Kongressen ger miljarder till den amerikanska halvledarindustrin. Kommer det att lindra chipsbrist?

USA:s CHIPS and Science Act, som president Joe Biden förväntas skriva under, tilldelar 280 miljarder dollar för en fullspäckad lista med projekt och prioriteringar, inklusive 52 miljarder dollar i subventioner för inhemsk produktion av halvledare.

Det är avsett att "gripa framtiden för kommande decennier", presidenten sade, och "föra halvledarförsörjningskedjan från Kina till Michigan", enligt den delstatens guvernör, Gretchen Whitmer.

ANNONS

Men kommer det att lösa chipbristen som nu plågar bilindustrin och andra, och kommer parlamentets talman Nancy Pelosi fortfarande att behöva besöka Taiwans stora chiptillverkare i framtiden att be om hjälp?

Som du kan föreställa dig är svaret komplicerat, så låt mig dela upp det i några lättsmälta bitar

CHIPs lagförslag syftar till att återta det inhemska tillverkningsledarskapet som förlorats till Asien

USA:s andel av den globala halvledartillverkningskapaciteten har minskat från 37 % 1990 till 12 % idag. Dessutom har federala investeringar i chip FoU varit oförändrade som en procentuell andel av BNP, medan andra länder har investerat tungt eftersom de såg branschens strategiska karaktär. Jag hävdar att amerikaner tappade intresset för att tillverka chips (med det anmärkningsvärda undantaget IntelINTC
, Micron, Texas InstrumentsTXN
och några till) eftersom det var mycket mer lönsamt att designa dem och låta någon annan göra det riktigt hårt arbete att göra dem.

ANNONS

Många trodde inte att tillverkningssidan någonsin kunde vara så lukrativ, och under lång tid var den inte det. Men TSMC kunde samla volymer från olika kunder från hela världen, och det var aggressivt att investera i ny avancerad teknologi. Företag som AppleAAPL
, QualcommQCOM
och Taiwan-baserade MediaTek skickade TSMC mycket volym eftersom de behövde de tätaste chipsen, och nästa sak du vet är TSMC världsledande. Egentligen tog det företaget 35 år av stadiga investeringar. Ett tag var dess investeringar några miljarder dollar per år; på sistone har det varit 30–40+ miljarder dollar per år, 44 miljarder dollar 2022. Det gör att 52 miljarder dollar inte verkar vara mycket pengar, snarare som en handpenning.

Samtidigt har Intel drabbats av några bakslag. Det brukade vara två generationer före TSMC, nu ligger det efter och försöker komma ikapp. Historiskt sett har Intel bara kört "fabs" - stenografi för de fabriker där chips tillverkas, för egen konsumtion, men det fortsatte med att etablera Intel Foundry Services för att börja producera chips åt andra företag. Intel Foundry Services vann nyligen MediaTek som kund, och även om det inte har rapporterats särskilt brett, är det enligt min uppfattning en stor sak. MediaTek är ett fantastiskt företag, och det ligger bara några kvarter ner på samma gata från TSMC:s huvudkontor i Hsinchu Science Park i Taiwan.

Att tillverka ledarskap i Asien betyder massor av saker

När vi pratar om chipförsörjningskedjan leder olika länder i regionen när det gäller olika produkter. Koreanska företag Samsung och SK Hynix är ledande inom tillverkning av minneschips, även om det amerikanska företaget Micron är ett av de tre stora, och Kioxia från Japan är ledande inom flashminneschips. Taiwan, och TSMC specifikt, är världsledande inom de mest avancerade tillverkningsprocesserna för att tillverka logiska kretsar, mikroprocessorerna som går in i persondatorer och datacenterservrar och de mest avancerade telefonchipsen. Men det tillverkar också många andra enheter inom avancerad teknik, och andra taiwanesiska företag som United Microelectronics är också stora aktörer.

ANNONS

Folkrepubliken Kina (PRC) har en växande närvaro inom minneskretsar och har många företag som producerar avancerad teknik. Shanghai-baserade Semiconductor Manufacturing International Corp. är ledande inom logik, Yangtze Memory Technologies inom minneschips. Singapore har också länge varit en betydande aktör och ser en ökning av investeringar i nya fabs. Japan är också ledande när det gäller att tillhandahålla många av de material som behövs för att tillverka chips.

Så det handlar mindre om att förlora ledarskap till Kina, och mer om en industri som har vuxit enormt med många olika specialister. Utmaningen som USA står inför är att amerikanska företag har misslyckats med att göra de enorma investeringarna i inhemsk produktion för att hänga med i Asien, både i chipfabrikerna och en hel del av råvarorna för att mata dessa fabriker. USA är fortfarande överlägset ledande inom designverktyg och många av de tillverkningsverktyg som går in i dessa fabs.

Förpackningschips är avgörande för leverantörskedjans motståndskraft, men det är mindre glamoröst

En av de saker som jag ständigt påminner folk om är att tillverkning av chips är en sak, de måste fortfarande förpackas för användning vid tillverkning av elektroniska enheter. Chipförpackningar flyttade till Asien för ett halvt sekel sedan eftersom det var en mycket arbetskrävande process. Arbetare skulle skära skivorna i individuella formar och sedan titta igenom stereomikroskop och binda små guldtrådar till kuddar.

ANNONS

De dagarna är för länge sedan, men det är fortfarande relativt arbetsintensivt. De flesta chips tillverkade i Taiwan, Japan, Korea, USA och Europa skickas till Sydostasien eller Kina för vad som kallas outsourcad montering och test (OSAT). Och inte ens $280 i CHIPS och Science Bill kommer inte att lösa det problemet. Lagförslaget tilldelar 2.5 miljarder dollar för förpackningar, men vi ser inte många guvernörer som springer runt och försöker få chipförpackningsanläggningar i deras stater. Men det borde de!

Kommer alla dessa pengar att återställa USA:s ledarskap?

En stor del av de 280 miljarderna dollar kommer att gå till FoU, och det kommer att hjälpa mycket. Men européerna, japanerna, koreanerna och naturligtvis kineserna satsar hårt också. Vad USA behöver är uthållighet och viljan att investera på längre sikt. Kina öronmärkte 150 miljarder dollar tillbaka 2014, Europeiska unionen skrev på för 43 miljarder euro tidigare i år, Japan med 1.4 biljoner yen. Det här är ett långt spel och det kommer att spelas under decennier.

ANNONS

Men hur är det med chipbristen?

Brist på spån orsakades av förändrade efterfrågemönster till följd av pandemin. Det var en explosion i efterfrågan på utrustning för att arbeta hemifrån som bärbara datorer, apparater och andra varor, och tillverkarna hade svårt att flytta produktionen. jag förklarade detta ett tag sedan, men det är viktigt att förstå att flera frågor har hamnat i hop här: förlust av ledarskap på avancerad nivå, men en otillräcklig kapacitet för att möta ökningen av efterfrågan på avancerad teknik (dvs, de äldre sakerna som inte längre är ledande). Kapaciteten för banbrytande teknologier var knapp innan pandemin eftersom det inte är särskilt lönsamt att tillverka sådana marker och du vill köra din fabrik ganska fulladdad så att du kan tjäna lite pengar. Om du bygger en ny fabrik med en del av dessa subventionspengar, när den kommer i drift om två plus år kommer det säkerligen att hjälpa till med bristen. Men då oroar sig många redan för överflöd, eftersom tillverkare redan har lagt till kapacitet som en galning.

Förlusten av ledarskap i high-end är en helt annan typ av problem. Brådskan har mycket att göra med global geopolitik. Kärnan i frågan är att det finns olika åsikter om huruvida Taiwan inte är en del av Kina. USA:s officiella ståndpunkt är "Ett Kina"-policyn som säger att Folkrepubliken Kina (PRC) är den "enda lagliga regeringen i Kina", men den erkänner bara den kinesiska ståndpunkten att Taiwan är en del av Kina. När Kina gör allt mer hotfulla ljud om Taiwan och när talman Pelosi rör om i grytan, har många i regeringen och på andra håll insett att om något dåligt händer med Taiwan kommer västvärlden att drabbas av skada på grund av sitt beroende av Taiwan. baserade tillverkare för chips. Och chips finns i allt.

Blir bristen bättre?

Chipsbristen kommer att bli bättre, men det blir svårt att hänföra lösningen till CHIPS and Science Act. Om något, när finansieringen översätts till nya produktionsanläggningar som tar ut chips, kommer vi sannolikt att vara förbi våra brister och tillverkare kan stirra på överdriven (och mycket dyr) kapacitet. Det är den tiden som USA borde oroa sig, för det kommer att vara den tid som ledare behöver för att samla mod och politisk vilja, och inte tappa målet att skapa en starkare inhemsk industri ur sikte.

ANNONS