Cursa globală a microcipurilor: încercarea Europei de a ajunge din urmă

La marginea unei păduri liniștite, la o oră de mers cu mașina de Stuttgart, unde traseele de drumeții șerpuiesc printre copaci și dealuri ușor ondulate, se află una dintre armele secrete ale Europei în cursa globală pentru dezvoltarea celor mai avansati semiconductori din lume.

Oberkochen, un oraș mic de doar 8,000 de locuitori din statul Baden-Württemberg din sud-vestul, este sediul central al Carl Zeiss SMT, singurul producător de oglinzi și lentile utilizate în cele mai avansate echipamente de fabricare a așchiilor din lume. Oglinzile și lentilele sale ultra-precise sunt atât de precise încât sunt capabile de o precizie de 200 de ori mai mare decât telescopul spațial James Webb.

Zeiss are „o competență unică”, spune Peter Wennink, directorul executiv al ASML, compania cu sediul în Țările de Jos care deține un monopol global asupra fabricării mașinilor de litografie ultravioletă extremă (EUV) necesare pentru a produce cipuri de ultimă generație – și este unul dintre cei mai importanti clienti.

Fără optica Zeiss, el spune că ASML nu și-ar putea fabrica mașinile EUV, care folosesc lumina ultravioletă pentru a scana modele de cipuri pe plăci de siliciu la o scară mică. Și fără mașini ASML, ar fi imposibil să se producă cele mai avansate cipuri necesare tehnologiilor viitoare, cum ar fi inteligența artificială, conducerea autonomă și calculul cuantic.

Echipamentele avansate de fabricare a așchiilor reprezintă unul dintre punctele forte ascunse ale Europei, deoarece țările din întreaga lume încearcă să capteze o parte dintr-o industrie care se află în centrul economiei moderne și care devine din ce în ce mai mult legată de risc geopolitic. 

Piața semiconductorilor a depășit 500 de miliarde de dolari pentru prima dată în 2021 și se estimează că va deveni o industrie de un trilion de dolari până în 2030, potrivit McKinsey.

Taiwan este centrul global pentru cea mai avansată producție de așchii. În ceea ce privește semiconductorii sub 10 nanometri - versiunile de vârf ale tehnologiei - Taiwan deține mai mult de 90% din cota de piață globală.

Dar temerile tot mai mari cu privire la o anumită formă de intervenție militară chineză în Taiwan a determinat guvernele din SUA, Japonia și multe din întreaga Europă să se grăbească să stimuleze extinderea producției de cipuri în țările lor, ridicând îngrijorarea că o capacitate prea mare va fi pusă în funcțiune în același timp. timp.

Pentru multe țări, semiconductorii reprezintă o chestiune de securitate națională, deoarece părți mari ale economiei se bazează din ce în ce mai mult pe funcționalitatea pe care o oferă. Penurie grave în timpul pandemiei au afectat producția într-o gamă largă de industrii globale, de la smartphone-uri și computere personale până la servere și automobile.

Europa este hotărâtă să nu rămână în urmă, pe măsură ce acest concurs crește. 

La începutul acestui an, Comisia Europeană a dezvăluit un plan de a investi 43 de miliarde de euro în efortul de a-i tenta pe cei mai mari producători de cipuri din lume să înființeze fabrici în bloc. Intel, gigantul american de cipuri, a promis o investiție inițială de 33 de miliarde de euro în bloc, inclusiv 17 miliarde de euro pentru un mega-site din Germania. Producătorii de cipuri europeni precum STMicroelectronics și Infineon își extind, de asemenea, facilitățile în Europa. UE încearcă, de asemenea, să atragă TSMC, cel mai mare producător de cipuri contractuale din lume, să înființeze operațiuni la scară largă în bloc.

Bruxelles speră că investițiile vor dubla ponderea UE pe piața globală a semiconductoarelor de la mai puțin de 10% astăzi la 20% până în 2030. Dar mai important decât cota de piață este reducerea dependenței UE de producătorii din Asia, cum ar fi TSMC și Samsung la un moment în care tensiunile est-vest ar putea reprezenta o potențială amenințare pentru aprovizionare.

Există cel puțin 81 de noi instalații de cip care urmează să fie construite între 2021 și 2025; 10 vor fi construite în Europa, în comparație cu 14 în SUA și 21 în Taiwan, conform celor mai recente date din septembrie de la SEMI, o organizație din industria semiconductoarelor din SUA.

Împreună cu bazele solide ale continentului în produse chimice și materiale, companii precum Carl Zeiss SMT și ASML și lanțurile lor de aprovizionare vor fi fundamentale pentru ambiția Europei de a deveni unul dintre cei mai importanți furnizori de cipuri de ultimă generație.

Dar rămân lacune importante în impulsul semiconductorilor din Europa. Sumele de capital necesare sunt formidabile. Și companiile care caută să aprovizioneze fabricile de cipuri avertizează că nu există destui muncitori calificați pentru a-și menține fabricile în funcțiune.

„Dacă am putea atinge o cotă de piață de 20% până în 2030 este un semn de întrebare, dar există o presiune din ce în ce mai mare, deoarece dacă nu facem nimic, situația va înrăutăți și mai mult”, spune Lars Reger, director de tehnologie la NXP Semiconductor, compania cu sediul în Țările de Jos. .

„Totul este despre relevanță”, a spus Wennink de la ASML. „Trebuie să rămâi relevant în contextul geopolitic.” 

Are sens?

Planul ambițios al Europei pentru microcipuri, care este construit în jurul Legii europene privind cipurile, nu a primit aprobarea universală.

Unii critici, inclusiv directori din industrie, au sugerat că Europa irosește banii contribuabililor. Mult mai bine, susțin ei, ar fi să cheltuiți banii pentru extinderea capacității tehnologiilor de cipuri mature care sunt consumate de propriile industrii europene - cum ar fi aplicațiile auto și industriale - decât să faceți față costurilor enorme ale încercării de a dezvolta cele mai noi cipuri. Declinul industriei de telefonie mobilă din Europa a lăsat continentul fără clienți evidenti pentru cipuri avansate.

Pe măsură ce costul producției de cipuri din ce în ce mai complexe a crescut, „mai puține companii au reușit să țină pasul”, spune un director al unei companii de cipuri. „Mulți dintre cei care au renunțat la cursă erau în Europa.”

Acest lucru a lăsat lanțul de aprovizionare al Europei fără unele dintre capacitățile cheie necesare pentru fabricarea avansată de semiconductori.

Yang Wang, analist senior la Londra cu consultanța Counterpoint Research, subliniază că nu există designeri de cipuri în Europa care să lucreze în versiuni de 7 nanometri și sub noduri ale tehnologiei.

„Niciunul dintre cei mai buni 10 designeri de cipuri din lume nu are sediul în Europa, în timp ce SUA este lider mondial în proiectarea de semiconductori”, spune el.

UE are grupuri existente de lanțuri de aprovizionare cu semiconductori, cum ar fi Leuven în Belgia, Dresda în Germania și Grenoble în Franța, dar Europa va trebui să intensifice capacitățile de proiectare a cipurilor și investițiile în ecosistem pentru fabricarea de cipuri avansate, precum și investiții în cipuri. producția în sine, spun experții din industrie.

Finanțarea este, de asemenea, un factor crucial. Cu cât cipul este mai avansat, cu atât procesul necesită mai mult capital. De exemplu, cheltuielile de capital ale TSMC pentru 2022 vor fi de 36 de miliarde de dolari, iar în această lună compania a anunțat planuri de a-și tripla investiția în Arizona de la 12 miliarde de dolari la 40 de miliarde de dolari în următorii ani, unde va aduce și tehnologia mai avansată de 3 nm până în 2026.

În acest an, SUA au adoptat propriul Act Chips and Science, un pachet de stimulente și reduceri fiscale de 52.7 miliarde de dolari.

Construirea unui lanț de aprovizionare la fel de complicat ca cel necesar pentru cea mai avansată tehnologie de cip va dura ani de zile să fie construit – și va necesita și mai mult sprijin din partea contribuabililor, spun directorii din industrie. Țări precum China, Taiwan și Coreea de Sud au investit miliarde de-a lungul deceniilor pentru a-și susține producătorii de cipuri.

„Legea europeană a cipurilor este un instrument grozav, deoarece ne pune la același nivel de stimulente la nivel mondial”, spune Jean-Marc Chery, directorul executiv al STMicroelectronics, o companie din Geneva care furnizează cipuri pentru piețele auto și industriale, în principal tehnologii mature. „Dar dacă trebuie să construim [tehnologie avansată] și fabrici uriașe . . . atunci nu este foarte competitiv.” 

Dar Europa nu începe de la zero.

Menținerea UE asupra echipamentelor avansate cu cip este un avantaj important. Cu mașinile EUV de la ASML, cei mai mari producători de cipuri din lume, cum ar fi TSMC, Samsung și Intel, sunt capabili să provoace limitele fizicii, împachetând din ce în ce mai mulți tranzistori de procesare pe cipuri din ce în ce mai mici. Astăzi, cea mai de ultimă oră în producția de masă este 3 nm - o referință la dimensiunea fiecărui tranzistor de pe un cip - dar tehnologia duce acest lucru la 2 nm și mai jos.

„Fără EUV-uri, nu ați putea ajunge la aceste densități mari de tranzistori într-un cip”, spune Thomas Stammler, director de tehnologie Zeiss. „Deoarece suntem singurii care furnizează EUV, luăm acest lucru și ca pe o obligație de a extinde și susține industria cipurilor. . . și lucrăm deja la următoarea generație de EUV.” 

Dincolo de ASML și Zeiss, în care ASML deține o participație de 25%, Trumpf din Germania este lider mondial în laserele utilizate de mașinile EUV. La 220,000C, plasma creată de laserele lui Trumpf – folosită pentru a genera lumină EUV – este de aproape 40 de ori mai fierbinte decât suprafața Soarelui.

O astfel de tehnologie avansată permite EUV-urilor să ajute companii precum Apple să stoarcă până la 16 miliarde de tranzistori pe unitatea centrală de procesare a MacBook-ului său de astăzi, în comparație cu 1,000 de tranzistori din dispozitivele electronice din anii 1970. 

Europa are, de asemenea, un avantaj puternic în capacitatea sa de a produce materiale și substanțe chimice complexe, extrem de personalizate, utilizate în fabricarea avansată a așchiilor. Acestea provin în principal de la câteva companii europene precum Merck, BASF și Solvay și de la companii japoneze precum JSR și Shin-Etsu Chemical.

De asemenea, are unul dintre cele mai importante centre de cercetare din lume în IMEC, centrul de cercetare în nanotehnologie din afara Bruxelles-ului, care este folosit de cei mai avansați producători de cipuri pentru a construi prototipuri. Alte centre de cercetare de renume mondial includ institutele Fraunhofer din Germania și CEA-Leti din Franța.

Dar încă există provocări. Alte țări investesc mult mai mult decât cele din Europa pentru a-și construi propriile capacități de fabricare a cipurilor, iar ecosistemele încep deja să se dezvolte în jurul unor noi plante.

În Europa, furnizorii de produse chimice și materiale critice au investit mai lenți decât cei din SUA și Taiwan. Unii din industrie sugerează că acest lucru se datorează faptului că Legea europeană a așchiilor nu acoperă suficient investițiile dincolo de fabricarea așchiilor sau pentru că reglementările europene de mediu fac mai dificilă extinderea instalațiilor chimice. Și, bineînțeles, criza gazelor din Europa a dus la creșterea prețurilor deja ridicate la energie, forțând industria chimică a blocului, consumatoare de energie, să închidă sau să suspende producția unor produse. Expansiunea în Europa în acest moment nu este atractivă fără stimulente puternice, spun directorii din industrie.

„Furnizarea de substanțe chimice către noile fabrici de semiconductori necesită investiții în active dedicate. Prin urmare, lipsa sprijinului statului ar fi cu siguranță un obstacol pentru furnizorii de substanțe chimice”, a declarat președintele Solvay, Rodrigo Elizondo, pentru Financial Times. „În opinia noastră, absența unei aprovizionări regionale robuste de substanțe chimice va pune în pericol operațiunile fabricilor europene de semiconductori.”

BASF și Solvay se așteaptă la lipsuri de substanțe chimice și materiale în următorii ani, când noile capacități de cipuri vor crește, cu excepția cazului în care se fac investiții în aceste domenii.

„Toată lumea vorbește despre fabricarea semiconductorilor, dar nu se acordă suficientă atenție substanțelor chimice necesare pentru producerea acestor microcipuri”, spune Lothar Laupichler, vicepreședinte senior al materialelor electronice la BASF. „Se simte aproape ca și cum substanțele chimice sunt privite ca apă sau electricitate, deschizi robinetul și iese imediat, dar aceasta este o concepție greșită.” 

Kai Beckmann, membru al consiliului executiv al Merck și director executiv al diviziei sale de electronice, adaugă: „Trebuie să analizăm acest lucru împreună cu Uniunea Europeană, deoarece vorbim despre material foarte specializat, care poate să nu fie bine surprins în Ambiții europene.”

Găsirea personalului

Europa se confruntă cu o problemă și mai de bază: găsirea suficienților muncitori calificați. Un sondaj realizat de Autoritatea Europeană pentru Muncă cu privire la cea mai mare lipsă de forță de muncă din UE a constatat că inginerii și tehnicienii – pilonii industriei cipurilor – se numără printre primele patru deficite de talente din 10 țări.

Companii precum Infineon din Germania, Edwards Vacuum din Marea Britanie, care este furnizorul esențial de componente și subsistem pentru ASML, și AT&S din Austria, unul dintre cei mai importanți furnizori de substraturi de cip de vârf pe care sunt montate semiconductori, au avertizat că Talentele străine vor fi esențiale pentru dezvoltarea în continuare și durabilitatea industriei semiconductoarelor din Europa.

Andreas Gerstenmayer, directorul executiv AT&S, spune că compania sa se străduiește să găsească cei 800 de muncitori calificați de care are nevoie pentru noul său centru de cercetare și dezvoltare din Austria. „Trebuie să ajungem la nivel global pentru a angaja talente, deoarece experiența și tehnologia [substratelor cipurilor] nu sunt încă disponibile aici.”

Martin Stöckl, șeful de resurse umane al Infineon, spune că întregul lanț de aprovizionare va urmări același talent, înrăutățind lucrurile. „Problema deficitului de talente este gravă în Europa”, spune el. „Dacă faceți un calcul rapid, noi [Infineon] vom construi o nouă fabrică, STMicroelectronics și Intel se extind și ele. Noi [companiile] vom avea nevoie de cel puțin încă mii de ingineri și tehnicieni în următorii ani.” 

Cu toate acestea, bătălia este departe de a fi pierdută, spun directorii din industrie.

În ciuda tuturor provocărilor, directorii din industrie sunt optimiști cu privire la perspectivele Europei în această industrie critică. A avea companii precum ASML, Zeiss și Trumpf nu este un loc rău pentru a începe.

„Europa și-a păstrat puterea reală de-a lungul anilor în echipamentele de fabricare a semiconductoarelor”, spune un director executiv Intel. „Asta i-a oferit într-adevăr o șansă de a reintra pe piață pe care altfel nu ar fi avut-o. Fără acești capete de pod, ar fi fost foarte, foarte greu pentru Europa să se întoarcă.”

Raportare suplimentară de Peggy Hollinger și Joe Miller

Cartografie și vizualizare a datelor de Liz Faunce și Alan Smith

Cursa globală a microcipurilor: oferta Europei de a prinde din urmă Republicat din Sursă https://www.ft.com/content/b31e27fd-0781-4ffd-bb69-9af985abff41 prin https://www.ft.com/companies/technology?format =rss

<!–

->