Globális mikrochip-verseny: Európa felzárkózási törekvése

Egy nyugodt erdő szélén, egyórányi autóútra Stuttgarttól, ahol túraútvonalak kígyóznak a fákon és enyhén kanyargó dombokon keresztül, Európa egyik titkos fegyvere ül a világ legfejlettebb félvezetőinek fejlesztéséért folyó globális versenyben.

Oberkochen, egy mindössze 8,000 lakosú kisváros Baden-Württemberg állam délnyugati részén, a Carl Zeiss SMT székhelye, a világ legfejlettebb chipgyártó berendezéseiben használt tükrök és lencsék egyetlen gyártója. Ultraprecíz tükrei és lencséi olyan pontosak, hogy 200-szor nagyobb pontosságra képesek, mint a James Webb űrteleszkóp.

A Zeiss „egyedülálló kompetenciával rendelkezik” – mondja Peter Wennink, az ASML vezérigazgatója, a holland székhelyű vállalat, amely globális monopóliummal rendelkezik a legmodernebb forgácsok készítéséhez szükséges extrém ultraibolya litográfia (EUV) gépek gyártásában. legfontosabb ügyfelek.

A Zeiss optika nélkül azt állítja, hogy az ASML nem tudná elkészíteni EUV-gépeit, amelyek ultraibolya fényt használnak, hogy apró léptékben szkenneljék át a chipeket a szilícium lapkákra. Az ASML-gépek nélkül pedig lehetetlen lenne elkészíteni a legfejlettebb chipeket, amelyek olyan jövőbeli technológiákhoz szükségesek, mint a mesterséges intelligencia, az autonóm vezetés és a kvantumszámítás.

A fejlett chipgyártó berendezések Európa egyik rejtett erőssége, mivel a világ országai megpróbálják megragadni a modern gazdaság középpontjában álló iparág egy részét, amelyet egyre inkább geopolitikai kockázatok fenyegetnek. 

A félvezetőpiac 500-ben először haladta meg az 2021 milliárd dollárt, és a becslések szerint 2030-ra billió dolláros iparággá válik a McKinsey szerint.

Tajvan a legfejlettebb chipgyártás globális központja. A 10 nanométer alatti félvezetők – a technológia élvonalbeli változatai – tekintetében Tajvan a globális piaci részesedés több mint 90 százalékával rendelkezik.

De a kínai katonai beavatkozás valamilyen formájával kapcsolatos növekvő félelmek Tajvanon arra késztették az Egyesült Államok, Japán és sok európai kormányt, hogy sietve ösztönözzék a chipgyártás bővítését országaikban, ami aggodalmát fejezi ki amiatt, hogy túl sok kapacitás kerül majd üzembe. idő.

Sok országban a félvezetők nemzetbiztonsági kérdés, mivel a gazdaság nagy része egyre inkább az általuk biztosított funkcionalitásra támaszkodik. A világjárvány idején súlyos hiányok a globális iparágak széles körében sújtották a termelést, az okostelefonoktól a személyi számítógépeken át a szerverekig és az autókig.

Európa eltökélt szándéka, hogy ne maradjon le, ahogy ez a verseny felgyorsul. 

Az év elején az Európai Bizottság nyilvánosságra hozta azt a tervet, hogy 43 milliárd eurót fektet be annak érdekében, hogy a világ legnagyobb chipgyártóit arra csábítsa, hogy gyárakat hozzanak létre a blokkban. Az Intel, az amerikai chip-óriás 33 milliárd eurós kezdeti beruházást ígért a blokkba, ebből 17 milliárd eurót egy németországi mega-telephelyre. Az olyan európai chipgyártók, mint az STMicroelectronics és az Infineon, szintén bővítik európai létesítményeiket. Az EU a világ legnagyobb szerződéses chipgyártóját, a TSMC-t is arra próbálja rábírni, hogy nagyszabású műveleteket indítson a blokkban.

Brüsszel reméli, hogy a beruházások megduplázzák az EU részesedését a globális félvezetőpiacon a jelenlegi kevesebb mint 10 százalékról 20 százalékra 2030-ra. A piaci részesedésnél azonban fontosabb, hogy csökkentse az EU függőségét az ázsiai gyártóktól, például a TSMC-től és a Samsungtól. egy olyan időszak, amikor a kelet-nyugati feszültség potenciális veszélyt jelenthet az ellátásra.

81 és 2021 között legalább 2025 új chip létesítmény épül; A SEMI, az egyesült államokbeli félvezetőipari szervezet legfrissebb, szeptemberi adatai szerint Európában 10 darabot építenek majd, szemben az Egyesült Államokban 14-gyel és 21-gyel Tajvanon.

A kontinens szilárd vegyi és anyagi alapjaival együtt az olyan vállalatok, mint a Carl Zeiss SMT és az ASML, valamint ellátási láncaik alapvető fontosságúak lesznek Európa azon törekvésében, hogy a világ egyik legfontosabb szállítójává váljanak a legmagasabb kategóriás chipek terén.

De továbbra is jelentős hiányosságok maradnak az európai félvezetők piacán. A tőkekövetelmény óriási. A chipgyárakat szállítani kívánó cégek pedig arra figyelmeztetnek, hogy nincs elég képzett munkaerő ahhoz, hogy üzemeiket zümmögjenek.

„Az, hogy 20-ra el tudjuk-e érni a 2030 százalékos piaci részesedést, kérdőjel, de egyre nagyobb a nyomás, mert ha nem teszünk semmit, még rosszabb lesz a helyzet” – mondja Lars Reger, a hollandiai székhelyű NXP Semiconductor technológiai igazgatója. .

„Minden a relevancia kérdése” – mondta Wennink az ASML-től. "Relevánsnak kell maradnia a geopolitikai kontextusban." 

Számít ez?

Európa ambiciózus mikrochip-terve, amely az európai chipekre vonatkozó törvény köré épül, nem kapott általános jóváhagyást.

Egyes kritikusok, köztük az iparági vezetők azt sugallják, hogy Európa pazarol az adófizetők pénze. Érvelésük szerint sokkal jobb lenne, ha a pénzt Európa saját iparágaiban – például az autóiparban és az ipari alkalmazásokban – felhasznált kiforrott chiptechnológiák kapacitásának bővítésére költenék, ahelyett, hogy a legújabb chipek kifejlesztésének hatalmas költségeivel szembesülnének. Az európai mobiltelefon-ipar hanyatlása miatt a kontinensen nem találtak nyilvánvaló vásárlókat a fejlett chipek iránt.

Ahogy az egyre összetettebb chipek előállításának költsége megnőtt, „kevesebb vállalat tudott lépést tartani” – mondja egy chipgyártó cég vezetője. „A versenyből kiesők közül sokan Európában voltak.”

Emiatt Európa ellátási lánca nem rendelkezik a fejlett félvezetőgyártáshoz szükséges kulcsfontosságú képességekkel.

Yang Wang, a Counterpoint Research tanácsadó cég londoni vezető elemzője rámutat, hogy Európában nincsenek chiptervezők, akik a technológia 7 nanométeres és az alatti csomópontos változataiban dolgoznának.

„A világ 10 legjobb chiptervezőjének egyike sem működik Európában, miközben az Egyesült Államok vezet a félvezetők tervezésében” – mondja.

Az EU-ban léteznek olyan félvezető-ellátási láncok klaszterei, mint például a belgiumi Leuven, a németországi Drezda és a francia Grenoble, de Európának fokoznia kell a chiptervezési képességeket, és be kell fektetnie az ökoszisztémába a fejlett chipgyártás érdekében, valamint be kell fektetnie a chipekbe. maga a gyártás – állítják az iparági szakértők.

A finanszírozás is döntő tényező. Minél fejlettebb a chip, annál tőkeigényesebb a folyamat. Például a TSMC tőkekiadása 2022-ben 36 milliárd dollár lesz, és ebben a hónapban a vállalat bejelentette, hogy az elkövetkező években háromszorosára tervezi arizonai befektetését, 12 milliárd dollárról 40 milliárd dollárra, ahol 3-ra a fejlettebb 2026 nanométeres technológiát is elhozza.

Az Egyesült Államok idén elfogadta saját Chips and Science Act-jét, amely egy 52.7 milliárd dolláros ösztönző- és adókedvezmény-csomag.

Egy olyan bonyolult ellátási lánc felépítése, mint amilyen a legfejlettebb chiptechnológiához szükséges, éveket vesz igénybe – és még több adófizetői támogatást igényel, mondják az iparág vezetői. Az olyan országok, mint Kína, Tajvan és Dél-Korea, évtizedek óta milliárdokat fektettek be chipgyártóik támogatására.

„Az európai chipekről szóló törvény nagyszerű eszköz, mert világszerte azonos szintű ösztönzőket biztosít számunkra” – mondja Jean-Marc Chery, az STMicroelectronics vezérigazgatója, egy genfi ​​székhelyű vállalat, amely elsősorban az autóipari és ipari piacok számára szállít chipeket. kiforrott technológiák. „De ha [fejlett technológiát] és hatalmas műalkotásokat kell építenünk. . . akkor nem túl versenyképes.” 

Európa azonban nem a nulláról indul.

Az EU egyik fontos előnye a fejlett chip-berendezések terén. Az ASML EUV-gépeivel a világ legnagyobb chipgyártói, mint például a TSMC, a Samsung és az Intel, képesek megkérdőjelezni a fizika határait, egyre több feldolgozó tranzisztort csomagolva egyre kisebb chipekre. Manapság a tömeggyártás legkorszerűbb élvonala a 3 nm – utalás a chipen lévő egyes tranzisztorok méretére –, de a technológia ezt 2 nm-re és az alá is viszi.

„EUV-k nélkül nem tudná elérni ezt a nagy tranzisztorsűrűséget egy chipben” – mondja Thomas Stammler, a Zeiss technológiai igazgatója. „Mivel egyedül mi szállítunk EUV-t, ezt a chipipar bővítésének és támogatásának kötelezettségének is tekintjük. . . és már dolgozunk az EUV következő generációján.” 

Az ASML és a Zeiss mellett, amelyekben az ASML 25 százalékos részesedéssel rendelkezik, a német Trumpf világelső az EUV gépek által használt lézerek terén. 220,000 40 C-on a Trumpf lézerei által létrehozott plazma – amelyet EUV fény előállítására használnak – csaknem XNUMX-szer melegebb, mint a Nap felszíne.

Az ilyen fejlett technológia lehetővé teszi az EUV-k számára, hogy segítsenek az olyan vállalatoknak, mint az Apple, hogy ma akár 16 milliárd tranzisztort préseljenek a MacBook központi egységébe, szemben az 1,000-es években az elektronikai eszközök 1970 tranzisztorával. 

Európának komoly előnye van abban is, hogy képes előállítani a fejlett forgácsgyártásban használt, nagymértékben testreszabott, összetett anyagokat és vegyi anyagokat. Ezek főként néhány európai vállalattól származnak, mint például a Merck, a BASF és a Solvay, valamint a japán cégektől, mint például a JSR és a Shin-Etsu Chemical.

Emellett a világ egyik legjelentősebb kutatási központja is található az IMEC-ben, a Brüsszelen kívüli nanotechnológiai kutatóközpontban, amelyet a legfejlettebb chipgyártók használnak prototípusok készítésére. További világhírű kutatóközpontok a német Fraunhofer intézetek és a francia CEA-Leti.

De még mindig vannak kihívások. Más országok jóval többet fektetnek be, mint az európaiak, hogy kiépítsék saját chipgyártó képességeiket, és az ökoszisztémák máris elkezdenek fejlődni az új üzemek körül.

Európában a kritikus vegyi anyagok és anyagok beszállítói lassabban fektettek be, mint az Egyesült Államokban és Tajvanon. Az iparágban egyesek szerint ennek az az oka, hogy az Európai Chips-törvény nem terjed ki kellőképpen a chipgyártáson túli beruházásokra, vagy mert az európai környezetvédelmi előírások megnehezítik a vegyipari létesítmények bővítését. És természetesen az európai gázválság megemelte az amúgy is magas energiaárakat, és arra kényszerítette az tömb energiaintenzív vegyipart, hogy leállítsa vagy felfüggesztse egyes termékek gyártását. Az iparági vezetők szerint az európai terjeszkedés jelenleg nem vonzó erős ösztönzők nélkül.

„Az új félvezető gyárak vegyszerellátása speciális eszközökbe való befektetést igényel. Ezért az állami támogatás hiánya mindenképpen akadályt jelentene a vegyi anyagok beszállítói számára” – mondta a Solvay elnöke, Rodrigo Elizondo a Financial Timesnak. „Véleményünk szerint az erős regionális vegyianyag-ellátás hiánya mindenképpen veszélyezteti az európai félvezetőgyártmányok működését.”

A BASF és a Solvay vegyszer- és anyaghiányra számít a következő években az új chipkapacitások felfutása során, hacsak nem történik beruházás ezeken a területeken.

„Mindenki a félvezetőgyártásról beszél, de nem fordítanak kellő figyelmet az ilyen mikrochipek előállításához szükséges vegyszerekre” – mondja Lothar Laupichler, a BASF elektronikai anyagokkal foglalkozó alelnöke. „Majdnem olyan érzés, mintha a vegyszereket víznek vagy villanynak néznék, kinyitod a csapot, és azonnal kijön, de ez tévhit.” 

Kai Beckmann, a Merck igazgatótanácsának tagja és elektronikai részlegének vezérigazgatója hozzáteszi: „Ezt az Európai Unióval közösen kell megvizsgálnunk, mert nagyon speciális anyagokról beszélünk, amelyeket nem biztos, hogy jól rögzítenek a európai ambíciók.”

A személyzet felkutatása

Európának még egy alapvető problémával kell szembenéznie: elegendő képzett munkaerőt találni. Az Európai Munkaügyi Hatóság által az EU-ban tapasztalható legnagyobb munkaerőhiányról készített felmérés szerint a chipipar pilléreit jelentő mérnökök és technikusok 10 országban a négy legnagyobb tehetséghiány közé tartoznak.

Az olyan cégek, mint a német Infineon, az Egyesült Királyságbeli Edwards Vacuum, amely az ASML kulcsfontosságú alkatrész- és alrendszer-szolgáltatója, és az ausztriai AT&S, amely a félvezetőket rögzítő csúcskategóriás chip-hordozók egyik vezető szállítója, mind arra figyelmeztettek, hogy a külföldi tehetségek kulcsfontosságúak lesznek Európa félvezetőiparának további fejlődése és fenntarthatósága szempontjából.

Andreas Gerstenmayer, az AT&S vezérigazgatója elmondta, hogy cége nehezen találja meg azt a 800 szakképzett munkaerőt, amelyre szüksége van új ausztriai kutatási és fejlesztési központjához. „Globálisan kell megkeresnünk a tehetségeket, mert a tapasztalat és a technológia [a chip-hordozók] még nem elérhető itt.”

Martin Stöckl, az Infineon humánerőforrás-főnöke szerint az egész ellátási lánc ugyanazokat a tehetségeket fogja üldözni, ami tovább ront a helyzeten. „A tehetséghiány komoly problémát jelent Európában” – mondja. „Ha gyorsan számolunk, mi [Infineon] új gyárat építünk, az STMicroelectronics és az Intel is terjeszkedik. Nekünk [cégeknek] legalább több ezer mérnökre és technikusra lesz szükségünk az elkövetkező években.” 

A csata azonban még korántsem elveszett, mondják az iparág vezetői.

A kihívások ellenére az iparági vezetők optimistán tekintenek Európa kilátásaira ebben a kritikus iparágban. Az olyan cégek, mint az ASML, a Zeiss és a Trumpf, nem rossz kiindulópont.

„Európa az évek során megőrizte valódi erejét a félvezetőgyártó berendezések terén” – mondja az Intel egyik vezető vezetője. „Ez valóban lehetőséget adott neki, hogy újra belépjen a piacra, ami egyébként nem lett volna. Ezek nélkül a strandolók nélkül nagyon-nagyon nehéz lett volna Európának visszatérni.”

Peggy Hollinger és Joe Miller további jelentései

Kartográfia és adatvizualizáció by Liz Faunce és a Alan Smith

A mikrochipek globális versenye: Európa felzárkózási törekvése Újraközölve a következő forrásból: https://www.ft.com/content/b31e27fd-0781-4ffd-bb69-9af985abff41 a https://www.ft.com/companies/technology?format oldalon =rss

<!–

->