Stany Zjednoczone przelewają pieniądze transzami, ale nawet wysokie wydatki mają swoje granice

We wrześniu gigant chipowy Intel zebrał urzędników na działce w pobliżu Columbus w stanie Ohio, gdzie się znajdował Zobowiązał się zainwestować co najmniej 20 miliardów dolarów w dwóch nowych zakładach produkujących półprzewodniki.

Miesiąc później firma Micron Technology świętowała budowę nowego zakładu produkcyjnego w pobliżu Syracuse w stanie Nowy Jork, gdzie znajduje się firma zajmująca się chipami Oczekuje się, że wyda 20 miliardów dolarów Do końca dekady i może pięć razy tyle pod koniec.

W grudniu firma Taiwan Semiconductor Manufacturing Company zorganizowała przyjęcie w Phoenix, gdzie planuje Potroił swoją inwestycję do 40 miliardów dolarów oraz zbudowanie drugiej nowej fabryki do produkcji zaawansowanych układów scalonych.

Obietnice są częścią ogromnego wzrostu planów amerykańskiego przemysłu chipowego w ciągu ostatnich 18 miesięcy, którego zakres został porównany do Inwestycje z czasów zimnej wojny w wyścig kosmiczny. Boom ma konsekwencje dla globalnego przywództwa technologicznego i geopolityki, ze Stanami Zjednoczonymi Aby zapobiec Chinom Od stania się zaawansowaną potęgą w dziedzinie chipów, Paski silikonowe Doprowadziło to do powstania innowacyjnych urządzeń komputerowych, takich jak smartfony i okulary wirtualnej rzeczywistości.

Dziś chipy są istotną częścią współczesnego życia, nawet po innowacjach przemysłu technologicznego, od sprzętu wojskowego i samochodów po urządzenia kuchenne i zabawki.

Według organizacji branżowej Semiconductor Industry Association od wiosny 2020 r. ponad 35 firm w całym kraju przeznaczyło prawie 200 miliardów dolarów na projekty produkcyjne związane z chipami. Pieniądze mają zostać wydane w 16 stanach, w tym w Teksasie, Arizonie i Nowym Jorku, na 23 nowe fabryki chipów, rozbudowę dziewięciu fabryk oraz inwestycje firm dostarczających sprzęt i materiały dla przemysłu.

Płatność to jeden aspekt Inicjatywa dotycząca polityki przemysłowej Przez administrację Bidena, która zapewnia co najmniej 76 miliardów dolarów dotacji, ulg podatkowych i innych dotacji, aby zachęcić do krajowej produkcji chipów. Oprócz zapewnienia ogromnych funduszy na infrastrukturę i czystą energię, wysiłek ten stanowi największą amerykańską inwestycję w produkcję od czasów II wojny światowej, kiedy rząd federalny uwolnił wydatki na nowe statki, rurociągi i zakłady do produkcji aluminium i gumy.

„Nigdy nie widziałem takiego tsunami”, powiedział Daniel Armbrost, były dyrektor generalny Sematech, konsorcjum chipowego utworzonego w 1987 roku z Departamentem Obrony i funduszami firm członkowskich.

Prezydent Biden postawił znaczącą część swojego programu gospodarczego na stymulowanie produkcji chipów w Stanach Zjednoczonych, ale jego powody wykraczają poza korzyści ekonomiczne. Obecnie na świecie jest wiele zaawansowanych układów scalonych Wyprodukowane w Tajwanie, wyspa, do której Chiny roszczą sobie prawa terytorialne. Wywołało to obawy, że łańcuchy dostaw półprzewodników mogą zostać zakłócone w przypadku konfliktu — i że Stany Zjednoczone znajdą się w niekorzystnej sytuacji technologicznej.

Kierownictwo przemysłu powiedziało, że nowy wysiłek produkcyjny w USA może skorygować niektóre z tych nierównowag – ale tylko do pewnego stopnia.

Nowe fabryki chipów będą budowane latami i mogą nie być w stanie zaoferować najbardziej zaawansowanej technologii produkcyjnej w branży, gdy rozpoczną działalność. Firmy mogą również opóźniać lub anulować projekty, jeśli nie otrzymają wystarczających dotacji z Białego Domu. Dotkliwy niedobór umiejętności może stłumić boom, ponieważ złożone fabryki potrzebują znacznie więcej inżynierów niż liczba studentów kończących amerykańskie college’e i uniwersytety.

powiedział Chris Miller, profesor nadzwyczajny historii międzynarodowej w Fletcher School of Law and Diplomacy na Uniwersytecie Tufts oraz autor książki A Modern Book on the Chip Industry’s Battles.

Urzędnicy Białego Domu argumentowali, że inwestycje w przemysł chipów znacznie zmniejszą odsetek chipów, które należy kupować za granicą, poprawiając bezpieczeństwo ekonomiczne Stanów Zjednoczonych. Podczas grudniowej imprezy TSMC Biden podkreślił również potencjalny wpływ na firmy technologiczne, takie jak Apple, które polegają na TSMC w zakresie produkcji chipów. Powiedział, że „może to zmienić reguły gry”, ponieważ więcej tych firm „przynosi więcej łańcucha dostaw do domu”.

Amerykańskie firmy prowadziły produkcję chipów przez dziesięciolecia, począwszy od późnych lat pięćdziesiątych. Jednak udział tego kraju w globalnych zdolnościach produkcyjnych stopniowo spadał do około 12 procent z około 37 procent w 1990 roku, ponieważ kraje azjatyckie wprowadziły zachęty do przenoszenia produkcji do tych krajów.

Według analityków branżowych i Semiconductor Industry Association, Tajwan odpowiada za około 22 procent całkowitej produkcji chipów i ponad 90 procent najbardziej zaawansowanych chipów.

Nowe wydatki mają poprawić Amerykę. Zgodnie z badaniem Boston Consulting Group z 2020 r. zleconym przez Semiconductor Industry Association, inwestycja rządowa o wartości 50 miliardów dolarów prawdopodobnie zwiększy wydatki przedsiębiorstw, które zwiększą udział Stanów Zjednoczonych w światowej produkcji aż do 14 procent do 2030 r.

„Naprawdę po raz pierwszy od dziesięcioleci włączyliśmy się do gry”, powiedział John Neufer, prezes związku, dodając, że szacunki mogą być konserwatywne, ponieważ Kongres zatwierdził wsparcie w wysokości 76 miliardów dolarów w akcie prawnym znanym jako ustawa CHIPS . .

Jest jednak mało prawdopodobne, aby ta intensyfikacja wyeliminowała zależność USA od Tajwanu w zakresie najbardziej zaawansowanych chipów. Te chipy są najpotężniejsze, ponieważ mają największą liczbę tranzystorów w każdym chipie krzemowym i często wyznaczają postęp technologiczny kraju.

długa dioda wywiadu Wyścig o zmniejszenie liczby tranzystorów na chipie, który zwykle podawany jest w nanometrach, czyli miliardowych częściach metra, z mniejszymi liczbami wskazującymi na najnowszą technologię produkcji. Następnie TSMC posunął się naprzód w ostatnich latach.

Ale w swojej lokalizacji w Phoenix TSMC może nie importować najbardziej zaawansowanych technologii produkcyjnych. Firma początkowo ogłosiła, że ​​będzie produkować układy 5-nanometrowe w fabryce w Phoenix, po czym w zeszłym miesiącu poinformowała, że ​​do 2024 roku wyprodukuje tam również układy 4-nanometrowe i zbuduje drugą fabrykę, która zostanie otwarta w 2026 roku, dla układów 3-nanometrowych. . Przestałem dyskutować o dalszych postępach.

Natomiast zakłady TSMC na Tajwanie pod koniec 2022 r Rozpoczęto produkcję technologii trzech nanometrów. Do 2025 roku fabryki na Tajwanie prawdopodobnie zaczną dostarczać Apple chipy 2 nm, powiedział Handel Jones, dyrektor generalny International Business Strategies.

TSMC i Apple odmówiły komentarza.

Nie jest jasne, czy inne firmy chipowe wprowadzą bardziej zaawansowaną technologię dla chipów high-end do swoich nowych lokalizacji. Planuje to Samsung Electronics Zainwestuj 17 miliardów dolarów w nowej fabryce w Teksasie, ale nie ujawnił technologii produkcji. Intel produkuje chipy około siedmiu nanometrów, chociaż powiedział, że jego amerykańskie fabryki będą produkować chipy o wielkości trzech nanometrów do 2024 roku, a wkrótce potem bardziej zaawansowane produkty.

Boom wydatków ma również zmniejszyć, choć nie wymazać, zależność USA od Azji w zakresie innych rodzajów żetonów. Krajowe fabryki produkują tylko około 4 procent światowych układów pamięci – niezbędnych do przechowywania danych w komputerach, smartfonach i innych urządzeniach konsumenckich – a planowane inwestycje Micron mogą ostatecznie zwiększyć ten odsetek.

Ale nadal prawdopodobnie istnieją luki w asortymencie starszych, prostszych układów scalonych, których brakowało w ciągu ostatnich kilku lat. Amerykańscy producenci samochodów musieli zamknąć fabryki i produkcji pojazdów częściowo ukończonych. TSMC jest głównym producentem niektórych z tych chipów, ale koncentruje swoją nową inwestycję na bardziej rentownych fabrykach chipów high-end.

„Nadal mamy zależność, na którą nie ma to wpływu w żaden sposób” – powiedział Michael Hurlston, dyrektor generalny Synaptics, projektanta chipów z Doliny Krzemowej, który w dużym stopniu opiera się na starszych fabrykach TSMC na Tajwanie.

Oczekuje się, że boom w branży układów scalonych doprowadzi do stworzenia znacznych miejsc pracy — według Semiconductor Industry Association do 40 000 nowych miejsc pracy w fabrykach i firmach, które je dostarczają. Dałoby to około 277 000 pracowników w przemyśle półprzewodników w Stanach Zjednoczonych.

Ale nie będzie łatwo obsadzić wielu wykwalifikowanych pracowników. Fabryki chipów zwykle potrzebują techników do obsługi maszyn fabrycznych oraz naukowcy z dziedzin takich jak inżynieria elektryczna i chemiczna. Niedobór talentów jest jednym z najtrudniejszych wyzwań w branży, wynika z ostatnich badań prezesów.

Ustawa CHIPS zawiera fundusze na rozwój siły roboczej. Departament Handlu, który nadzoruje wypłacanie dotacji z funduszy ustawy CHIPS, również wyjaśnił, że organizacje chcące otrzymać fundusze muszą opracować plany szkolenia i edukacji pracowników.

W odpowiedzi na ten problem firma Intel planuje zainwestować 100 milionów dolarów w stymulowanie szkoleń i badań na uniwersytetach, uczelniach społecznych i innych edukatorach technicznych. Purdue University, który zbudował nowe laboratorium półprzewodnikowe, wyznaczył sobie cel ukończenia studiów 1000 inżynierów każdego roku i zwabił producenta chipów SkyWater Technology do zbudowania zakładu produkcyjnego o wartości 1,8 miliarda dolarów w pobliżu kampusu w stanie Indiana.

Jednak szkolenie może zajść tylko do tego momentu, ponieważ firmy chipowe konkurują z innymi branżami, które desperacko potrzebują pracowników.

„Będziemy musieli zbudować gospodarkę półprzewodnikową, która przemawia do ludzi, gdy mają tak wiele innych opcji” – powiedział Mitch Daniels, który był wówczas prezesem Purdue, podczas wrześniowego wydarzenia.

Ponieważ wysiłki szkoleniowe mogą przynosić owoce przez lata, dyrektorzy branży chcą ułatwić wysoko wykształconym pracownikom zagranicznym uzyskanie wizy do pracy w Stanach Zjednoczonych lub pobytu po uzyskaniu dyplomu. Urzędnicy w Waszyngtonie wiedzą, że komentarze zachęcające do większej imigracji mogą wzniecić polityczny pożar.

Ale Gina RaimondoTrump, sekretarz handlu, był dosadny w listopadowym przemówieniu w Massachusetts Institute of Technology.

Powiedziała, że ​​przyciąganie najlepszych umysłów naukowych na świecie to „przewaga, którą traci Ameryka”. „Nie dopuścimy do tego”.