Ameryka pompuje pieniądze w żetony, ale istnieją granice zwiększania wydatków

We wrześniu firma chipowa Intel zebrała kierownictwo na działce w pobliżu Columbus w stanie Ohio. Obiecał zainwestować co najmniej 20 miliardów dolarów W dwóch nowych fabrykach do produkcji półprzewodników.

Miesiąc później firma Micron Technology świętowała otwarcie nowego zakładu produkcyjnego, firmy zajmującej się chipami w pobliżu Nowego Jorku w stanie Nowy Jork. Szacuje się, że będzie to kosztować 20 miliardów dolarów Do końca dekady i może pięć razy tyle do końca.

W grudniu firma Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. zorganizowała imprezę w Phoenix. Potroił swoją inwestycję do 40 miliardów dolarów Zbuduj drugą nową fabrykę, aby produkować zaawansowane chipy.

Obietnice są częścią ogromnego wzrostu liczby projektów chipowych w USA w ciągu ostatnich 18 miesięcy, w porównaniu do wielkości Inwestycje zimnej wojny w wyścigu kosmicznym. Dojście do światowego przywództwa technologicznego wraz ze Stanami Zjednoczonymi ma implikacje dla geopolityki Ma na celu odstraszenie Chin Będąc zaawansowaną siłą w żetonach, The Kawałki silikonu Kierował tworzeniem innowacyjnych urządzeń komputerowych, takich jak smartfony i gogle wirtualnej rzeczywistości.

Dziś chipy są istotną częścią współczesnego życia poza wytworami 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 zostaną wydane na 23 nowe fabryki chipów w 16 stanach, w tym w Teksasie, Arizonie i Nowym Jorku, rozbudowę dziewięciu fabryk i inwestycje w firmy dostarczające sprzęt i materiały dla przemysłu.

Obfitość jest aspektem Jedności Inicjatywa dotycząca polityki przemysłowej Co najmniej 76 miliardów dolarów dotacji, ulg podatkowych i innych dotacji, aby zachęcić administrację Bidena do krajowej produkcji chipów. Wraz z ogromnymi funduszami na infrastrukturę i czystą energię, wysiłki te są największą inwestycją USA w produkcję od czasów II wojny światowej, kiedy rząd federalny uwolnił wydatki na nowe statki, rurociągi i fabryki do produkcji aluminium i gumy.

„Nigdy nie widziałem takiego tsunami”, powiedział Daniel Armbrust, były dyrektor naczelny Semtech, nieistniejącego już konsorcjum chipowego utworzonego w 1987 roku dzięki funduszom Departamentu Obrony i firm członkowskich.

Prezydent Biden odegrał kluczową rolę w jego programie gospodarczym, stymulując produkcję chipów w USA, ale jego powody wykraczają poza korzyści ekonomiczne. Dzisiejszy świat ma bardziej wyrafinowane układy scalone Wyprodukowane w Tajwanie, wyspa, do której Chiny rości sobie prawa terytorialne. Wzbudziło to obawy, że łańcuchy dostaw półprzewodników mogą zostać zakłócone w przypadku konfliktu, a Stany Zjednoczone znajdą się w niekorzystnej sytuacji technologicznej.

Kierownictwo przemysłu powiedziało, że nowe wysiłki produkcyjne w USA mogą naprawić niektóre z tych nierównowag – ale tylko do pewnego stopnia.

Nowe fabryki układów scalonych powstają latami i mogą nie być w stanie zaoferować najbardziej zaawansowanej technologii produkcyjnej w branży, gdy zostaną uruchomione. Firmy mogą opóźniać lub anulować projekty, jeśli nie otrzymają wystarczających dotacji z Białego Domu. Ponieważ złożone gałęzie przemysłu potrzebują więcej inżynierów niż liczba studentów kończących amerykańskie college’e i uniwersytety, poważny niedobór umiejętności może spowolnić boom.

Napływ gotówki do produkcji chipów w USA „nie będzie próbował być samowystarczalny ani odnieść sukcesu”, powiedział Chris Miller, autor i profesor historii międzynarodowej w Fletcher School of Law and Diplomacy na Uniwersytecie Tufts. Niedawna książka o wojnach przemysłu chipowego.

Urzędnicy Białego Domu argumentowali, że inwestycje w produkcję chipów znacznie zmniejszyłyby odsetek chipów, które trzeba kupować z zagranicy, i poprawiłyby bezpieczeństwo gospodarcze USA. Podczas imprezy DSMC w grudniu Mr. Biden zwrócił uwagę. Ponieważ coraz więcej z tych firm „wprowadza swój łańcuch dostaw wewnętrznie, może to zmienić reguły gry” – powiedział.

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

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

Nowe wydatki mają poprawić pozycję Ameryki. Według badania Boston Consulting Group zleconego przez Semiconductor Industry Association, 50 miliardów dolarów inwestycji rządowych pobudzi wydatki przedsiębiorstw do 2020 roku.

„To naprawdę stawia nas w grze po raz pierwszy od dziesięcioleci” – powiedział John Neufer, prezes stowarzyszenia, który dodał, że szacunki mogą być konserwatywne, ponieważ Kongres zatwierdził dotacje w wysokości 76 miliardów dolarów w ustawie znanej jako ustawa CHIPS. .

Jednak jest mało prawdopodobne, aby ten wzrost wyeliminował zależność Tajwanu od USA w zakresie bardziej zaawansowanych chipów. Takie chipy są bardzo wydajne, ponieważ pakują dużą liczbę tranzystorów w każdy kawałek krzemu i często są przedstawiane jako symbole postępu technologicznego kraju.

Długie diody Intela Gatunek, który minimalizuje liczbę tranzystorów Na chipie jest to zwykle opisywane w nanometrach lub miliardowych częściach metra, przy czym mniejsze liczby wskazują na bardziej zaawansowaną technologię produkcji. Następnie TSMC przyspieszyło w ostatnich latach.

Ale w swojej siedzibie w Phoenix TSMC może nie importować swojej najnowocześniejszej technologii produkcyjnej. Firma początkowo ogłosiła, że ​​będzie produkować układy 5-nanometrowe w fabryce w Phoenix, aw zeszłym miesiącu zapowiedziała, że ​​do 2024 roku zbuduje układy 4-nanometrowe, a drugą fabrykę ma otworzyć w 2026 roku dla układów 3-nanometrowych. . Nie poprzestał na dyskusji na temat dalszego rozwoju sytuacji.

Zamiast tego fabryki TSMC na Tajwanie do końca 2022 roku Rozpoczęcie produkcji w technologii trzech nanometrów. Do 2025 roku fabryki na Tajwanie zaczną dostarczać Apple dwunanometrowe chipy, powiedział Handel Jones, dyrektor generalny ds. międzynarodowych strategii biznesowych.

TSMC i Apple odmówiły komentarza.

Nie jest jasne, czy inne firmy produkujące chipy wprowadzą zaawansowaną technologię najnowocześniejszych chipów na swoje nowe platformy. Planuje to Samsung Electronics Inwestycja o wartości 17 miliardów dolarów w nowej fabryce w Teksasie, ale nie ujawnił technologii produkcji. Intel produkuje chipy o długości około siedmiu nanometrów, chociaż jego amerykańskie fabryki zapowiedziały, że do 2024 roku będą wytwarzać chipy o wielkości trzech nanometrów, a później pojawią się bardziej zaawansowane produkty.

Boom wydatków, jeśli nie zostanie wymazany, zmniejszy zależność od Azji w przypadku innych rodzajów żetonów. Krajowe fabryki produkują około 4 procent światowych układów pamięci potrzebnych 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 ogólnej różnorodności starszych, prostszych układów scalonych, których brakowało w ciągu ostatnich kilku lat. Amerykańscy producenci samochodów zostali zmuszeni do zamknięcia fabryk i produkować półprodukty pojazdów. TSMC jest głównym producentem niektórych z tych chipów, ale koncentruje swoje nowe inwestycje na bardziej rentownych zakładach produkujących zaawansowane chipy.

powiedział Michael Hurlston, dyrektor generalny Synaptics, projektanta układów scalonych z Doliny Krzemowej, który w dużej mierze opiera się na starych fabrykach TSMC na Tajwanie.

Według Stowarzyszenia Przemysłu Półprzewodników oczekuje się, że boom na chipy stworzy 40 000 nowych miejsc pracy w fabrykach i firmach, które je zaopatrują. Doda około 277 000 pracowników przemysłu półprzewodników w USA.

Ale obsadzenie wielu wykwalifikowanych stanowisk nie będzie łatwe. Zwykle wymagane przez fabryki chipów Technicy do obsługi maszyn fabrycznych oraz naukowcy z dziedzin takich jak inżynieria elektryczna i chemiczna. Według ostatnich ankiet przeprowadzonych wśród kadry kierowniczej niedobór talentów jest jednym z najtrudniejszych wyzwań w branży.

Ustawa CHIPS zawiera fundusze na rozwój siły roboczej. Departament Handlu, który nadzoruje otrzymywanie dotacji z funduszy ustawy CHIPS, wyjaśnił również, że firmy ubiegające się o fundusze muszą opracować programy szkolenia i edukacji pracowników.

W odpowiedzi na ten problem Intel planuje zainwestować 100 milionów dolarów w promowanie szkoleń i badań na uniwersytetach, uczelniach społecznych i innych edukatorach technologicznych. Uniwersytet Purdue, który zbudował nowe laboratorium półprzewodnikowe, wyznaczył sobie za cel ukończenie studiów 1000 inżynierów każdego roku i przyciągnął producenta chipów Skywater Technologies do zbudowania zakładu produkcyjnego o wartości 1,8 miliarda dolarów w pobliżu kampusu w stanie Indiana.

Szkolenia mogą zajść tylko do tego stopnia, że ​​firmy produkujące chipy będą konkurować z innymi branżami, które pilnie potrzebują pracowników.

„Musimy stworzyć gospodarkę półprzewodnikową, która przyciąga ludzi, gdy mają tak wiele innych możliwości” – powiedział Mitch Daniels, który był wówczas prezydentem Purdue, podczas wrześniowego wydarzenia.

Ponieważ wysiłki szkoleniowe mogą przynosić owoce przez lata, kierownictwo branży chce ułatwić wysoko wykształconym zagranicznym pracownikom uzyskanie wizy do pracy w USA lub pobytu po ukończeniu studiów. Urzędnicy w Waszyngtonie wiedzą, że idee promujące większą imigrację mogą wywołać ogień polityczny.

Ale nadal Gina RaimondoSekretarz Handlu zwrócił na to uwagę w przemówieniu wygłoszonym w Massachusetts Institute of Technology w listopadzie.

Przyciąganie najlepszych umysłów naukowych na świecie to „przewaga, którą traci Ameryka” – powiedział. „Nie dopuścimy do tego”.