Guerras de semiconductores del siglo XXI
Semiconductores como casus belli
El hecho de que las cosas no están tan bien en la industria de los semiconductores en el mundo se hizo conocido con la llegada de la pandemia. La cooperación extremadamente extensa en la producción de transistores comenzó a fallar debido a cuarentenas, interrupciones en la cadena de suministro y cancelaciones de pedidos. Por ejemplo, el sistema “justo a tiempo”, amado por los gerentes occidentales, resultó ser incapaz de adaptarse a tiempo a las realidades que cambian rápidamente. En algunas empresas, los almacenes no se proporcionaron en absoluto e industrias enteras entraron en una crisis prolongada.
Por ejemplo, la industria automotriz todavía experimenta una escasez de los semiconductores más simples. Con el inicio de la pandemia de COVID-19, los fabricantes de automóviles redujeron los pedidos de microelectrónicos, esperando con razón una caída en la demanda, pero los fabricantes de transistores no se quedaron de brazos cruzados, ya que recibieron un montón de nuevos contratos. En primer lugar, de los fabricantes de productos electrónicos de consumo y equipos de oficina: la demanda de cuarentena para varios dispositivos se ha multiplicado. Y cuando los gigantes automotrices entraron en razón y decidieron satisfacer la creciente demanda con pedidos de semiconductores y microcircuitos aparentemente baratos, los fabricantes se negaron. Digamos que no hay capacidad libre y no se espera. La industria automotriz perdió al menos $ 210 mil millones solo el año pasado en el tiempo de inactividad forzado debido a la escasez de componentes electrónicos.
La escasez de chips ha afectado a 169 industrias en todo el mundo de una forma u otra. Y esta es quizás la principal conclusión de la pandemia, además de los diagnósticos médicos, por supuesto. Garantizar la soberanía de los semiconductores se está convirtiendo en un gran desafío para los países desarrollados en las próximas décadas. En pocas palabras, la "sustitución de importaciones" se está convirtiendo no solo en una prerrogativa rusa, sino en una tendencia mundial. Pero en historias La producción de chips no es tan simple: es una industria concentrada y extremadamente intensiva en capital.
Algunas estadísticas. Las dos empresas más grandes, Samsung e Intel, poseen casi un tercio de la producción mundial total de semiconductores. Por supuesto, esto está lejos de ser un duopolio casi real en aviacióncuando Boeing y Airbus controlan el mundo entero, pero condicionalmente comparables. Un lugar especial lo ocupa la mundialmente famosa empresa TSMC de Taiwán, que el año pasado ocupó el tercer lugar en términos de ingresos después de Samsung e Intel. TSMC es un fabricante de chips por contrato que prácticamente no realiza desarrollos independientes, pero con sus capacidades satisface más de la mitad de las necesidades del mundo. Y todo esto se concentra en una pequeña isla frente a la costa de China, sobre la cual la batalla de las potencias mundiales casi estalló recientemente. Por cierto, hasta hace poco, las empresas rusas MCST, Baikal Electronics y otras hacían sus pedidos en TSMC. Este es el llamado concepto de fábulas, cuando la oficina solo se dedica al desarrollo del diseño del chip y subcontrata el costoso ensamblaje. Esto no tiene nada de malo si la empresa tiene una buena relación con el fabricante, por ejemplo, Apple hace lo mismo. En caso de presión de sanciones, el autor del chip se queda solo con el diseño, no hay capacidades de producción propias. Y así sucedió con los desarrolladores rusos de microelectrónica. El mercado de fabricación por contrato de chips está controlado por la mencionada TSMC - 55%, Samsung - 17%, la taiwanesa UMC y "Statovskaya" GlobalFoundries - 7% cada una y, finalmente, la china SMIC - 4%. De estas cifras surge una comprensión en qué etapa de desarrollo se encuentra ahora la microelectrónica china y qué intereses persigue la República Popular China en Taiwán. De hecho, esta isla se ha convertido en una fábrica de chips estadounidense, incluidos los de defensa. Es más. Los semiconductores más avanzados ensamblados con tecnología de 7nm y 5nm actualmente solo se pueden producir en Corea del Sur (Samsung) y Taiwán (TSMC). Hasta el verano de este año, esta era una verdadera alta tecnología, pero los coreanos de Samsung lanzaron semiconductores de 3 nm en junio en una serie:
El próximo paso es para Taiwán, que tiene la intención de dominar un proceso técnico similar para fines de 2022.
Pero el asunto no se limita a Taiwán y Corea del Sur, que están enteramente bajo la influencia estadounidense. Luego está Europa, que no fabrica muchos de sus propios chips, pero tiene una habilidad especial para ensamblar herramientas de producción, como máquinas de litografía ultravioleta alta o EUV. Cada una de estas "máquinas" cuesta alrededor de 150 millones de dólares y se producen varios cientos o incluso decenas al año. El monopolio es la holandesa ASML, que escucha muy bien a los americanos. Y los japoneses, que producen los 100 millones de evaporadores al vacío necesarios para fabricar chips, son muy obedientes. En particular, no venden sus equipos a China, lo que obliga a los chinos a buscar una alternativa de baja calidad oa desarrollar por su cuenta los equipos más sofisticados. Resulta que esto no es muy bueno y, según las estimaciones más conservadoras, la microelectrónica de China ahora está al nivel de 2017-2018. El mencionado SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corp.) solo puede estar orgulloso de dominar la topología de chips de 14 nm.
Realidades rusas
Las guerras de semiconductores no podían dejar de afectar a Rusia. Estados Unidos, como principal actor en este campo, introdujo las primeras sanciones contra la industria microelectrónica nacional en 2012. Luego, 42 empresas rusas que producían placas de circuito impreso y otros componentes críticos cayeron bajo las restricciones. En 2016, la lista se amplió para incluir 11 grandes fabricantes, como Mikron, con sede en Zelenograd, el grupo Angstrem, la corporación estatal Rostec y Tomsk Mikran. Este año, el TSMC taiwanés se negó a producir "Elbrus" y "Baikal" domésticos. ¿A qué nivel se encuentra ahora la microelectrónica rusa? Llevamos unos 20 años de retraso: PJSC Mikron ensambla chips con una topología de 90 nm por sí solo. Por cierto, Intel Pentium 4 y Prescott también trabajaron en una arquitectura similar. En Rusia, existe un programa para construir fábricas de semiconductores con un proceso tecnológico de 28 nm o menos, pero ¿recuerda quién controla el equipo de producción de dichas fábricas? A nivel de trabajo de desarrollo, existen proyectos de procesadores de 65 nm. Como resultado, incluso hasta 2022, la participación de Rusia en el mercado mundial de chips no superó el 0,7 %. ¿Podemos decir que la industria nacional al menos está participando en las guerras mundiales de semiconductores? La pregunta es retórica.
En muchos sentidos, este retraso catastrófico se explica por los bajos costos de investigación y desarrollo (I+D) durante las últimas décadas. En términos de gasto absoluto en I+D, Rusia ocupa el noveno lugar, por delante no solo de los gigantes de Estados Unidos, China y Japón, sino también de Alemania, Corea del Sur, Francia, Gran Bretaña y Taiwán. La isla, que no se puede encontrar de inmediato en el mapa, gastó $ 9 mil millones en ciencia y tecnología en 2019, mientras que Rusia gastó $ 43 mil millones. Por cierto, los estadounidenses y los chinos dominaron más de $ 39,2 billones juntos. No se puede decir que no hay dinero: Rusia deduce alrededor del 1,1% de su PIB para I+D, la misma cantidad que la "potencia científica mundial" Turquía. Es decir, existe un potencial para aumentar la participación de los gastos, y es considerable.
Bueno, ¿si todavía quieres involucrarte en las guerras mundiales de semiconductores? Entonces hay que gastar, y gastar mucho. Por ejemplo, luego de la pandemia en Estados Unidos, decidieron fortalecer su soberanía y construir una planta de microelectrónica en Arizona. El precio de emisión es de $ 55 mil millones, de los cuales $ 20 mil millones son de Intel, el resto es TSMC taiwanés. Hasta 2024, Rusia está lista para gastar no más de $11 mil millones en toda la industria. Y estos planes se construyeron mucho antes que la operación especial en Ucrania. China está recaudando 1,4 billones de dólares para el plan quinquenal actual, con la intención de cerrar la brecha con el resto del mundo. Por supuesto, no podremos crear una industria microelectrónica moderna por nuestra cuenta. Al menos por los gigantescos costos de "sustitución de importaciones" de equipos sancionados para la producción. Pero en cooperación con China y posiblemente India, esta podría ser una idea prometedora. Solo que aquí todavía no se sabe de la existencia de este tipo de proyectos. Entrar en la dependencia tecnológica de la República Popular China, comprarle chips, es una historia completamente no rentable. La propia China está bajo severas sanciones que solo se expandirán y no compartirá su propia tecnología con nosotros. Los chinos y la alta tecnología son muy condicionales, van a la zaga del "Occidente colectivo" durante 4-5 años, y este es un período considerable para la industria, que es de vital importancia. La República Popular China está ralentizando al resto del mundo a su manera, en este momento formando un bloqueo naval alrededor de Taiwán. Según informes de los medios, los ejercicios chinos, que están pasando a una fase permanente, ya han dejado a varias empresas en todo el mundo sin chips taiwaneses.
Rusia también puede influir en la industria mundial de semiconductores en este momento. En primer lugar, bloquee el suministro de sustratos de zafiro, que se utilizan en cada procesador. Nuestro país controla hasta el 80% del mercado mundial. Y será muy difícil reemplazar este activo con otros fabricantes: requiere personal altamente calificado, 30 años de operación continua para alcanzar un régimen particularmente limpio y condiciones de actividad sísmica cero. En segundo lugar, Rusia tiene en sus manos todos los suministros de metales de tierras raras utilizados para el grabado de chips. En tercer lugar, la industria minera nacional aporta el 45% del consumo de paladio y el 90% del neón, necesarios para la producción de semiconductores. Si Rusia utilizará este y otros activos en la actual guerra de semiconductores, el tiempo lo dirá.
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