De Verenigde Staten storten geld in tranches, maar zelfs hoge uitgaven hebben grenzen

In september verzamelde chipgigant Intel ambtenaren op een stuk land in de buurt van Columbus, Ohio, waar het was Het beloofde ten minste $ 20 miljard te investeren in twee nieuwe fabrieken voor de productie van halfgeleiders.

Een maand later vierde Micron Technology de bouw van een nieuwe productielocatie in de buurt van Syracuse, New York, waar het chipbedrijf is gevestigd Verwacht wordt dat het $ 20 miljard zal uitgeven Tegen het einde van het decennium en misschien vijf keer zoveel aan het einde.

En in december organiseerde de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company een feest in Phoenix, waar het van plan is Het verdrievoudigde zijn investering tot $ 40 miljard en het bouwen van een tweede nieuwe fabriek om geavanceerde chips te produceren.

De toezeggingen maken deel uit van een enorme opvoering van de plannen van de Amerikaanse chipindustrie in de afgelopen 18 maanden, waarvan de reikwijdte wordt vergeleken met Investeringen uit de Koude Oorlog in de ruimtewedloop. De hausse heeft gevolgen voor mondiaal technologisch leiderschap en geopolitiek, met de Verenigde Staten met als doel China te voorkomen Van een geavanceerde krachtpatser in chips, de Siliconen strips Dat leidde tot de creatie van innovatieve computerapparatuur zoals smartphones en virtual reality-brillen.

Tegenwoordig zijn chips een essentieel onderdeel van het moderne leven, zelfs na de innovaties van de technologische industrie, van militaire uitrusting en auto’s tot keukenapparatuur en speelgoed.

Volgens de Semiconductor Industry Association, een handelsgroep, hebben meer dan 35 bedrijven in het hele land sinds het voorjaar van 2020 bijna 200 miljard dollar toegezegd aan chipgerelateerde productieprojecten. Het geld zal in 16 staten, waaronder Texas, Arizona en New York, worden besteed aan 23 nieuwe chipfabrieken, negen fabrieksuitbreidingen en investeringen van bedrijven die apparatuur en materialen aan de industrie leveren.

Betaling is een aspect Initiatief voor industrieel beleid Door de regering-Biden, die ten minste $ 76 miljard aan subsidies, belastingkredieten en andere subsidies verstrekt om de binnenlandse productie van chips te stimuleren. Naast het verstrekken van ingrijpende financiering voor infrastructuur en schone energie, markeert de inspanning de grootste Amerikaanse investering in productie sinds de Tweede Wereldoorlog, toen de federale overheid uitgaven deed voor nieuwe schepen, pijpleidingen en fabrieken om aluminium en rubber te produceren.

“Ik heb nog nooit zo’n tsunami gezien”, zegt Daniel Armbrost, voormalig CEO van Sematech, een chipconsortium dat in 1987 werd opgericht met het ministerie van Defensie en werd gefinancierd door aangesloten bedrijven.

President Biden heeft een prominent deel van zijn economische agenda ingezet om de chipproductie in de Verenigde Staten te stimuleren, maar zijn redenen gaan verder dan economische voordelen. Veel geavanceerde chips in de wereld van vandaag Gemaakt in Taiwan, het eiland waarop China zijn territoriale rechten opeist. Dit heeft geleid tot de vrees dat de toeleveringsketens van halfgeleiders zouden kunnen worden verstoord in geval van een conflict – en dat de Verenigde Staten een technologisch nadeel zouden hebben.

Leidinggevenden in de industrie zeiden dat de nieuwe productie-inspanningen in de VS sommige van deze onevenwichtigheden kunnen corrigeren, maar slechts tot op zekere hoogte.

Het bouwen van nieuwe chipfabrieken zal jaren in beslag nemen en is mogelijk niet in staat om de meest geavanceerde productietechnologie in de industrie te bieden wanneer ze in gebruik worden genomen. Ook kunnen bedrijven projecten uitstellen of afzeggen als ze niet voldoende subsidie ​​krijgen van het Witte Huis. Een acuut tekort aan vaardigheden zou de hausse kunnen temperen, aangezien complexe fabrieken veel meer ingenieurs nodig hebben dan het aantal studenten dat afstudeert aan Amerikaanse hogescholen en universiteiten.

zei Chris Miller, universitair hoofddocent internationale geschiedenis aan de Fletcher School of Law and Diplomacy van Tufts University en auteur van A Modern Book on the Chip Industry’s Battles.

Ambtenaren van het Witte Huis hebben betoogd dat investeringen in de chipindustrie het aandeel chips dat in het buitenland moet worden gekocht, sterk zal verminderen, waardoor de economische zekerheid van de Verenigde Staten wordt verbeterd. Tijdens een TSMC-evenement in december benadrukte de heer Biden ook de potentiële impact op technologiebedrijven zoals Apple die voor hun behoeften aan chips op TSMC vertrouwen. Hij zei dat het “een game-changer zou kunnen zijn” omdat meer van deze bedrijven “meer van de toeleveringsketen naar huis brengen”.

Amerikaanse bedrijven waren decennialang toonaangevend in de productie van chips, te beginnen eind jaren vijftig. Maar het aandeel van het land in de wereldwijde productiecapaciteit is geleidelijk afgenomen van ongeveer 37 procent in 1990 tot ongeveer 12 procent, omdat landen in Azië stimulansen hebben ingevoerd om de productie naar die kusten te verplaatsen.

Vandaag is Taiwan goed voor ongeveer 22 procent van de totale chipproductie en meer dan 90 procent van de meest geavanceerde chips, volgens industrieanalisten en de Semiconductor Industry Association.

De nieuwe uitgaven zullen Amerika verbeteren. Een overheidsinvestering van $ 50 miljard zal de bedrijfsuitgaven waarschijnlijk opdrijven, waardoor het aandeel van de VS in de wereldwijde productie tegen 2030 tot maar liefst 14 procent zal stijgen, volgens een studie van de Boston Consulting Group uit 2020 in opdracht van de Semiconductor Industry Association.

“We worden voor het eerst in decennia echt in het spel gezet”, zei vakbondsvoorzitter John Neufer, eraan toevoegend dat de schatting mogelijk conservatief is omdat het Congres $ 76 miljard aan steun goedkeurde in een stuk wetgeving dat bekend staat als de CHIPS-wet. .

Het is echter onwaarschijnlijk dat deze intensivering de Amerikaanse afhankelijkheid van Taiwan voor de meest geavanceerde chips zal wegnemen. Deze chips zijn het krachtigst omdat ze het grootste aantal transistors in elke siliciumchip hebben en worden vaak gezien als een teken van de technologische vooruitgang van het land.

lange info geleid De race om het aantal transistors te verminderen op een chip, die meestal wordt beschreven in nanometers, of miljardsten van een meter, waarbij kleinere getallen de nieuwste productietechnologie aangeven. Vervolgens heeft TSMC de afgelopen jaren vooruitgang geboekt.

Maar op de locatie in Phoenix importeert TSMC mogelijk niet de meest geavanceerde productietechnologieën. Het bedrijf kondigde aanvankelijk aan dat het chips van vijf nanometer zou produceren in de fabriek in Phoenix, voordat het vorige maand zei dat het daar tegen 2024 ook chips van vier nanometer zou maken en een tweede fabriek zou bouwen, die in 2026 wordt geopend, voor chips van drie nanometer. . Ik stopte met het bespreken van verdere vorderingen.

TSMC plant daarentegen eind 2022 in Taiwan Begon drie nanometertechnologie te produceren. Tegen 2025 zullen fabrieken in Taiwan waarschijnlijk beginnen met het leveren van 2nm-chips aan Apple, zegt Handel Jones, CEO van International Business Strategies.

TSMC en Apple weigerden commentaar te geven.

Het is onduidelijk of andere chipbedrijven meer geavanceerde technologie voor high-end chips naar hun nieuwe locaties zullen brengen. Samsung Electronics is van plan om Een investering van 17 miljard dollar in een nieuwe fabriek in Texas, maar maakte de productietechnologie niet bekend. Intel maakt chips van rond de zeven nanometer, hoewel het heeft gezegd dat zijn Amerikaanse fabrieken tegen 2024 chips van drie nanometer zullen produceren en kort daarna meer geavanceerde producten.

De hausse in uitgaven zal ook de Amerikaanse afhankelijkheid van Azië voor andere soorten chips verminderen, maar niet uitwissen. Binnenlandse fabrieken produceren slechts ongeveer 4 procent van ’s werelds geheugenchips – essentieel voor het opslaan van gegevens in computers, smartphones en andere consumentenapparaten – en de geplande investeringen van Micron zouden dat aandeel uiteindelijk kunnen verhogen.

Maar er zijn waarschijnlijk nog steeds hiaten in het assortiment van oudere, eenvoudigere chips, die de afgelopen jaren schaars waren. Amerikaanse autofabrikanten moesten fabrieken sluiten en productie van gedeeltelijk voltooide voertuigen. TSMC is een belangrijke producent van sommige van deze chips, maar richt zijn nieuwe investering op meer winstgevende fabrieken voor high-end chips.

“We hebben nog steeds een afhankelijkheid die op geen enkele manier wordt beïnvloed”, zegt Michael Hurlston, CEO van Synaptics, een chipontwerper in Silicon Valley die sterk afhankelijk is van oudere TSMC-fabrieken in Taiwan.

Volgens de Semiconductor Industry Association zal de hausse in de chipindustrie naar verwachting voor aanzienlijke banencreatie zorgen – tot 40.000 nieuwe banen in fabrieken en de bedrijven die ze leveren. Dit zou neerkomen op ongeveer 277.000 werknemers in de halfgeleiderindustrie in de Verenigde Staten.

Maar het zal niet gemakkelijk zijn om veel geschoolde banen te vervullen. Chipfabrieken hebben dat meestal nodig technici om de fabrieksmachines te bedienen en wetenschappers op gebieden zoals elektrische en chemische technologie. Een tekort aan talent is volgens recente onderzoeken onder CEO’s een van de grootste uitdagingen in de branche.

De CHIPS-wet bevat financiering voor de ontwikkeling van het personeelsbestand. Het ministerie van Handel, dat toezicht houdt op de uitbetaling van subsidiegelden uit CHIPS Act-fondsen, maakte ook duidelijk dat organisaties die geld hopen te ontvangen, plannen moeten ontwikkelen om werknemers op te leiden en op te leiden.

Als reactie op dit probleem is Intel van plan om 100 miljoen dollar te investeren om training en onderzoek aan universiteiten, community colleges en andere technische onderwijzers te stimuleren. Purdue University, die een nieuw halfgeleiderlaboratorium heeft gebouwd, heeft zich tot doel gesteld elk jaar 1.000 ingenieurs af te studeren en heeft chipmaker SkyWater Technology gelokt om een ​​fabriek van $ 1,8 miljard te bouwen in de buurt van de campus in Indiana.

Maar misschien gaat training maar zo ver, aangezien chipbedrijven concurreren met andere industrieën die wanhopig op zoek zijn naar werknemers.

“We zullen een halfgeleidereconomie moeten bouwen die mensen aanspreekt terwijl ze zoveel andere opties hebben”, zei Mitch Daniels, die destijds president van Purdue was, tijdens een evenement in september.

Omdat het jaren kan duren voordat trainingsinspanningen vruchten afwerpen, willen leidinggevenden in de industrie het voor hoogopgeleide buitenlandse werknemers gemakkelijker maken om een ​​visum te krijgen om in de Verenigde Staten te werken of te blijven nadat ze hun diploma hebben behaald. Ambtenaren in Washington weten dat opmerkingen die meer immigratie aanmoedigen, politieke branden kunnen aanwakkeren.

Maar Gina RaimondoTrump, minister van Handel, was bot in een toespraak in november op het Massachusetts Institute of Technology.

Het aantrekken van ’s werelds beste wetenschappelijke geesten, zei ze, is ‘een voordeel dat Amerika verliest’. “Dat laten we niet gebeuren.”