Sytuacja raczej nieprędko wróci do normy, ale paradoksalnie,mogłaby na tym skorzystać Polska. Obecnie nie ma bowiem w Europie konkurencji dla Azji i Ameryki, a Stary Kontynent wytwarza jedynie 10 proc. z globalnej liczby wyprodukowanych mikroprocesorów, jak wynika z raportu paryskiego instytutu Montaigne.
Czy Polskę stać na takie przedsięwzięcie, którego koszt mógłby wynieść nawet kilkadziesiąt miliardów złotych i wymagałby sensownego planu i doskonałej logistyki? Choć suma wydaje się spora, to jednak wymagana kwota nie jest większa niż w przypadku innych pomysłów polityków, jak fabryka samochodów elektrycznych czy przekop Mierzei Wiślanej. Patrząc na ewentualne korzyści, z pewnością byłaby to inwestycja opłacalna.
TSCM analizuje problem na wielu płaszczyznach, wskazując na przyczyny obecnego deficytu mikroprocesorów. Przede wszystkim w trakcie pandemii znaczna część usług, pracy i nauki odbywała się zdalnie, co spowodowało wzrost zapotrzebowania na urządzenia elektroniczne. Również liczne premiery sprzętu do gier, które nastąpiły na początku pandemii, powstałego na bazie zaawansowanych mikroprocesorów, wiązały się ze znacznym wykorzystaniem rezerw układów elektronicznych. Wykonawcy zwiększali zamówienia w obawie przed problemami z ciągłością produkcji. Popyt wzrasta też z powodu rozprzestrzeniania się technologii 5G i sztucznej inteligencji.
Światowy niedobór tych podstawowych komponentów spowodował spowolnienie produkcji samochodów oraz wzrost ceny wysokiej jakości kart graficznych. Najwięksi potentaci branży mikroprocesorów zwiększyli więc moce produkcyjne – przykładowo TSMC zamierza przeznaczyć kolejne 100 mld dolarów w ciągu 3 lat na badania, rozwój i inwestycje w nowe fabryki m.in. na Tajwanie i w stanie Arizona. W Arizonie powstanie też kolejna fabryka procesorów Intela, na co amerykański gigant chce przeznaczyć 20 mld dolarów.
Tajwański cud
Korzyści gospodarcze z produkcji mikroprocesorów są oczywiste i długofalowe. Tajwan jest tu dobrym przykładem. Po rozbracie z kontynentalnymi Chinami to niewielkie państwo stworzyło prężnie działający przemysł elektroniczny, a na wyspie swoją siedzibę mają najważniejsze światowe firmy m.in. Acer, Asus, MSI, Gigabyte czy HTC.
TSMC powstała w 1987 roku. Wcześniej Tajwan utrzymywał się głównie z rybołówstwa i… sprzedaży parasolek. Ówczesny minister gospodarki Sun Yun-suan uznał jednak, że nie jest to coś, co zapewni jego krajowi dostatek i stabilną, ekonomiczną przyszłość. Tę widział bowiem w nowoczesnych technologiach i elektronice. Przy współpracy z inżynierem Texas Instruments Morrisem Changiem założono przedsiębiorstwo, które dzisiaj jest czołowym producentem mikroprocesorów na świecie. A wokół tworzyła się nowa rzeczywistość: powstawały spin-offy, czyli firmy wywodzące się od tego pionierskiego biznesu, kształcono inżynierów, zajęto się badaniami i komputeryzacją. W ciągu 20 lat „Chińskie Tajpej”, jak czasem nazywa się to wyspiarskie państwo, stało się światową potęgą w dziedzinie elektroniki.
Dobra droga dla polskiej gospodarki?
W Polsce istnieją możliwości, żeby zaistnieć na rynku podzespołów mikroprocesorowych, jak stwierdził w wywiadzie dla „Wprost” doktor Mariusz Sochacki z Instytutu Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej. Jednak przy tak dużej i znaczącej inwestycji przemyślane działanie jest kluczowe. Trzeba stworzyć odpowiednie uwarunkowania gospodarcze, co pozwoliłoby rozwijać wybrane procesy technologiczne. Należy zapewnić maksymalne cyberbezpieczeństwo na poziomie sprzętowym – wyjaśnia doktor Sochacki, dodając, że same półprzewodniki mogłyby być importowane z Dalekiego Wschodu, natomiast w kraju istniałyby biura projektowe oraz linie technologiczne dostosowujące komponenty do działania w ramach nowoczesnej komunikacji, kryptografii czy aplikacji wojskowych.
Specjalista uważa, że warto skupić się na technologiach związanych z „czystą energią” takich, jak samochody elektryczne, elektrownie wiatrowe i słoneczne. Są tam używane przyrządy półprzewodnikowe wytwarzane w technologii węglika krzemu (SiC) i azotku galu (GaN), które zdaniem dr. Sochackiego już rewolucjonizują obecną energetykę, a zapotrzebowanie na nie będzie rosło w najbliższych dziesięcioleciach, zwłaszcza że typowa elektronika krzemowa odchodzić będzie powoli do lamusa. Półprzewodniki nowej generacji umożliwiają szybsze i niskostratne przełączanie przyrządów dowolnej mocy, dzięki czemu urządzenia zasilające mogą uzyskać sprawność energetyczną nawet powyżej 98 proc., przy równoczesnej redukcji masy wynikającej z miniaturyzacji.
Postęp w tej dziedzinie, jaki nastąpił w ostatnich latach trudno przecenić. Nowoczesne technologie półprzewodnikowe pozwoliły m.in. poważnie rozwinąć się branży pojazdów elektrycznych. W Polsce istnieje też silna reprezentacja producentów zaawansowanych systemów elektroenergetycznych, którzy stanowią liczną grupę bezpośrednich odbiorców elementów półprzewodnikowych.
Zdaniem doktora Sochackiego należy się początkowo skoncentrować na tańszych rozwiązaniach i nie inwestować w kompletne linie produkcyjne przyrządów krzemowych. W kraju brakuje jednak zaawansowanych technologii związanych z mikromontażem. To duży problem, który znacząco ogranicza możliwości wdrożenia produkcji najnowocześniejszych urządzeń optycznych, jak diody laserowe i LED, detektorów promieniowania czy specjalistycznych modułów mocy. Linie mikromontażowe umożliwiłyby doprowadzenie wielu opracowań do fazy przedwdrożeniowej, a w następstwie pozwoliłyby na produkcję poszukiwanych na rynku produktów. Przygotowanie takich linii to koszt dziesiątków milionów złotych, choć i tak jest to bez porównania mniej, niż przy kompletnej linii produkcji mikroprocesorów. Ryzyko inwestycyjne jest w tym przypadku znacząco mniejsze. Nie wszystko musi być przecież robione od A do Z. Przykładowo, przy produkcji modułów mocy można skorzystać z importowanych, nieobudowanych komponentów półprzewodnikowych, a dopiero w przyszłości zastąpić je krajowymi układami.
Być może udałoby się nawet, przy przemyślanej polityce gospodarczej zastąpić co najmniej 50 proc. z takich układów polskimi rozwiązaniami. Wymaga to jednak stworzenia wcześniej spójnej infrastruktury, inwestycji w określone cykle technologiczne produkcji mikroprocesorów gwarantujące ich cyberbezpieczeństwo, a także narzędzi do ich montażu, hermetyzacji i testowania. To wszystko jest jednak w zasięgu naszych możliwości, a zainwestowanie w przemysł mikroprocesorów może być ryzykiem, które się wyjątkowo opłaci.
