Indie i Japonia rozbudowują produkcję chipów, ale Spruce Pine w Karolinie Północnej pozostaje wąskim gardłem

W środę rząd Indii ogłosił Program Produkcji Telefonów Komórkowych o wartości 625 000 000 000 rupii (ok. 6 500 000 000 dol.) oraz dodatkowe 1 280 000 000 000 rupii (ok. 13 300 000 000 dol.) na krajową produkcję półprzewodników. Jak podaje TechCrunch, środki na chipy rozbudowują program zachęt o wartości 10 000 000 000 dol. uruchomiony w 2021 r. Oba plany mają na celu wejście wyżej w łańcuch wartości elektroniki, a nie tylko montowanie projektów innych firm.

Program dotyczący smartfonów trwa pięć lat, do marca 2 031, i wypłaca od 2,25% do 5% kwalifikujących się sprzedaży, plus dodatkowe 1,5% za pozyskiwanie kluczowych komponentów i podzespołów lokalnie. Przewidziano też dopłatę 3% za projektowanie produktów i badania, celem budowania indyjskich marek. Nowe Delhi oczekuje produkcji telefonów o wartości 39 000 000 000 000 rupii (ok. 405 000 000 000 dol.) w tym okresie oraz stworzenia około 60 000 bezpośrednich miejsc pracy.

Liczby za ofertą

Skala różnicy ma znaczenie. W 2025 r. Chiny odpowiadały za 63% światowej produkcji smartfonów, wobec 18% Indii, według Counterpoint Research. Apple rozpoczął montaż iPhone'ów w Indiach w 2017 r., a obecnie około 25% jego telefonów powstaje tam, jak raportował TechCrunch, z udziałem Foxconn i Tata Group. Indie zatwierdziły również joint venture między chińską marką Vivo a Dixon Technologies i zniosły cła importowe na niektóre komponenty telefonów i elektroniki.

„Sektor półprzewodników wchodzi teraz w fazę wzrostu, a Malezja będzie na tym korzystała” – powiedział Amir Hamzah Azizan, wicepremier ds. finansów Malezji, w rozmowie z CNBC podczas wiosennych spotkań MFW w Waszyngtonie.

Malezja idzie inną drogą w tym samym łańcuchu dostaw. Posiada 13% globalnego rynku usług pakowania, montażu i testowania chipów, według raportu z lutego autorstwa Malezyjskiej Agencji Inwestycji i Rozwoju, przytoczonego przez CNBC. Kraj stara się odejść od produkcji etapu końcowego i wejść wyżej w łańcuch wartości. Amir Hamzah stwierdził, że Malezja nie wejdzie „bezpośrednio w sam szczyt zaawansowanej konkurencji” i opisał szansę jako efekt skali.

Moc produkcyjna rośnie również na poziomie materiałów i sprzętu. Texas Instruments ogłosił 24 października 2024 r., że rozpoczął produkcję półprzewodników mocy z azotku galu w swojej fabryce w Aizu w Japonii. Połączone z istniejącą produkcją GaN w Dallas w Teksasie, firma stwierdziła, że w miarę uruchamiania Aizu wytworzy wewnętrznie czterokrotnie więcej półprzewodników mocy opartych na GaN.

Mohammad Yunus, starszy wiceprezes TI ds. technologii i produkcji, powiedział, że firma zakwalifikowała technologię GaN 200 mm do masowej produkcji i dąży do zwiększenia wewnętrznej produkcji do ponad 95% do 2 030 r. Firma poinformowała również, że wcześniej w 2024 r. przetestowała procesy produkcji GaN na waflach 300 mm, a rozszerzone procesy są w pełni przenaszalne na ten rozmiar.

Butelka, której nikt nie zastąpił

Nie rozwiązuje to znacznie starszej zależności. Spruce Pine w Karolinie Północnej to dom jedynych kopalni produkujących krzemień ultraczysty w skali komercyjnej, według Tom's Hardware. Działają tam dwie firmy: Sibelco North America i The Quartz Corp. Gdy huragan Helene uderzył pod koniec września 2024 r., przyniósł ponad dwa stopy deszczu, odciął drogi i zostawił mieszkańców bez prądu. Sibelco potwierdziło wstrzymanie działalności; The Quartz Corp powiedziała The Verge, że jest za wcześnie, by stwierdzić, czy jej zakład produkcji krzemienia wysokoczystego został dotknięty, relacjonował Tom's Hardware.

Krzemień służy do produkcji tygla, który trzyma stopiony krzem w procesie Czochralskiego, w którym polikrzem jest topiony powyżej 1 400 stopni Celsjusza, a z ziarnka kryształu wyciąga się słup monokryształu. Zanieczyszczenia z tygla migrują do stopu, więc krzemień musi być jak najbardziej czysty. Brian Potter, pisząc w Construction Physics w listopadzie 2024 r., zauważył, że szacuje się, iż Spruce Pine produkuje 180 000 do 200 000 ton krzemienia wysokoczystego rocznie, a jego koszt wynosi ok. 10 000 dol. za tonę. Tygle mają krótką żywotność, około 400 godzin pracy, a jeden artykuł szacował, że 30% kosztu produkcji słupów krzemu monokryształowego pochodzi od tygli.

Wniosek Pottera jest bardziej stonowany niż wiralowa wersja tej historii. Przerwaniu dostaw ze Spruce Pine prawdopodobnie nie zatrzymałoby całkowicie podaży półprzewodników, napisał, ale oznaczałoby spadek wydajności i wzrost kosztów. Alternatywy istnieją, ale nie są jeszcze rozwinięte, nie są równie dobre albo nie są tańsze. Przemysł jest świadomy wąskiego gardła, a nowe źródła krzemienia i materiały na tygle są badane.

Historycznym kontrpunktem jest Projekt SWIFT IBM. IEEE Spectrum raportowało w grudniu 2024 r., że Bill Harding, menedżer grupy badań produkcyjnych IBM w East Fishkill w Nowym Jorku, rozpoczął w 1970 r. budowę w pełni zautomatyzowanej linii produkcji wafli, która mogłaby produkować układy scalone w mniej niż jeden dzień. SWIFT potrzebował średnio 5 godzin na ukończenie każdej warstwy procesu. Najszybsze współczesne fabryki potrzebują 19 godzin na warstwę przetwarzania, a średnia branżowa to 36 godzin, według IEEE Spectrum. Te liczby nie uwzględniają dzisiejszych liczniejszych warstw i większych waflach, ale luka jest realna.

Ogłoszenia o mocy produkcyjnej łatwo policzyć. Trudniejsze są liczby, które decydują, czy nowe fabryki działają w kosztach: godziny na warstwę, wydajność na wafla i to, czy tygel z krzemienia na dnie procesu dotrze na czas.