Już w połowie lat pięćdziesiątych minionego stulecia zajmował się półprzewodnikami. Początkowo w Sylvania Electric Products, a potem w Texas Instruments. Już wówczas pracował nad projektem czterotranzystorowym, wdrożonym do produkcji przez IBM, przy czym model biznesowy polegał na rezygnacji z krótkoterminowych zysków na rzecz zwiększania udziału pierwszych półprzewodników w rynku. Zwieńczeniem amerykańskiej kariery Changa było objęcie funkcji prezesa i dyrektora operacyjnego w General Instrument Corporation.
Władze Tajwanu już w połowie lat osiemdziesiątych postawiły na zaawansowane technologie – jako rękojmię utrzymania niezależności Wyspy. Dlatego ówczesny premier Sun Yun-suan zaprosił (po trzech dekadach amerykańskiej kariery) Morrisa Changa do kierowania Instytutem Badań nad Technologią Przemysłową. Już w roku 1987 Chang założył TSMC, co zbiegło się w czasie z outsourcingiem mocy produkcyjnych z krajów rozwiniętej gospodarki rynkowej do Azji. Wkrótce firma zasiliła grono najbardziej dochodowych producentów mikroprocesorów na świecie, a jej założyciel, obok innych aktywności, zarządzał nią z przerwami do roku 2018. Jest więc w każdym aspekcie tego biznesu uznanym autorytetem, a najlepsze doświadczenia amerykańskie spożytkował i rozwinął właśnie na Tajwanie.
Współcześnie, bez układów scalonych nie mogą funkcjonować powszechnie użytkowane telefony i laptopy, ale także pralki i samochody oraz wiele innych urządzeń. Odczuliśmy to wszyscy w trakcie pandemii, kiedy zostały przerwane łańcuchy dostaw. Na przykład z powodu przerwania dostaw procesorów, oczekiwanie na fabrycznie nowa Skodę (produkowaną u naszych południowych sąsiadów) w przypadku niektórych modeli, trwało nawet osiem miesięcy.
Zdominowanie tego rynku przez producenta z Tajwanu było możliwe dzięki współpracy z Apple. Dzisiaj dzięki miniaturyzacji układy elektroniczne zawierają do kilkudziesięciu miliardów tranzystorów, zdolnych przeprowadzić najróżniejsze obliczenia w ciągu milisekund. Przodujący projektanci procesorów, a wśród nich: Intel, AMD, Apple, Amazon, czy Google – produkcję powierzają wytwórcy z Tajwanu. Decydująca była jednak współpraca z Apple, który szukał alternatywy dla mikroprocesorów Samsunga. I tak przebojem na rynku stał się iPhone – poczynając od rynkowego debiutu modelu oznaczonego, jako „6”.
Przeczytaj także:
- Gra o mikroprocesory. Nowa odsłona wojny handlowej USA i Chin
- Globalne przetasowania wśród producentów mikroprocesorów. Amerykanie chcą wzmocnić swoją pozycję
- Czy Tajwan stanie się ofiarą „choroby holenderskiej” XXI wieku? – zastanawia się „El Economista”
Podczas kiedy w roku 2006 najnowocześniejsze układy scalone produkował jedynie amerykański Intel, już dziesięć lat później TSMC posiadał 30 proc. udział w rynku najbardziej zaawansowanych mikroprocesorów. Od ubiegłego roku TSMC (jako pierwsza firma na świecie) oferuje komercyjną wersję układów scalonych, produkowanych w technologii 3nm. Drugi z azjatyckich potentatów Samsung przyznaje, że nadrobienie dystansu do konkurenta z Tajwanu, to perspektywa minimum dwóch lat.
Potrzeby rynku i osiągnięty poziom technologiczny sprawiły, że TSMC nie zważa na ceny konkurencyjnych producentów i tylko w roku 2020 osiągnęło zysk rzędu 20 miliardów USD. Tyle że obecne koszty budowy najnowocześniejszych fabryk układów scalonych, oznacza wydatek na poziomie 20 miliardów dolarów. W efekcie TSMC to realna gwarancja bezpieczeństwa, gdyż USA nie zechcą dopuścić do przejęcia kontroli nad najnowocześniejszą technologią przez Państwo Środka.
Mądrzy po szkodzie
Procesy zainicjowane w Europie i za Oceanem (w czym swój udział mieli zresztą, także polscy inżynierowie), w efekcie przeniesienia centrów produkcyjnych poza tradycyjne ośrodki, doprowadziły do zmiany o niespotykanych wcześniej następstwach. Z całą ostrością ujawniła to pandemia, ale także wyścig zbrojeń, rywalizacja mocarstw na każdym polu, wreszcie konflikty zbrojne, których lokalny charakter skutkuje następstwami o zasięgu globalnym. Nie jest bowiem tajemnicą, że rywalizacja o Arktykę czy przestrzeń kosmiczną ma wymiar nie tylko pokojowy. Natomiast nowoczesne uzbrojenie, wyposażone w precyzyjne systemy namierzania, lokalizacji i kierowania, nie mogłyby być tak morderczo skuteczne i precyzyjne, bez mikroprocesorów.
Dolina Krzemowa pozostaje nadal liderem w wyznaczaniu trendów, jednak dystans, jaki dzielił technologicznie USA i kraje rozwiniętej gospodarki rynkowej od azjatyckich tygrysów znacznie się skurczył, a w niektórych aspektach zmalał do zera. Nie może więc się dziwić, że argumenty natury ekonomicznej zeszły na dalszy plan i podjęto wysiłki na rzecz powrotu centrów wytwarzania do ich kolebek. Apple, jeszcze w listopadzie minionego roku zapowiedział, że produkcja układów scalonych wraca do USA, a plany Tim’a Cook’a przewidują także uruchomienie produkcji za naszą zachodnią granicą. Jak informował dyrektor generalny Apple’a, wizytując niemiecki oddział firmy, trwają prace nad zakupem układów scalonych w Arizonie. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ma zakończyć budowę swojej fabryki w Niemczech do roku 2024.
Czy to oznacza koniec dostaw z Azji? Absolutnie nie, bo zgodnie z informacją inwestora, zdolności produkcyjne nowo budowanego zakładu zapewnią dostarczanie 20 tysięcy mikroprocesorów miesięcznie – z tym, że jedynie w pięcionanometrowej technologii – a na Tajwanie wykorzystuje się bardziej zaawansowaną technologię trójnanometrową. Sprawa ma wymiar strategiczny, ponieważ (jak pisaliśmy), jeszcze w sierpniu minionego roku Kongres USA przyjmując „The CHIPS and Science Act” zdecydował o przeznaczeniu 280 miliardów USD na badania i produkcję półprzewodników w USA. Zdecydowały względy konkurencyjności, ale także bezpieczeństwo.
Na razie, zdecydowani na kupno najnowszego modelu iPhone (oznaczonego jako „14”), narzekają na opóźnienia i przerwy w dostawach. Zaostrza się konkurencja, gdyż Intel zapowiada walkę o fotel lidera wśród producentów półprzewodników, a początkiem tej drogi ma być budowa fabryki w Ohio za 20 miliardów dolarów. Cały projekt, zdaniem dyrektora generalnego firmy Pat’a Gelsinger’a, pochłonie nawet 100 miliardów w efekcie czego powstanie osiem nowych fabryk.
Intel myśli także o uruchomieniu produkcji w Europie, a wśród 70 potencjalnych lokalizacji, 3 wskazano na terenie Polski. Znaki zapytania wynikają z dużego zapotrzebowania na energię w zakładzie produkcyjnym, porównywalnym ze zużyciem energii elektrycznej w dużej aglomeracji. Udział energii odnawialnej w miksie energetycznym miałby zdaniem analityków rynku, decydujące znaczenie dla decyzji lokalizacyjnej. W tym kontekście rosną, jak się wydaje, szanse naszych zachodnich sąsiadów.
Z kolei Micron Technology zapowiada budowę własnej fabryki za sumę 100 miliardów USD w stanie Nowy Jork. Relacje USA – Europa, także w wymiarze gospodarczym, będą się komplikować po przyjęciu wycenianego na 369 miliardów dolarów pakietu Inflation Reduction Act. Spowoduje on, że konkurencyjność Europejczyków, wynikająca z dostępu do światowych rynków i taniej energii, zostanie zniwelowana. Znaczenie chińskiego rynku dla takich europejskich potentatów jak Volkswagen nie ułatwia relacji z USA. Sprawia to, że dystans cyfrowy i innowacyjny pomiędzy partnerami z obu stron Oceanu powiększa się – na niekorzyść Europy. Tendencje dostrzegalne, aż nadto wyraźnie we Francji i Niemczech nie sprzyjają współpracy pomiędzy UE i USA, pomimo powołania Trade & Technology Coucil, jako platformy cyklicznych konsultacji w sprawach dotyczących relacji gospodarczych.
Obecnie, to USA są największym importerem europejskich produktów z wolumenem rzędu 18 proc., podczas gdy Chiny mają największy udział w eksporcie do krajów Unii – na poziomie 22 proc. Tym samym Chiny posiadają nadwyżkę w bilansie handlowym z Europą, podczas gdy USA legitymują się deficytem.
W kontekście dążeń UE do gospodarczej autonomii strategiczny cel USA polegający na powstrzymaniu chińskiej ekspansji przekłada się na utratę przez Europę dystansu w obszarze zaawansowanych technologii, opartych na półprzewodnikach i mikroprocesorach. Aspekt bezpieczeństwa, także w jego militarnym wymiarze ma tu decydujące znaczenie. W tym rozumieniu Ukraina broni nie tylko swojej integralności terytorialnej i niepodległego bytu państwowego, ale wartości całego demokratycznego świata.
Amerykanie w ramach dążenia do utrzymania przewagi technologicznej, nie tylko zakazali eksportu zaawansowanych układów scalonych, ale także maszyn do ich produkcji. Obywatele USA nie mogą również uczestniczyć w pracach badawczo-rozwojowych z tego obszaru na rzecz Chin. Ta decyzja była jednostronna, co ma o tyle duże znaczenie, że holenderski ASML należy do elitarnego grona producentów maszyn koniecznych do wytwarzania najnowocześniejszych układów scalonych.
Z kolei dopłaty do samochodów elektrycznych stosowane w USA i UE, podobnie jak ulgi podatkowe w przypadku rynku amerykańskiego, obwarowane są odpowiednio wysokim udziałem wartości wytworzonej w USA. Wyjątki dotyczą jedynie Meksyku i Kanady. Zatem rywalizacja zaostrza się, a samochody z dużym udziałem elektroniki produkowane w Europie, stają się mniej konkurencyjne. Nawet (określana jako sukces) wizyta Emanuela Macrona w Ameryce, nic w tym zakresie nie zmieniła.
W reakcji na decyzje administracji Bidena rozważana jest propozycja europejskiego Komisarza ds. Przemysłu Thierry Bretona, by utworzyć fundusz wsparcia europejskiego przemysłu i wspólnej w tym zakresie polityki – finansowany instrumentami dłużnymi o wartości 350 mld euro. Rada Europejska wystąpiła do Komisji o szczegółowe przeanalizowanie tej propozycji i przedstawienie konkluzji do końca tego miesiąca. Tym samym, poziom finansowania byłby w zamyśle projektodawców porównywalny z tym, co administracja Bidena zapisała w Inflation Reduction Act.
Wracając na nasze podwórko, warto przypomnieć, że jeszcze w roku 2021, CEO Intela Pat Gelsinger, wydawał się na tyle zainteresowany polską ofertą, że we wrześniu tegoż roku, nieoczekiwanie pojawił się w Gdańsku, gdzie firma dysponuje największym poza USA centrum badawczo-rozwojowym. Gelsinger rozmawiał wtedy z premierem Mateuszem Morawieckim na temat możliwych lokalizacji nowych fabryk mikroprocesorów, przy czym pierwszym wyborem miałby być Dolny Śląsk. Wedle informacji agencji Reuter większe szanse mają oferty Francji i Niemiec a zdaniem Investment Monitor spośród 14 potencjalnych krajów ubiegających się o lokalizację inwestycji Intela jesteśmy na szarym końcu.
Wzrost kosztów budowy i skutki globalnego kryzysu opóźniają realizacje inwestycji w niemieckim Magdeburgu, która miała się rozpocząć w pierwszej połowie tego roku. Przy założeniu, że 40 proc. kosztów budowy pokryje rząd federalny, oddanie obiektu planowano na 2027 rok. W tej chwili Intel ogłosił, że nie może ogłosić definitywnej daty rozpoczęcia realizacji projektu. Zwłaszcza że koszty szacowane początkowo na 17 mld euro, tylko z powodu inflacji, już dziś przekroczyłyby 20 miliardów. Z uwagi na planowe redukcje kosztów i zatrudnienia, 10-letni plan inwestycyjny Intela odsuwa się w czasie.
Obiecująco rysuje się za to, zainicjowana wizytą polskiej delegacji w Tajpej w maju ubiegłego roku, współpraca w dziedzinie półprzewodników. Jej ramy określa porozumienie zawarte pomiędzy Instytutem Techniki Przemysłowej a Centrum Łukasiewicz, dotyczące badań i prac badawczo-rozwojowych w zakresie technologii przyrządów półprzewodnikowych dla elektroniki wysokich mocy i częstotliwości na bazie azotku galu.
W pracach Polsko-Tajwańskiego Forum Inwestycyjnego udział biorą tacy potentaci jak TSMC, Acer czy Realtek. Przedstawiciele Ministerstwa Rozwoju i Technologii deklarują, że aktywność Polskiej Agencji Inwestycji i Handlu oraz Agencji Rozwoju Przemysłu koncentrować się będzie w roku bieżącym na oszacowaniu możliwości dwustronnej współpracy w ramach polsko-tajwańskiej Grupy roboczej ds. półprzewodników.
Równolegle z zabiegami o inwestycje zwiększające moce produkcyjne i gwarantujące zabezpieczenie dostaw mikroprocesorów, trwa wyścig badawczy. Mało kto wie, że w belgijskim Leuven, funkcjonuje Międzyuczelniane Centrum Mikroelektroniki (znane od angielskiego akronimu tej nazwy, jako „Imec”), badające potencjalne kierunki dalszego rozwoju mikroprocesorów komputerowych oraz nowe możliwości ich zastosowań w takich dziedzinach jak sekwencjonowanie genomu, czy autonomiczne pojazdy. Walka o dostęp do zaawansowanych badań zaostrzyła się od momentu, gdy chińsko-amerykańska rywalizacja o dostęp do zaawansowanych technologii przybrała na sile.
W związku z planami budowy europejskiego zaplecza produkcji mikroprocesorów, Belgijskie centrum konsultuje Komisja Europejska. O kontakty zabiega także koreański Samsung, a nawet przedstawiciele Białego Domu, monitorujący amerykański łańcuch dostaw zaawansowanych technologicznie półprzewodników. W tym kontekście rozbudowa Intel Technology Poland o kolejny 6-ty już budynek, zwiększy powierzchnię badawczą o 50 proc.
Badania z udziałem polskich inżynierów koncentrują się na projektach dotyczących sztucznej inteligencji (AI), bezpiecznego przechowywania danych, pojazdów autonomicznych i machine learning. Skalę i potencjał badawczy obrazuje zaplecze kadrowe, gdyż polskie centrum zatrudnia już 3800 pracowników i osoby związanie kontraktami. Nowa inwestycja zostanie oddana do użytku już w czerwcu tego roku.
Polscy specjaliści skupiają się na rozwijaniu oprogramowania dla dwóch projektów z obszaru AI. Pierwszy z nich to akcelerator Gaudi 2, służący przyspieszeniu treningu sztucznej inteligencji z zastosowaniem sieci neuronowych. Potencjał rozwojowy tego rynku w perspektywie roku 2026 obejmie wg. danych Research and Markets 1/3 serwerów w światowych centrach danych, które będą na bazie sieci neuronowych wykonywać konkretne zadania lub treningi. Największe wyzwanie stanowi obecnie koszt wytrenowania od zera do pełnej skuteczności modelu GPT-3, przetwarzającego język naturalny (tj. analizującego ludzką mowę i tekst), co angażuje na całe tygodnie setki maszyn i generuje wydatki rzędu kilku milionów USD. Gaudi 2 pozwoli zredukować czas i koszty tego procesu.
Obecnie stosowany w gdańskim laboratorium model ResNet-50 osiąga zdolność przetwarzania 40 tys. obrazów na sekundę, co jest światowym rekordem. Następnym etapem będzie zintegrowanie akceleratora z platformami programistycznymi tzw. frameworkami w taki sposób, by dla końcowego użytkownika, ich użycie było proste i intuicyjne. Kolejny projekt zwany OpenVINO ma na celu optymalizację już wytrenowanych sieci, co skróci czas wnioskowania (interferencji).
Nowy obiekt posłuży również do badań i przetwarzania dźwięków rejestrowanych w realnym świecie, co tylko w aspekcie szeroko pojętego bezpieczeństwa ma kluczowe znaczenie: w transporcie, łączności, usługach masowych etc. Moce potrzebne już dzisiaj do funkcjonowania wszystkich laboratoriów, a pochodzące z odnawialnych źródeł energii, zaspokoiłyby zapotrzebowanie na energię elektryczną sporego osiedla. Tylko nowopowstałe laboratorium do kart graficznych zużywać będzie 3,5 MW rocznie. Wagę i efektywność tego ostatniego obszaru, najlepiej zobrazuje fakt, że stworzona w gdańskim R&D płytka integrująca wiele urządzeń, a nazwana od pobliskiej miejscowości Banino Village, pozwala na zdalną kontrolę realizowanych na odległość zadań, sterowanie zworkami, wgrywanie różnych wersji BIOS, ściąganie logów z płyt, generowanie do nich ramek. Już dziś Banino Village ma zastosowanie w oddziałach Intela USA, Meksyku, Chinach, Indiach i Kostaryce.
Postępują także prace nad automatyzacją, co wbrew pozorom, nie oznacza redukcji zatrudnienia, lecz efektywne wykorzystanie powierzchni w systemie open chassis. Chciałoby się więc powiedzieć – cudze chwalicie, swego nie znacie. Jednak w tym wyścigu, wykorzystanie potencjalnych szans, to nadal zadanie, które ciągle jeszcze przed nami.
