Czipy podstawowe, czyli wąskie gardło światowej gospodarki

Z tego artykułu dowiesz się:

• Dlaczego koncentracja na zaawansowanych czipach może przesłonić rosnące zagrożenie w innym, kluczowym segmencie rynku.
• Czym są „czipy podstawowe” i dlaczego ich niedobór może sparaliżować globalne gałęzie przemysłu, od motoryzacji po AGD.
• Jaką strategię stosuje Pekin, by zdominować rynek półprzewodników i jakie ryzyko stwarza to dla globalnych łańcuchów dostaw.
• Jak w najbliższych latach zmieni się układ sił w branży i jakie są możliwe scenariusze odpowiedzi na rosnącą dominację Chin.

– Za pięć lat może dojść do dużego spadku tajwańskiego eksportu do Chin–prognozuje Roy Chun Lee, ekspert tajwańskiego think tanku Chung-Hua Institution for Economic Research (CIER). Jego zdaniem powodem tego spadku będzie zwiększenie chińskich mocy produkcyjnych półprzewodników. Firmy z Chin kontynentalnych będą potrzebowały mniej czipów produkowanych na Tajwanie. – Tu chodzi nie tyle o najnowocześniejsze czipy, ale o te nieco starszych generacji, które są bardziej powszechnie wykorzystywane w przemyśle – zwraca uwagę Roy Chun Lee. Te czipy są niezbędne do produkcji samochodów, elektroniki konsumenckiej czy urządzeń AGD. Świat, koncentrując się na kwestii najbardziej zaawansowanych czipów wykorzystywanych w technologii sztucznej inteligencji, zwraca mniejszą uwagę na rosnącą rolę Chin w produkcji czipów nieco starszych generacji. Rośnie więc ryzyko, że zbytnio uzależni się od ich produkcji w Państwie Środka, tak jak wcześniej uzależnił się od chińskich metali ziem rzadkich. O tym, że takie uzależnienie może być niebezpieczne, przekonaliśmy się już w trakcie pandemii. Wówczas zakłócenia w dostawach czipów prowadziły do wzrostu cen sprzętu elektronicznego i przestojów w fabrykach samochodów.

Filar przemysłu

Za bardziej zaawansowane czipy uważa się (w dużym uproszczeniu) te, które mają mniejsze elementy powstające w ramach procesu litograficznego. Według firmy analitycznej TrendForce proces litograficzny 28 nm stanowi granicę między produkcją dojrzałą a zaawansowaną. Czipy z elementami mającymi powyżej 28 nm są uznawane za podstawowe.

„Zabawki i traktory; samoloty i rozruszniki serca; ekspresy do kawy i sprzęt budowlany; kuchenki mikrofalowe i urządzenia medyczne – wewnątrz prawie każdego urządzenia z przełącznikiem włącz/wyłącz znajduje się podstawowy półprzewodnik. Te układy nie wymagają najbardziej zaawansowanych procesów produkcji, ale nowoczesne gospodarki nie mogą bez nich funkcjonować. Nowe auto może zawierać wewnątrz tysiąc takich czipów, które zarządzają wtryskiem paliwa, kontrolują wycieraczki szyb, obsługują system automatycznego hamowania czy regulują zasilanie z akumulatora. To właśnie niedobory podstawowych czipów w czasie pandemii zakłóciły łańcuchy dostaw i kosztowały amerykańskich producentów setki miliardów dolarów. A nie tylko gospodarka cywilna potrzebuje tych czipów. Systemy wojskowe mają ich w środku dziesiątki, setki lub tysiące” – napisał Chris Miller, analityk think tanku American Enterprise Institute.

400 mld USD

tyle może być w 2028 r. warty światowy rynek czipów podstawowych. Będzie on wówczas stanowił połowę wartości całego rynku półprzewodników.

4 mld USD

przeznaczono na rozwój produkcji czipów podstawowych w USA w ramach ustawy CHIPS przyjętej za kadencji prezydenta Joe Bidena.

99,5 %

– taką część półprzewodników wykorzystywanych przez siły zbrojne USA stanowią czipy podstawowe. Ich dostawy są ważne dla amerykańskiego bezpieczeństwa narodowego.

W 2023 r. Chiny posiadały 34-proc. udział w tym segmencie, podczas gdy Tajwan dominował z 43 proc., a Stany Zjednoczone pozostawały daleko w tyle z zaledwie 5 proc. Do 2027 r. udział Chin ma wzrosnąć do 47 proc., Tajwanu spadnie do 36 proc., a udział Stanów Zjednoczonych praktycznie zatrzyma się na poziomie 4 proc. Raport Amerykańskiego Stowarzyszenia Przemysłu Półprzewodników (SIA) z maja 2024 r. przedstawił trochę inny scenariusz. O ile w 2022 r. Stany Zjednoczone posiadały zaledwie 8-proc. udział w globalnym rynku czipów produkowanych w procesie 28 nm i powyżej, to do 2032 r. ten udział ma wzrosnąć jedynie nieznacznie – do 10 proc. W tym samym czasie Chiny mają osiągnąć 37 proc., wyprzedzając Tajwan z 25-proc. udziałem. Wygląda więc na to, że w nadchodzących latach produkcja podstawowych czipów wciąż będzie mocno skoncentrowana w Azji Wschodniej.

Agresywna strategia

„Chińska celowa i agresywna inwestycja w sektor półprzewodników, szczególnie w produkcję podstawowych (mature-node) czipów, radykalnie zmienia globalny rynek. W ciągu najbliższych 3–5 lat chińskie firmy mają odpowiadać za niemal 50 proc. całej nowej mocy produkcyjnej w segmencie dojrzałych technologii. Wzrost jest napędzany ogromnymi dotacjami państwowymi, strategicznymi zachętami oraz ukierunkowanymi inwestycjami. Pekin przeznaczył ponad 150 mld USD na budowę swojego ekosystemu półprzewodników, przy czym znaczna część tych środków jest skierowana właśnie na produkcję podstawowych czipów. Strategia ta wpisuje się w cel Chin, jakim jest osiągnięcie technologicznej samowystarczalności i wzmocnienie globalnej konkurencyjności” – oceniają analitycy tajwańskiego think tanku DSET.

Chiny dążą do zdobycia przewagi na rynku czipów podstawowych nie tylko za pomocą wielkich inwestycji w moce produkcyjne.

„Rząd chiński otwarcie naciska teraz na producentów, m.in. producentów samochodów, aby stosowali chińskie czipy w swoich produktach – a tym samym, w domyśle, używali mniej czipów amerykańskich i zachodnich. Kilka zachodnich firm projektujących układy scalone publicznie omawiało swoje plany zwiększenia zakupów czipów od chińskich dostawców. Prawdą jest, że chińskie czipy na początku najprawdopodobniej będą kupowane przez chińskie firmy. Jednak łańcuchy dostaw elektroniki są tak złożone i wzajemnie powiązane, że chińskie czipy nie pozostaną tylko w Chinach. Będą się rozprzestrzeniać w zachodnich łańcuchach dostaw, zwiększając opisane powyżej ryzyka bezpieczeństwa” – zwraca uwagę Miller.

„Najbliższe cztery lata będą decydujące. Bez natychmiastowych środków zaradczych ryzykujemy upadkiem finansowym i zniknięciem kluczowych amerykańskich i tajwańskich graczy na rynku półprzewodników – co podważy sam fundament wolnorynkowej innowacyjności. Okno możliwości, aby zapobiec wykorzystaniu przez Chiny rosnącej przewagi w łańcuchach dostaw do zdominowania technologii następnej generacji, takich jak sztuczna inteligencja, zamyka się bardzo szybko” – alarmują analitycy DSET. Ich zdaniem można zahamować rozwój produkcji czipów podstawowych w ChRL, m.in. obejmując kontrolą eksportu fotooporników oraz światła laserowego. Te dwie kategorie produktów pozostają kluczowymi elementami wejściowymi, których Chiny nie są jeszcze w stanie wytwarzać na wymaganym poziomie jakości.

Chiny pracują nad zastąpieniem czipów Nvidii

Chińska firma DeepSeek rozwija własny czip AI – donosi agencja Reuter. Posunięcie to może zrewolucjonizować chiński rynek półprzewodników i jednocześnie zwiększyć presję na amerykański koncern Nvidia, będący liderem w projektowaniu najnowocześniejszych czipów. Chiński startup AI chce zmniejszyć zależność od czipów Nvidii i Huaweia przy trenowaniu i uruchamianiu swoich przełomowych modeli. Ten pęd do samowystarczalności następuje w momencie, gdy udział Nvidii na rynku chińskim spadł z powodu amerykańskich kontroli eksportu, a Huawei ma w tym roku zdobyć około 50 proc. rynku. Jednak dominacja Huaweia na rynku krajowym jest coraz silniej kwestionowana przez rywalizujące firmy technologiczne, takie jak Alibaba, Baidu, a teraz także DeepSeek, które projektują własne układy AI. Chińskie firmy odpowiadają również w ten sposób na wezwanie decydentów z Pekinu do zmniejszenia zależności od amerykańskich technologii. Tymczasem w środę pojawiły się doniesienia, że chiński rząd planuje zezwolić wybranym firmom AI na zakup czipów Nvidii H200 w ograniczonych ilościach. Według serwisu The Information, powołującego się na osoby zaznajomione ze sprawą, chińscy urzędnicy poinformowali spółki Alibaba Group, ByteDance oraz DeepSeek, że wkrótce będą mogły kupić czipy H200. Ta zmiana w podejściu Pekinu odzwierciedla rosnącą presję chińskiego sektora AI, który ma trudności z zapewnieniem sobie wystarczającej liczby wysokiej klasy procesorów do trenowania coraz bardziej zaawansowanych modeli sztucznej inteligencji. Według doniesień The Information, chińscy urzędnicy wskazali, że firmy, które otrzymają zgodę, będą mogły wykorzystywać czipy H200 wyłącznie do treningu sztucznej inteligencji. Pekin chce jednak, aby w przypadku dużego obciążenia modeli AI, firmy priorytetowo korzystały z mikroprocesorów opracowanych w Państwie Środka. HK