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Seminconduttori, cume a guerra US-Cina evolve

Seminconduttori, cume a guerra US-Cina evolve

U studiu approfonditu di Giuseppe Gagliano

Dapoi u 2014, a China s'hè stabilita l'ubbiettivu di custruisce una grande industria di semiconduttori cumpetitiva in tuttu u mondu è hà perseguitu questu scopu cù u prugramma industriale u più riccu di a storia.

Mentre i risultati di stu sforzu sò stati decisamente mischiati, hà scatenatu una reazione da i Stati Uniti, un capu mundiale in a maiò parte di i segmenti di semiconduttori. I Stati Uniti anu bluccatu l'investimenti tecnulugichi transfrontalieri da a Cina è anu impostu sanzioni chì minaccianu di frenà, paralizà o ancu di distrughje e principali cumpagnie di semiconduttori di a Cina. In risposta, a China hà fattu di l'autonomia tecnologica un elementu centrale di a so strategia ecunomica è intensifica e misure per migliurà e capacità di i so pruduttori di semiconduttori.

I pruduttori mundiali di semiconduttori è di apparecchiature di fabbricazione (cumpresi l'Americani) continuanu à vede u mercatu cinese cum'è criticu per u so successu è cercanu di mantene una presenza attiva malgradu a pressione di u guvernu US. U prossimu decenniu hè previstu di vede massivi novi investimenti in a fabbricazione di chip in Cina è un cambiamentu graduale in a struttura di u mercatu globale, cù e cumpagnie cinesi diventendu più cumpetitive in certi segmenti.

Sicondu l'analisi più recenti:

  • A Cina detene una grande parte (15-22%) di a capacità tutale di fabricazione di semiconduttori in u mondu, ma a pusizione di i pruduttori di chip naziunali hè debule. E cumpagnie internaziunale dominanu a maiò parte di i segmenti à valore aghjuntu altu è contanu a maiò parte di l'industria di chip basata in Cina.
  • I pruduttori cinesi di semiconduttori sò ancu assai dipendenti da i fornitori internaziunali (in gran parte americani) di l'attrezzatura, di u software è di i materiali necessarii per pruduce i chips. Ùn ci hè prospettiva à breve tempu di riduce sta dipendenza.
  • A Cina hà una bona furtuna di creà imprese cumpetitive à livellu mundiale in cuncezzione di chip è fabricazione di memoria in l'anni à vene. Hè ancu prubabile di aumentà significativamente a so parte di chips micca avanzati, in particulare in applicazioni ligate à 5G.
  • Una cunsiquenza maiò di e sanzioni tecnulugiche imposte da i Stati Uniti hè chì e cumpagnie tecnulugiche cinesi, chì sò sempre state resistenti à l'agenda tecno-naziunalista di Pechino, vedenu avà i so interessi cummerciale in ligna cù l'obiettivu di l'autogovernu. Stu allineamentu accelererà u ritmu di u prugressu in l'industria di i semiconduttori di a Cina.
  • A generosa pulitica industriale di a Cina hà incuraghjitu i Stati Uniti è l'Europa à seguità u so passu. U risultatu serà una surabundanza di capacità di chip globale è ancu un rallentamentu di l'innovazione.

A rivalità tecnologica trà i Stati Uniti è a Cina hè largamente una battaglia per i semiconduttori. I Semiconduttori (cunnisciuti ancu cum'è chips o circuiti integrati) sò u fundamentu di tutte e tecnulugie numeriche è si trovanu avà in una larga varietà di prudutti. Durante l'ultimi cinque decennii, l'intensità di chip di l'ecunumia mundiale hè cresciuta in modu esponenziale. U modulu lunare Apollo, durante a missione lunare di u 1969, hà adupratu decine di migliaia di transistori per un pesu totale di 31 kg; oghje, un Apple MacBook (pesu tutale di 1 chilò) cuntene 16 miliardi di transistori. L'intensità di i chips continuerà à aumentà cun a diffusione di i telefuni cellulari, l'installazione di e reti 5G è a crescita generale in a dumanda di putenza informatica.

A Cina cuntrolla assai prudutti fabbricati, ma micca ancu semiconduttori. Sempre hà impurtatu a maiò parte di e parti chì avia bisognu. A Cina cerca da longu di diventà più autosufficiente in sta tecnulugia critica, chì hà una dimensione di sicurezza naziunale cume i sistemi militari avanzati richiedenu semiconduttori. U guvernu attribuisce ancu impurtanza à e cumpetenze relative à i chip, postu chì permetterebbe à e cumpagnie cinesi di entre in nicchie à valore aghjuntu più altu è di guadagnà un vantaghju nantu à i novi prudutti.

Malgradu l'alti è bassi di e cumpagnie individuali è malgradu a migrazione di gran parte di a fabbricazione di chip in Asia in l'ultimu quartu di seculu, i Stati Uniti cuntinuanu à duminà i nodi principali di l'industria. Questa dominazione sottostante a leadership tecnologica è geopolitica glubale di i Stati Uniti. Pone ancu un prublema per a Cina, chì aspira à una leadership tecnologica glubale è à a crescita di u putere geopoliticu.

In virtù di a so pusizione cum'è centru primariu di a fabricazione elettronica glubale, a Cina hè u più grande mercatu di chip in u mondu è hè prubabile di diventà prestu u più grande produttore di chip per volume. Eppuru, malgradu i dui decennii di sforzi di u Statu per custruisce a capacità domestica, a participazione à valore aghjuntu di e cumpagnie cinesi in a catena mundiale di fornitura di semiconduttori hè bassa. È a Cina dipende sempre guasi interamente di i Stati Uniti è di i so alleati per l'equipaggiamentu, i materiali è u software chì hà bisognu per custruisce e so proprie fabbriche di chip.

Dapoi u 2014, a China hà intensificatu significativamente i so sforzi per uttene a suvranità di i semiconduttori cù u prugramma di pulitica industriale più finanzatu di a storia. Questu hà scatenatu una reazione da i Stati Uniti, chì imponeva cuntrolli di esportazione è d'investimentu chì paralizavanu e principali cumpagnie di tecnulugia cinese. In risposta, u guvernu cinese hà intensificatu i sforzi di autosufficienza in patatine fritte è altre tecnulugie chjave, cum'è parechje cumpagnie di punta. In u passatu, e cumpagnie private eranu spessu riluttanti à l'editti tecno-naziunalisti di Pechino, ma avà capiscenu chì u so successu à longu andà dipende da a so capacità di riduce a so dipendenza da e catene di fornimentu statali. E cumpagnie di chip è hardware in i Stati Uniti è in i paesi alleati, chì devenu esse sensibili à e preoccupazioni di securità di i Stati Uniti, ma chì u mercatu principale hè a Cina, sò attrapati in u focu di focu.

U primu passu in l'analisi di u desideriu di a Cina di diventà autosufficiente in i semiconduttori hè di capisce a so pusizione attuale in l'industria. Ci hè dui modi per affruntà a quistione: Chì tippu di prudutti finiti produce a Cina è quale hè a piazza di a China in e varie tappe di a catena di produzione?

A vendita glubale di semiconduttori hè stata di 440 miliardi di dollari in u 2020, chì si prevede di cresce à un ritmu annuale d'almenu 5% per i prossimi cinque anni. In termini di prudutti finiti, queste vendite ponu esse divise in quattru segmenti principali:

1. Microprocessori è dispositivi logichi, chì trattanu dati (188 miliardi di dollari).
2. Dispositivi di memoria, chì conservanu dati (118 miliardi di dollari).
3. Dispositivi discreti, sensori è optoelettronica, chì svolgenu funzioni elettriche uniche (79 miliardi di dollari).
4. Dispositivi analogichi, chì trasformanu i segnali continui (cume luci è soni) in segnali binari (56 miliardi di dollari).

In ognunu di questi segmenti principali, l'usi finali sò generalmente divisi in e categurie seguenti: cumunicazioni (principalmente telefoni cellulari), urdinatori, prudutti di cunsumu (cum'è console di ghjocu), automobilistichi, industriali è guvernali (cumpresu l'armata).

A Cina hè à tempu un mercatu immensu è un grande esportatore di chips di ogni tipu. Ma i numeri devenu esse scumpartiti cun primura per via di a cumplessità di e catene di furnimentu: i CI sò scambiati trà e fruntiere in forma finita o incompleta, per contu soiu o integrati in altri dispositivi. Un chip pò esse fabbricatu in Taiwan, imballatu in una struttura di assemblea è testatu in Malesia, è poi speditu in Cina per esse installatu in un dispositivu chì poi serà esportatu in i Stati Uniti. Un'altra complicazione hè chì u locu fisicu di produzzione ùn currisponde micca necessariamente à a pruprietà di u produttore. L'imprese investite à l'estranu producenu a maiò parte di u valore aghjuntu di a fabricazione di circuiti integrati in Cina è cuntanu dinò a maiò parte di e spurtazioni di chips finiti in Cina. Infine, u prezzu di e patatine fritte varia assai, da patatine fritte à microonde à caru patatine fritte per smartphone, cusì e misurazioni di vulume è valore ponu divergà assai.

A "dumanda di semiconduttori" pò dunque esse definita in almenu trè manere. Un iPhone assemblatu da Foxconn in Cina è poi speditu in Germania pò esse cunsideratu cum'è una dumanda di semiconduttori da Apple (a sucietà incaricata di u pruduttu), a fabbrica Foxconn in Cina (l'assemblatore), è u cumpratore tedescu di u pruduttu. In ogni casu, a Cina hè oghje una di e duie più grandi fonti di dumanda di semiconduttori in u mondu, cù i Stati Uniti. Raprisenta un quartu à un terzu di u mercatu, una parte chì aumenterà in guasi tutti i scenarii.

A parte di a fabricazione di semiconduttori tenuta da e cumpagnie cinesi hè assai più chjuca. I fabricanti stranieri contanu più di u 40% di a capacità di fabricazione di a China, probabilmente più di a mità di u vulume di pruduzzione di chip è finu à u 94% di i rivenuti di a fabricazione di chip in Cina. E più grandi fabbriche cuntrullate à l'oltremare sò cumpagnie taiwanesi è sudcoreane cumprese TSMC (in Nanjing), Samsung (Xi'an) è SK Hynix (Wuxi). Sicondu analisti di Jefferies, circa a metà di a capacità globale di chips di Memoria d'Accessu Casuale Dinamicu (DRAM) di SK Hynix hè in Cina.

I fabricanti cinesi sò attori abbastanza impurtanti in certi segmenti di mercatu. A definizione di numeri precisi hè una sfida, ma secondu e stime più credibili, i produttori di chip cinesi anu una quota di mercatu naziunale di 20% o più per i processori di telefunini mobili è processori di immagini per i HDTV; a so quota di mercatu globale hè prubabile assai più chjuca. Ùn sò micca i principali produttori di chip per memoria high-end, logica o grafica – i tipi più preziosi di chips.

Fighjendu tutta a catena di fabricazione di semiconduttori, i punti debuli di a Cina diventanu più evidenti. U prucessu di produzzione si compone di e fasi seguenti:

– A cuncezzione di l'architettura fundamentale di u chip, o "core IP". Hè fattu da un picculu gruppu di cumpagnie, cumprese Intel in i Stati Uniti è ARM in u Regnu Unitu.
– Cuncepimentu specificu di chip, aduprendu strumenti di software chì simulanu a fisica di i circuiti di u chip, chjamata automazione di cuncepimentu elettronicu.
– Pruduzione di wafer di silicium ultra purificatu.
– A fabricazione di patatine fritte nantu à queste cialde, un prucessu chì richiede una serie di apparecchiature altamente specializate, chimichi è gasi, cullettivamente chjamati strumenti di fabbricazione.
– Assemblea, prova è imballu di chips produtti per eliminà i difetti è imballaggi chips in casi di plastica. Richiede ancu una serie di strumenti ATP specializati.

Ebbè, i Stati Uniti occupanu u primu o u sicondu postu in ogni segmentu maiò, eccettu a pruduzzione di cialde, chì si face principalmente in Giappone, Corea di Sud è Taiwan.

A Cina hè un attore minore in tutti i segmenti eccettu ATP, chì hè ancu u segmentu menu avanzatu in termini di tecnulugia è valore aghjuntu. Tuttavia, guadagna rapidamente una quota di mercatu in certi segmenti, in particulare in a cuncezzione di chip è a fabricazione.

A parte di u valore aghjuntu tutale ùn currisponde micca esattamente à u gradu di difficultà tecnologica. ATP hè una attività à pocu valore aghjuntu chì hè una parte impurtante di a catena di valore, solu perchè i volumi sò assai alti. Hè ancu unu di i segmenti più frammentati, chì e barriere à l'entrata sò relativamente basse. À u cuntrariu, l'utili di pruduzzione riprisentanu una parte assai più chjuca di u valore tutale di a catena, ma a so pruduzzione hè una di l'attività più avanzate tecnulugicamente è a cumpetenza hè cuncentrata in una manata di cumpagnie chì beneficianu di barriere eccezionalmente alte à a cuncurrenza. Queste cumpagnie, basate in i Stati Uniti, u Giappone è i Paesi Bassi, fabricanu l'attrezzatura necessaria per incidere circuiti in cialde di silicium semiconduttore.

I dui segmenti più impurtanti, cuncepimentu è fabbricazione, ognunu abbraccianu una vasta gamma di imprese di fascia alta è di fascia bassa, è sò diventati mondi separati ma interdipendenti in l'ultimu quartu di seculu. U successu in a fabricazione hè duvutu à un picculu numeru di cumpagnie capaci di ghjunghje à i giganti investimenti di capitale necessarii per mantene a Legge di Moore ininterrotta, radduppendu u numeru di transistori in un circuitu integratu ogni 18-24 mesi. Quasi tutti i processori di computer sò fabbricati da duie cumpagnie, Intel è AMD, è AMD sternalizza a maiò parte di a so pruduzzione. U numaru di fabricanti di DRAM hè cresciutu da 20 à 3 dapoi u 2000. E trè più grande cumpagnie di semiconduttori di u mondu – Intel, Samsung è TSMC – ognuna spende più di 20 miliardi di dollari à l'annu per investimenti. In aprile, TSMC hà dettu d'investisce 100 miliardi di dollari per i prossimi trè anni.
À u principiu di l'anni 90, sta limitazione di e spese d'investimentu hà purtatu à una segmentazione funzionale è geografica di u settore.

E cumpagnie statunitensi è europee sò state felici di sternalizà a parte più risicata, intensiva di capitale, di u prucessu per cuntrattà i fabricanti (fonderie) in Taiwan è in Corea di Sud, per pudè fucalizza nantu à u segmentu prufittuali di cuncepimentu. In u 1990, più di u 80% di a pruduzzione glubale di circuiti integrati hè stata fatta in i Stati Uniti è in Europa, u restu in Giappone.

Trè decennii dopu, a relazione hà cambiatu: circa u 80% di a capacità di fabricazione mundiale per i circuiti integrati si trova avà in l'Asia Orientale. Ma guasi a metà di u valore di u cuncepimentu IC hè sempre fattu in i Stati Uniti, da cumpagnie "senza fabbrica" ​​chì vanu da picculi magazzini di cuncepimentu à giganti cum'è Qualcomm è Nvidia.

L'esternalizazione di a fabbricazione di chip à Taiwan è a Corea di u Sud hà causatu poca preoccupazione in Washington, in parte perchè l'industria di i Stati Uniti hà incuraghjitu stu sviluppu, è in parte perchè Taiwan è a Corea di Sud (cum'è Singapore, Malesia è Israele chì anu sviluppatu capacità di nicchia) sò stati cunsiderati amichevuli paesi. À u principiu di l'anni 2000, ùn pareva ancu esse prublema chì Intel piazzessi una parte di a so capacità ATP è di memoria in Cina, postu chì i primi sforzi di a China per sviluppà a so propria industria di semiconduttori eranu inefficienti. Ma a preoccupazione di u guvernu americanu hè cresciuta quandu a China hà intensificatu e so pulitiche di sustegnu à i semiconduttori.

Questa hè una traduzzione automatica da a lingua italiana di un post publicatu in StartMag à l’URL https://www.startmag.it/innovazione/seminconduttori-come-si-evolve-la-guerra-usa-cina/ u Sat, 22 May 2021 05:49:51 +0000.