmował projekty budowy chipsetów mobilnych, ale nigdy nie traktował tego jako priorytetu, przedkładając nad to zawsze procesory do komputerów i serwerów. Kiedy rozpoczął się boom smartfonów, producenci telefonów korzystali z procesorów, firm takich jak Qualcomm lub projektowali własne, jak Apple. Wielkie fabryki układów scalonych tajwańskiej TSMC rok po roku wypierały inne komponenty. Podczas gdy Intel produkuje setki milionów chipów rocznie, TSMC produkuje ponad miliard rocznie. Dzięki skali tajwańska firma ma w tej chwili wyprzedzające Intela know-how w dziedzinie technik produkcji.

Proponując outsourcing produkcji komponentów krzemowych dla każdego, kto sobie tego zażyczy, TSMC nieodwołalnie zmienił model biznesowy dla branży. Firmy nie muszą już inwestować w linie produkcyjne, mogą skupić się na projektowaniu nowych chipów do wykonywania nowych funkcji i zadań. Wcześniej dla wielu firm była to istotna bariera. Zaprojektowanie układów to inwestycje rzędu milionów, zaś inwestycje we własną produkcję - miliardów. Jeśli nie trzeba podejmować tych drugich, to jest większa szansa na powodzenie nowego projektu.

Dla jasności - Tajwan to nie wróg USA, ale bliskość i brak bariery językowej z ChRL powoduje niepokoje o możliwość wycieku wrażliwych technik. Poza tym bolesna jest też sama utrata hegemonii USA, jeśli nie w konstrukcjach procesorów, to na pewno w dziedzinie metod produkcji krzemowych układów. AMD, amerykańska firma, największy konkurent Intela na rynku laptopów i w kilku innych segmentach, produkuje w fabrykach TSMC od dawna, amerykański Qualcomm nie ma problemów, by współpracować z wytwórcami z Chin kontynentalnych, więc Intel niejako symbolicznie reprezentował amerykańską tradycję produkcji chipów w kraju macierzystym.

Chińczycy dekadę w tyle

Półprzewodnikowe know-how jest w centrum amerykańsko- chińskiej zaostrzającej się rywalizacji gospodarczej. Wbrew pozorom to nie Donald Trump zaczął wprowadzanie ograniczeń eksportowych na komponenty elektroniczne do Chin. Zakazy zaczął wprowadzać Barack Obama, nakładając embargo sprzedaży m.in. produktów Intela. Takie firmy jak ZTM, Huawei i Alibaba otrzymują od władz chińskich ogromne dofinansowanie na prace nad własnymi chipami. W tej sprawie Chiny łączą państwowe i korporacyjne zasoby. Powstają programy motywacyjne mające na celu przyciągnięcie specjalistów i najbardziej uzdolnionych inżynierów z innych krajów, zwłaszcza, co istotne w świetle wyżej podawanych informacji, z Tajwanu.

Amerykański Departament Handlu ogłosił niedawno, że od tej pory żadne chipy półprzewodnikowe wyprodukowane przy użyciu sprzętu zbudowanego przez amerykańskie firmy nie mogą być sprzedawane chińskiemu Huawei bez jego wcześniejszej zgody i licencji amerykańskiego departamentu handlu. Tajwańska TSMC stało się ofiarą tych sankcji, musząc zrezygnować z produkcji dla Huawei, o czym będzie jeszcze mowa.

Pomimo wojen handlowych Ameryka pozostała światowym liderem i największym dostawcą półprzewodników, a Chiny były największym klientem Ameryki. Przed pandemią w 2018 roku Stany Zjednoczone sprzedały do Chin chipy półprzewodnikowe o wartości 75 miliardów dolarów, co stanowiło około 36 proc. produkcji amerykańskiej. Przychody tej branży w USA są mocno uzależnione od rynku chińskiego. Paradoksalnie sankcje rządu amerykańskiego mogą ostatecznie zniszczyć chiński rynek zbytu, gdy Chińczykom uda się stworzyć własne porównywalne produkty, a na krótszą metę skorzystać mogą dostawcy chipów z Japonii i Korei, którzy chętnie wypełnią pustkę pozostawioną przez USA.

Jak wspominaliśmy, Chińczycy inwestują dużo w badania i rozwój tej branży. Powstaje mnóstwo ośrodków takich jak np. na kampusie uniwersyteckim na obrzeżach Hongkongu, gdzie grupa inżynierów pod kierownictwem wykształconego na amerykańskim Uniwersytecie Stanforda Patricka Yue projektuje chipy komputerowe, które mają zostać wykorzystane w nowej generacji smartfonów chińskiej produkcji. Projekt jest częściowo finansowany przez Huawei, chińskiego giganta w dziedzinie komunikacji i telekomunikacji.

Chiny nie ukrywają, że chcą stać się samowystarczalne pod względem technologicznym. Kraj ten jest zarówno największym na świecie importerem, jak i konsumentem półprzewodników. Obecnie mają, jak podaje branżowa organizacja SIA, zaledwie 5 proc. udziału w globalnym rynku półprzewodnikowym (2), ale planują produkować 70 proc. wszystkich używanych przez siebie półprzewodników do 2025 r., co jest ambitnym planem pobudzonym przez wojnę handlową z USA. Wielu jest sceptycznych wobec tych planów, jak Piero Scaruffi, historyk Doliny Krzemowej i badacz sztucznej inteligencji, który uważa, że Chińczycy są obecnie ok. 10 lat w tyle za czołowymi wytwórcami, jeśli chodzi o technologie krzemowe i trzy do czterech pokoleń za firmami takimi jak TSMC w dziedzinie technologii produkcyjnych. Chiny nie mają doświadczenia w produkcji wysokiej klasy chipów.

2. Udziały w globalnym rynku półprzewodnikowym według opublikowanego w czerwcu 2020 raportu organizacji SIA (Semiconductor Industry Association)

Choć w projektowaniu chipów spisują się coraz lepiej, przez amerykańskie sankcje chińskie firmy mają problemy udostępnianiem swoich produktów na rynku. I tu wracamy do współpracy TSMC z Huawei, która została zawieszona, co przyszłość chińskich chipów przystosowanych do pracy w sieci 5G Kirin (3) jest niejasna. Jeśli Qualcomm nie dostanie zgody rządu amerykańskiego na udostępnienie snapdragonów, to Chińczykom pozostaną jedynie układy MediaTek. Zatem chińska firma po prostu nie będzie mogła oferować smartfonów z chipsetami na odpowiednim poziomie. To kolosalna porażka.

3. Chip Kirin 990 5G

Na razie więc wygląda to tak, że choć Amerykanie ponoszą porażki, takie jak konieczność przeniesienia przez sztandarowego producenta procesorów, Intela, produkcji na Tajwan, to Chińczycy też obrywają, a perspektywy odkucia się przez nich na krzemowym rynku są odległe i mgliste. Może więc to i koniec amerykańskiej absolutnej dominacji, ale nie oznacza to, że pojawia się jakikolwiek inny hegemon.

Mirosław Usidus