Wzrost potęgi Chin sprawił, że po dziesięcioleciach globalizacji i liberalizacji handlu Zachód, zwłaszcza USA, wykonał woltę w kierunku protekcjonizmu, zapewnienia sobie bezpieczeństwa dostaw i suwerenności technologicznej. Rywalizacja technologiczna trwa w najlepsze.

Chiny nie kryją ambicji bycia światowym supermocarstwem naukowo-technologicznym. Przez lata nielegalnie kopiowały zachodnie technologie i patenty, dzięki czemu stały się przeciwnikiem, potencjalnie zdolnym wyprzedzić USA. Obecnie polem rywalizacji stały się półprzewodniki, masowo stosowane w szerokiej gamie towarów, od smartfonów po pojazdy elektryczne. Gra toczy się o to, czy Chiny osiągną swoje cele ekonomiczne i geopolityczne w nadchodzących dziesięcioleciach i zepchną USA z piedestału.

Obecnie Stany Zjednoczone mają 10-proc. udział w światowej produkcji półprzewodników i wiodą prym w projektowaniu układów scalonych wyższego szczebla. Chińskie odlewnie chipów mają 8-proc. udział w światowym rynku. Niekwestionowanym liderem produkcji zaawansowanych chipów jest Tajwan. Odpowiada za 65 proc. światowego rynku półprzewodników, a w segmencie poniżej 10 nanometrów ma ponad 90-proc. udział w światowym rynku. (Liczba nanometrów odnosi się do rozmiaru każdego pojedynczego tranzystora w chipie. Im mniejszy tranzystor, tym więcej można zmieścić w pojedynczym półprzewodniku. Zmniejszenie rozmiaru nanometrowego daje mocniejsze i wydajniejsze chipy). Dominacja Tajwanu rodzi potężne zagrożenie dla łańcuchów dostaw. Chińska blokada morska wyspy lub wręcz inwazja natychmiast odcięłaby bowiem dostawy systemów zaprojektowanych przez takie firmy, jak Qualcomm, Broadcom i Nvidia dla Apple, Dell, HP i inne.

Decoupling po nowemu

Waszyngton, czując na swoich plecach oddech Pekinu, dąży do ograniczenia eksportu wrażliwych technologii poprzez nakładanie restrykcji handlowych, aby spowolnić rozwój Chin. Pod rządami prezydenta Donalda Trumpa USA nałożyły agresywne sankcje na takie firmy, jak Huawei Technologies, ByteDance (aplikacja TikTok) i Tencent Holdings (aplikacja WeChat). Strategia znana jako „oddzielenie” (ang. decoupling) wstrząsnęła światowym sektorem technologicznym. Administracja Joe Bidena obrała nieco bardziej elastyczną politykę, którą Jake Sullivan, doradca prezydenta ds. bezpieczeństwa narodowego, określił jako „małe podwórko, wysoki płot” (ang. small yard, high fence). Zamiast stosować taktykę spalonej ziemi Trumpa, precyzyjnie określiła ona technologie o żywotnym znaczeniu dla amerykańskich interesów narodowych – najnowocześniejsze chipy – i odcięła od nich Pekin, jednocześnie zwiększając krajową produkcję.

W sierpniu 2022 r. administracja Bidena przyjęła CHIPS and Science Act, aby pobudzić krajową produkcję półprzewodników oraz zredukować zależność od importu i podatność na zakłócenia w dostawach. Ustawa przewiduje wydatki w wysokości 280 mld dol. w nadchodzącej dekadzie. Z tej kwoty 200 mld dol. trafi na badania i rozwój oraz komercjalizację, natomiast 52,7 mld dol. zostanie przeznaczone na produkcję półprzewodników i kształcenie pracowników. Ustawa stworzyła ponadto 25-proc. ulgę podatkową, która nie określa żadnego limitu całkowitego przydziału, ale według szacunków ma zapewnić producentom półprzewodników do 24 mld dol. w ciągu najbliższych kilku lat. Dofinansowanie na budowę fabryk chipów i rozwój innowacji będą mogły otrzymać tylko te spółki, które posiadają w Chinach maksymalnie 5 proc. swoich zdolności produkcyjnych.

Krótko potem, w październiku 2022 r., Biały Dom ogłosił szereg sankcji wobec Pekinu, mających na celu ochronę amerykańskiej własności intelektualnej oraz utrudnienie Chinom pozyskiwania lub produkcji zaawansowanych chipów. Zarówno produkty amerykańskie, jak i zagraniczne zawierające zaawansowane chipy wyprodukowane w amerykańskiej technologii, muszą teraz uzyskać licencję rządu USA przed wysłaniem do Państwa Środka. Ograniczenie eksportu do Chin może mieć istotne konsekwencje dla światowego przemysłu. Rynek chiński pochłania bowiem 50 proc. światowej podaży chipów półprzewodników, z których zdecydowana większość jest produkowana za granicą. Według danych S&P Global amerykańscy giganci chipów: Intel, Broadcom, Qualcomm i Marvell Technology generują większe przychody z Chin w porównaniu z USA.

Sankcje nie obejmują jednak tzw. usług APT, czyli montażu, testowania i pakowania (proces zamykania chipów w materiałach, które chronią je i łączą z urządzeniem elektronicznym, którego są częścią). W ocenie USA ich nałożenie nie zmniejszyłoby ryzyka dla bezpieczeństwa narodowego, natomiast zakłóciłoby łańcuchy dostaw. Chińskie usługi APT odgrywają obecnie kluczową rolę w globalnym łańcuchu dostaw i nie można ich łatwo zastąpić: Chiny posiadają 38 proc. światowego rynku APT – najwięcej ze wszystkich krajów.

Stany Zjednoczone wywierają też presję na inne kraje, aby nakładały podobne ograniczenia. W 2023 r. porozumiały się z holenderską firmą ASML, jedynym na świecie producentem maszyn do litografii (proces nadrukowywania na powierzchni kryształu krzemu mikroskopijnych tranzystorów) w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV). Technologia ta jest przełomowa, gdyż otwiera drogę do dalszej miniaturyzacji układów krzemowych. A im ściślejsze upakowywanie tranzystorów, tym większa wydajność pracy i mniejszy pobór energii. ASML na początku roku cofnął Chinom licencję.

Liczba chińskich firm i osób wpisana na czarną listę eksportową za kadencji Bidena przekroczyła tę z czasów Trumpa, co wskazuje na ponadpartyjne poparcie na rzecz odcięcia Pekinu od zaawansowanych półprzewodników i innych kluczowych technologii.

Odwet

W odwecie za amerykańskie sankcje w 2022 r. chiński rząd przyjął dyrektywę „Usuń Amerykę”, która nakłada na przedsiębiorstwa państwowe obowiązek wymiany oprogramowania zagranicznego w swoich systemach informatycznych do 2027 r. Z kolei w 2023 r. Chiny ograniczyły eksport dwóch metali: galu i germanu, powszechnie stosowanych w półprzewodnikach i pojazdach elektrycznych. Rozważają też wprowadzenie nowych ograniczeń w eksporcie metali ziem rzadkich. Pekin kontroluje 60 proc. złóż i 80 proc. światowego rynku rafinacji tych minerałów, które są niezbędne do produkcji wielu innych zaawansowanych technologicznie produktów. Poza Państwem Środka istnieją rezerwy pierwiastków ziem rzadkich w Wietnamie, Brazylii, Indiach i Australii. To sygnał dla USA, że muszą budować kanały dywersyfikacji dostaw oraz moce przerobowe.

Europa walczy o swoje

Europejskie Rozporządzenie o chipach (Chips Act) przewiduje wpompowanie 43 mld euro w działalność badawczo-rozwojową i produkcję chipów w celu podwojenia udziału UE w światowym rynku półprzewodników z obecnych 10 proc. do 20 proc. do 2030 r. Cel ten będzie jednak trudny do osiągnięcia, ponieważ Europa nie może poszczycić się światowej klasy producentem chipów, na bazie którego można by budować udział w rynku. Ustawa ma również na celu przyciągnięcie megainwestycji ze strony producentów chipów, takich jak Intel i TSMC. Oferuje przyspieszony proces wydawania pozwoleń dla nowych europejskich fabryk i umożliwia państwom UE dotowanie projektów. W ostatnich miesiącach TMSC ogłosiło, że zainwestuje w nową megafabrykę chipów w Niemczech, a Intel podpisał list intencyjny dotyczący budowy fabryk w Magdeburgu i w Miękini w Polsce. We Francji firmy GlobalFoundries i STMicroelectronics sfinalizowały porozumienie w sprawie stworzenia wspólnej produkcji półprzewodników.

Europejską perełką jest wspomniana wyżej holenderska firma ASML, światowy rekin w dziedzinie produkcji maszyn litograficznych do produkcji najnowocześniejszych miniaturowych chipów. Niemiecki Zeiss dostarcza komponenty optyczne, a belgijski Solvay i niemiecki BASF – niezbędne chemikalia.

Chiny nadrabiają opóźnienie

W styczniu 2024 r. w Davos Pat Gelsinger, dyrektor generalny Intela, największego na świecie producenta układów scalonych, ocenił, że Chiny mają 10 lat opóźnienia w stosunku do Zachodu w zakresie technologii półprzewodników. Stwierdzenie to wydaje się jednak przesadzone. Od 2015 r. Pekin zainwestował około 150 mld dol. w swój przemysł półprzewodników, w tym w obiekty badawczo-rozwojowe – więcej niż jakakolwiek inna gospodarka. W 2024 r. Chiny utworzyły natomiast fundusz o wartości prawie 48 mld dol., aby budować lokalny łańcuch dostaw dla przemysłu półprzewodników i zmniejszać dystans dzielący je od USA.

Chiny dysponują już wiedzą, ale nadal nie osiągnęły dojrzałości umożliwiającej produkcję na skalę przemysłową. Semiconductor Manufacturing International Co. (SMIC), największy chiński producent półprzewodników, wytwarza 7-nanometrowe chipy. W 2023 r. chiński gigant technologiczny Huawei, objęty sankcjami USA, wprowadził na rynek Mate 60, smartfon z łącznością 5G i 7-nanometrowym chipem marki SMIC. Wzbudziło to poruszenie w świecie zachodnim. Skala 7 nanometrów jest bowiem postrzegana jako zaawansowana, mimo że nie jest to najnowsza technologia. SMIC nie spoczął na laurach. Ściśle współpracuje z dwoma krajowymi producentami sprzętu do litografii i czerpie z wiedzy m.in. Huawei, aby stale zwiększać wydajność. Na początku 2024 r. uruchomił nowe linie produkcyjne.

SEMI, globalna organizacja branżowa reprezentująca producentów i dostawców chipów, szacuje, że chińskie firmy rozpoczną w 2024 r. realizację 18 projektów związanych z wytwarzaniem chipów, zwiększając zdolności produkcyjne Chin o 12 proc. Według SEMI chińskie firmy kupiły w 2023 r. sprzęt do produkcji chipów o wartości szacunkowej ponad 30 mld dol., co stanowi około jedną trzecią całkowitej wartości globalnej. Wprawdzie większość nowych odlewni koncentruje się na chipach starszej generacji, na które nie mają wpływu amerykańskie sankcje, ale z czasem będą one w stanie nadrobić zaległości i zacząć wytwarzać chipy w technologii 5 nanometrów. Dla porównania chipy do iPhone’ów Apple powstają w litografii 3 nanometrów. Wytwarzanie jednak zaawansowanych chipów na bazie starszego sprzętu jest podwójnie problematyczne. Po pierwsze, produkcja półprzewodników jest o 40–50 proc. droższa niż w przypadku użycia bardziej zaawansowanych narzędzi. Po drugie, starszy sprzęt litograficzny to niższa wydajność produkcji.

Zachodnie ograniczenia nie zmuszą Chin do ustania w wysiłkach na rzecz samowystarczalności w dziedzinie chipów. Dogonienie Stanów Zjednoczonych może być tylko kwestią czasu. Tygodnik „Financial Times” ujawnił na początku 2024 r., że SMIC przygotowuje się do masowej produkcji 5-nanometrowych chipów nowej generacji zaprojektowanych przez Huawei. W tym celu zamierza wykorzystać istniejące zapasy holenderskiego i amerykańskiego sprzętu do produkcji chipów w litografii 5 nm.

Grażyna Śleszyńska