Kongressen giver milliarder til den amerikanske halvlederindustri. Vil det lette chipmangel?

Den amerikanske CHIPS and Science Act, som præsident Joe Biden forventes at underskrive, tildeler $280 milliarder til en pakket liste af projekter og prioriteter, herunder $52 milliarder i tilskud til indenlandsk produktion af halvledere.

Det er beregnet til at "gribe fremtiden for de kommende årtier," sagde præsidenten, og "bring halvlederforsyningskæden fra Kina til Michigan," ifølge statens guvernør, Gretchen Whitmer.

ANNONCE

Men vil det løse den chipmangel, der nu plager bilindustrien og andre, og vil husformanden, Nancy Pelosi stadig være nødt til at besøge Taiwans store chipproducent i fremtiden at bede om hjælp?

Som du kan forestille dig, er svaret kompliceret, så lad mig dele det op i nogle fordøjelige bidder

CHIPs-lovforslaget sigter mod at genvinde indenlandsk produktionslederskab tabt til Asien

Den amerikanske andel af den globale halvlederproduktionskapacitet er faldet fra 37 % i 1990 til 12 % i dag. Derudover har føderale investeringer i chip-F&U været flad som en procentdel af BNP, mens andre lande har investeret kraftigt, fordi de så industriens strategiske karakter. Jeg hævder, at amerikanerne mistede interessen for at fremstille chips (med den bemærkelsesværdige undtagelse af IntelINTC
, Micron, Texas InstrumentsTXN
og et par andre), fordi det var meget mere rentabelt at designe dem og lade en anden gøre det virkelig hårdt arbejde at lave dem.

ANNONCE

Mange mennesker troede ikke, at fremstillingssiden nogensinde kunne være så lukrativ, og i lang tid var den ikke det. Men TSMC var i stand til at samle mængder fra forskellige kunder fra hele verden, og det var aggressivt med at investere i nye avancerede teknologier. Virksomheder som AppleAAPL
, QualcommQCOM
og Taiwan-baserede MediaTek sendte TSMC en masse volumen, fordi de havde brug for de tætteste chips, og det næste du ved, er TSMC verdensledende. Faktisk tog det virksomheden 35 år med stabil investering. I et stykke tid var dets investeringer et par milliarder dollars om året; på det seneste har det været $30 – 40+ mia et år$44 milliarder i 2022. Det får $52 milliarder til at virke som ikke mange penge, mere som en udbetaling.

I mellemtiden har Intel lidt nogle tilbageslag. Det plejede at være to generationer foran TSMC, nu er det bagud og forsøger at indhente det. Historisk har Intel kun kørt "fabs" - stenografi for de fabrikker, hvor chips fremstilles, til eget forbrug, men det fortsatte med at etablere Intel Foundry Services for at begynde at producere chips til andre virksomheder. Intel Foundry Services vandt for nylig MediaTek som kunde, og selvom det ikke er blevet rapporteret særlig bredt, er det efter min mening en stor sag. MediaTek er et fantastisk firma, og det er kun få blokke nede ad gaden fra TSMC's hovedkvarter i Hsinchu Science Park i Taiwan.

Lederskab i produktionen i Asien betyder mange ting

Når vi taler om chipforsyningskæden, er forskellige lande i hele regionen førende inden for forskellige produkter. Koreanske firmaer Samsung og SK Hynix er førende inden for fremstilling af hukommelseschips, selvom det amerikanske firma Micron er en af ​​de tre store, og Kioxia fra Japan er førende inden for flash-hukommelseschips. Taiwan, og specifikt TSMC, er den globale leder inden for de mest avancerede fremstillingsprocesser til fremstilling af logiske chips, de mikroprocessorer, der går ind i personlige computere og datacenterservere, og de mest avancerede telefonchips. Men det laver også mange andre enheder på bagkantsteknologier, og andre taiwanske firmaer som United Microelectronics er også store spillere.

ANNONCE

Folkerepublikken Kina (PRC) har en voksende tilstedeværelse i hukommelseschips, og den har mange virksomheder, der producerer bagerste teknologier. Shanghai-baserede Semiconductor Manufacturing International Corp. er førende inden for logik, Yangtze Memory Technologies inden for hukommelseschips. Singapore har også længe været en betydningsfuld aktør og oplever en stigning i investeringer i nye fabrikker. Japan er også førende i at levere mange af de materialer, der er nødvendige for at fremstille chips.

Så det handler mindre om at miste lederskab til Kina, og mere om en industri, der er vokset gevaldigt med mange forskellige specialister. Udfordringen, som USA står over for, er, at amerikanske virksomheder har undladt at foretage de enorme investeringer i indenlandsk produktion for at holde trit med Asien, både i chipfabrikkerne og en masse af råvarerne til at fodre disse fabrikater. USA er stadig langt fremme inden for designværktøjer og mange af de produktionsværktøjer, der indgår i disse fabs.

Emballagechips er afgørende for forsyningskædens modstandsdygtighed, men det er mindre glamourøst

En af de ting, jeg konstant minder folk om, er, at fremstilling af chips er én ting, de skal stadig pakkes til brug i fremstilling af elektroniske enheder. Chipemballage flyttede til Asien for et halvt århundrede siden, fordi det var en meget arbejdskrævende proces. Arbejdere ville skære skiverne i individuelle matricer og derefter kigge gennem stereomikroskoper og binde små guldtråde til puder.

ANNONCE

De dage er for længst forbi, men det er stadig relativt arbejdskrævende. De fleste chips fremstillet i Taiwan, Japan, Korea, USA og Europa sendes til Sydøstasien eller Kina til det, der omtales som outsourcet montering og test (OSAT). Og selv de 280 $ i CHIPS og Science Bill vil ikke løse det problem. Lovforslaget tildeler 2.5 milliarder dollars til emballage, men vi ser ikke mange guvernører, der render rundt og forsøger at få chipemballagefabrikker placeret i deres stater. Men det burde de!

Vil alle de penge genoprette USA's lederskab?

En god del af de 280 milliarder dollar vil gå til R&D, og ​​det vil hjælpe meget. Men europæerne, japanerne, koreanerne og selvfølgelig kineserne investerer også meget. Det, USA har brug for, er udholdenhed og viljen til at investere på længere sigt. Kina øremærkede 150 milliarder dollar tilbage i 2014, EU tegnede sig for 43 milliarder euro tidligere i år, Japan med 1.4 billioner yen. Dette er et langt spil, og det vil udspille sig over årtier.

ANNONCE

Men hvad med de chipmangler?

Chipmangel var forårsaget af ændrede efterspørgselsmønstre forårsaget af pandemien. Der var en eksplosion i efterspørgslen efter udstyr til at arbejde hjemmefra som bærbare computere, apparater og andre varer, og producenterne havde svært ved at flytte produktionen. jeg forklarede dette for et stykke tid siden, men det er vigtigt at forstå, at flere problemer er blevet blandet sammen her: tab af lederskab i den avancerede ende, men en utilstrækkelig kapacitet til at imødekomme stigningen i efterspørgslen efter banebrydende teknologier (dvs, de ældre ting, der ikke længere er førende). Kapaciteten til banebrydende teknologier var stram før pandemien, fordi det ikke er særlig rentabelt at lave den slags chips, og du ønsker at køre din fabrik temmelig fuldt lastet, så du kan tjene nogle penge. Hvis du bygger en ny fabrik med nogle af de tilskudspenge, vil det helt sikkert hjælpe på manglen, når den kommer i drift om to år. Men på det tidspunkt bekymrer mange mennesker sig allerede om overflod, fordi producenterne allerede har tilføjet kapacitet som en gal.

Tabet af lederskab i high-end er en helt anden slags problem. Uopsætteligheden har meget at gøre med global geopolitik. Kernen i spørgsmålet er, at der er forskellige holdninger til, om Taiwan ikke er en del af Kina. USA's officielle holdning er "Et Kina"-politikken, som siger, at Folkerepublikken Kina (PRC) er den "eneste lovlige regering i Kina", men den anerkender kun den kinesiske holdning, at Taiwan er en del af Kina. Efterhånden som Kina kommer med flere truende lyde om Taiwan, og som højttaler Pelosi rører i gryden, er mange i regeringen og andre steder kommet til at indse, at hvis der sker noget slemt med Taiwan, vil Vesten være i en verden af ​​såret på grund af sin afhængighed af Taiwan- baserede producenter for chips. Og chips er i alt.

Bliver manglen bedre?

Chipmanglen bliver bedre, men det bliver svært at henføre løsningen til CHIPS- og videnskabsloven. Hvis der er noget, når finansieringen omsættes til nye produktionsfaciliteter, der producerer chips, vil vi sandsynligvis være forbi vores mangel, og producenterne kan stirre på overskydende (og meget dyr) kapacitet. Det er den tid, USA bør bekymre sig, for det vil være den tid, ledere har brug for til at samle mod og politisk vilje, og ikke tabe målet om at skabe en stærkere indenlandsk industri af syne.

ANNONCE