ایالات متحده پول را به تراشه ها می ریزد، اما حتی افزایش هزینه ها نیز محدودیت هایی دارد

در ماه سپتامبر، غول تراشه‌های اینتل، مقامات را در زمینی در نزدیکی کلمبوس، اوهایو جمع کرد، جایی که متعهد شد حداقل 20 میلیارد دلار در دو کارخانه جدید برای ساخت نیمه‌رساناها سرمایه‌گذاری کند.

یک ماه بعد، Micron Technology یک سایت تولیدی جدید در نزدیکی سیراکوز، نیویورک جشن گرفت، جایی که شرکت تراشه انتظار داشت تا پایان دهه ۲۰ میلیارد دلار و در نهایت شاید پنج برابر آن هزینه کند.

و در ماه دسامبر، شرکت تولید نیمه هادی تایوان میزبان شیندیگ در فونیکس بود، جایی که قصد دارد سرمایه گذاری خود را سه برابر کند و به 40 میلیارد دلار برساند و دومین کارخانه جدید برای ایجاد تراشه های پیشرفته بسازد.

این تعهدات بخشی از افزایش عظیم برنامه های ساخت تراشه ایالات متحده در 18 ماه گذشته است که مقیاس آن به سرمایه گذاری های دوران جنگ سرد در مسابقه فضایی تشبیه شده است. این رونق پیامدهایی برای رهبری فناوری و ژئوپلیتیک جهانی دارد، با هدف ایالات متحده جلوگیری از تبدیل شدن چین به یک قدرت پیشرفته در تراشه ها، تکه هایی از سیلیکون که منجر به ایجاد دستگاه های محاسباتی نوآورانه مانند تلفن های هوشمند و عینک های واقعیت مجازی شده است.

امروزه، تراشه‌ها بخش مهمی از زندگی مدرن هستند، حتی فراتر از خلاقیت‌های صنعت فناوری، از تجهیزات نظامی و ماشین‌ها گرفته تا لوازم آشپزخانه و اسباب‌بازی‌ها.

به گفته انجمن صنعت نیمه هادی، یک گروه تجاری، بیش از 35 شرکت در سراسر کشور، از بهار 2020، نزدیک به 200 میلیارد دلار برای پروژه های تولیدی مرتبط با تراشه ها متعهد شده اند. این پول قرار است در 16 ایالت از جمله تگزاس، آریزونا و نیویورک برای 23 کارخانه جدید تولید تراشه، توسعه 9 کارخانه و سرمایه گذاری شرکت های تامین کننده تجهیزات و مواد برای صنعت هزینه شود.

این فشار یکی از جنبه‌های ابتکار سیاست صنعتی دولت بایدن است که حداقل 76 میلیارد دلار کمک بلاعوض، اعتبارات مالیاتی و سایر یارانه‌ها را برای تشویق تولید تراشه‌های داخلی در نظر گرفته است. این تلاش‌ها در کنار تأمین بودجه گسترده برای زیرساخت‌ها و انرژی پاک، بزرگترین سرمایه‌گذاری ایالات متحده در تولید را از زمان جنگ جهانی دوم به بعد تشکیل می‌دهند، زمانی که دولت فدرال هزینه‌هایی را برای کشتی‌ها، خطوط لوله و کارخانه‌های جدید برای ساخت آلومینیوم و لاستیک انجام داد.

دانیل آرمبروست، مدیر اجرایی سابق Sematech، یک کنسرسیوم منقرض شده تراشه که در سال 1987 با وزارت دفاع و سرمایه‌گذاری شرکت‌های عضو تشکیل شد، گفت: «من هرگز سونامی این چنینی ندیده‌ام.

پرزیدنت بایدن بخش مهمی از برنامه اقتصادی خود را در مورد تحریک تولید تراشه در ایالات متحده در نظر گرفته است، اما دلایل او فراتر از منافع اقتصادی است. بسیاری از تراشه های مدرن امروزی در تایوان ساخته می شوند، جزیره ای که چین مدعی حقوق ارضی آن است. این نگرانی ایجاد کرده است که زنجیره تامین نیمه هادی ممکن است در صورت بروز یک درگیری مختل شود – و اینکه ایالات متحده در یک نقطه ضعف تکنولوژیکی قرار خواهد گرفت.

به گفته مدیران صنعت، تلاش‌های جدید تولید ایالات متحده ممکن است برخی از این عدم تعادل‌ها را اصلاح کند – اما فقط تا یک نقطه.

ساخت کارخانه‌های تراشه‌های جدید سال‌ها طول می‌کشد و ممکن است نتوانند پیشرفته‌ترین فن‌آوری‌های تولیدی صنعت را هنگام شروع فعالیت ارائه دهند. شرکت‌ها همچنین می‌توانند پروژه‌ها را به تعویق بیاندازند یا در صورت عدم دریافت یارانه کافی از سوی کاخ سفید. و کمبود شدید مهارت‌ها ممکن است رونق را کاهش دهد، زیرا کارخانه‌های پیچیده به مهندسان بسیار بیشتری از تعداد دانشجویانی که از کالج‌ها و دانشگاه‌های ایالات متحده فارغ‌التحصیل می‌شوند، نیاز دارند.

کریس میلر، دانشیار تاریخ بین‌الملل در دانشکده حقوق و دیپلماسی فلچر در دانشگاه تافتس، و نویسنده یک مقاله می‌گوید: سرمایه‌ای که برای تولید تراشه در ایالات متحده وجود دارد، «در دستیابی به خودکفایی تلاش نمی‌کند یا موفق نمی‌شود». کتاب اخیر در مورد نبردهای صنعت تراشه.

مقامات کاخ سفید استدلال کرده اند که سرمایه گذاری در ساخت تراشه به شدت نسبت تراشه های مورد نیاز برای خرید از خارج را کاهش می دهد و امنیت اقتصادی ایالات متحده را بهبود می بخشد. در رویداد TSMC در ماه دسامبر، آقای بایدن همچنین بر تأثیر بالقوه بر شرکت‌های فناوری مانند اپل که برای نیازهای ساخت تراشه خود به TSMC متکی هستند، تأکید کرد. او گفت که “این می تواند یک تغییر بازی باشد” زیرا تعداد بیشتری از این شرکت ها “بخش بیشتری از زنجیره تامین خود را به خانه می آورند.”

شرکت های آمریکایی تولید تراشه را برای چندین دهه از اواخر دهه 1950 رهبری کردند. اما سهم این کشور از ظرفیت تولید جهانی به تدریج از حدود 37 درصد در سال 1990 به حدود 12 درصد کاهش یافت، زیرا کشورهای آسیایی مشوق هایی را برای انتقال تولید به این سواحل فراهم کردند.

به گفته تحلیلگران صنعت و انجمن صنایع نیمه هادی، امروزه تایوان حدود 22 درصد از کل تولید تراشه و بیش از 90 درصد از پیشرفته ترین تراشه های ساخته شده را به خود اختصاص داده است.

هزینه های جدید قرار است موقعیت آمریکا را بهبود بخشد. بر اساس مطالعه گروه مشاوره بوستون در سال 2020 که توسط انجمن صنایع نیمه هادی انجام شد، احتمالاً سرمایه گذاری 50 میلیارد دلاری دولت منجر به هزینه های شرکتی می شود که سهم ایالات متحده از تولید جهانی را تا سال 2030 به 14 درصد می رساند.

جان نوفر، رئیس انجمن، گفت: «این واقعاً ما را برای اولین بار در دهه‌ها وارد بازی می‌کند. .

با این حال، بعید است که افزایش وابستگی ایالات متحده به تایوان برای پیشرفته ترین تراشه ها را از بین ببرد. چنین تراشه‌هایی قوی‌ترین هستند زیرا بیشترین تعداد ترانزیستور را روی هر تکه سیلیکون قرار می‌دهند و اغلب نشانه‌ای از پیشرفت فناوری یک کشور هستند.

اینتل مدت‌ها در رقابت برای کاهش تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه، که معمولاً در نانومتر یا میلیاردیم متر توصیف می‌شود، با اعداد کوچک‌تر که نشان‌دهنده پیشرفته‌ترین فناوری تولید است، پیشتاز بود. سپس TSMC در سال های اخیر رشد کرد.

اما در سایت فونیکس، TSMC ممکن است پیشرفته ترین فناوری تولید خود را وارد نکند. این شرکت ابتدا اعلام کرد که تراشه‌های پنج نانومتری را در کارخانه فونیکس تولید خواهد کرد، اما ماه گذشته اعلام کرد که تا سال 2024 تراشه‌های چهار نانومتری را نیز در آنجا تولید خواهد کرد و کارخانه دومی را که در سال 2026 افتتاح می‌شود، برای تراشه‌های سه نانومتری خواهد ساخت. . از بحث درباره پیشرفت های بیشتر متوقف شد.

در مقابل، کارخانه های TSMC در تایوان در پایان سال 2022 شروع به تولید فناوری سه نانومتری کردند. هندل جونز، مدیر اجرایی در International Business Strategies گفت: تا سال 2025، کارخانه‌های تایوان احتمالاً عرضه تراشه‌های دو نانومتری اپل را آغاز خواهند کرد.

TSMC و اپل از اظهار نظر خودداری کردند.

اینکه آیا سایر شرکت های تولید تراشه فناوری پیشرفته تری را برای تراشه های پیشرفته به سایت های جدید خود بیاورند یا خیر، مشخص نیست. سامسونگ الکترونیکس قصد دارد 17 میلیارد دلار در یک کارخانه جدید در تگزاس سرمایه گذاری کند اما فناوری تولید خود را فاش نکرده است. اینتل در حال تولید تراشه‌هایی با ابعاد تقریباً هفت نانومتری است، اگرچه گفته است که کارخانه‌های آمریکایی آن تا سال 2024 تراشه‌های سه نانومتری و حتی محصولات پیشرفته‌تری را به زودی پس از آن تولید خواهند کرد.

رونق هزینه ها همچنین قرار است اتکای ایالات متحده به آسیا برای انواع دیگر تراشه ها را کاهش دهد، اما نه از بین ببرد. کارخانه‌های داخلی تنها حدود 4 درصد از تراشه‌های حافظه جهان را تولید می‌کنند – که برای ذخیره داده‌ها در رایانه‌ها، تلفن‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های مصرف‌کننده مورد نیاز است – و سرمایه‌گذاری‌های برنامه‌ریزی شده Micron در نهایت می‌تواند این درصد را افزایش دهد.

اما همچنان احتمالاً شکاف‌هایی در انواع مختلف تراشه‌های قدیمی‌تر و ساده‌تر وجود دارد که در دو سال گذشته به قدری کمبود داشتند که خودروسازان آمریکایی مجبور شدند کارخانه‌ها را تعطیل کنند و خودروهای نیمه تمام تولید کنند. TSMC تولیدکننده عمده برخی از این تراشه ها است، اما سرمایه گذاری های جدید خود را بر روی کارخانه های سودآورتر برای تراشه های پیشرفته متمرکز کرده است.

مایکل هرلستون، مدیر اجرایی Synaptics، طراح تراشه Silicon Valley که به شدت به کارخانه‌های قدیمی‌تر TSMC در تایوان متکی است، گفت: «ما هنوز وابستگی‌ای داریم که به هیچ وجه تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد.

به گفته انجمن صنایع نیمه هادی، انتظار می رود رونق تولید تراشه باعث ایجاد 40000 شغل جدید در کارخانه ها و شرکت هایی شود که آنها را تامین می کنند. این به حدود 277000 کارمند صنعت نیمه هادی ایالات متحده اضافه می کند.

اما پر کردن موقعیت های بسیار ماهر کار آسانی نخواهد بود. کارخانه های تولید تراشه معمولاً به تکنسین هایی برای راه اندازی ماشین آلات کارخانه و دانشمندان در زمینه هایی مانند مهندسی برق و شیمی نیاز دارند. بر اساس نظرسنجی‌های اخیر مدیران، کمبود استعداد یکی از سخت‌ترین چالش‌های صنعت است.

قانون چیپس شامل بودجه برای توسعه نیروی کار است. وزارت بازرگانی، که بر تخصیص پول کمک مالی از وجوه قانون چیپس نظارت می کند، همچنین به صراحت اعلام کرده است که سازمان هایی که امیدوارند بودجه دریافت کنند باید برنامه هایی برای آموزش و آموزش کارگران ارائه دهند.

اینتل در پاسخ به این موضوع، قصد دارد 100 میلیون دلار برای تشویق به آموزش و تحقیق در دانشگاه‌ها، کالج‌های اجتماعی و سایر مربیان فنی سرمایه‌گذاری کند. دانشگاه پردو که یک آزمایشگاه نیمه هادی جدید ساخته است، هدف خود را فارغ التحصیل 1000 مهندس در هر سال تعیین کرده است و شرکت سازنده تراشه SkyWater Technology را برای ساخت یک کارخانه تولید 1.8 میلیارد دلاری در نزدیکی پردیس خود در ایندیانا جذب کرده است.

با این حال، آموزش ممکن است تا آنجا پیش برود، زیرا شرکت های تولید تراشه با سایر صنایعی که به شدت به کارگران نیاز دارند رقابت می کنند.

میچ دانیلز، که در آن زمان رئیس پوردو بود، در رویدادی در سپتامبر گفت: «ما باید یک اقتصاد نیمه‌رسانا بسازیم که مردم را در زمانی که انتخاب‌های زیادی دارند جذب کند.

از آنجایی که تلاش‌های آموزشی ممکن است سال‌ها طول بکشد تا به ثمر بنشیند، مدیران صنعت می‌خواهند کار را برای کارگران خارجی با تحصیلات عالی آسان‌تر کنند تا ویزا برای کار در ایالات متحده یا اقامت پس از دریافت مدرک خود را دریافت کنند. مقامات واشنگتن می دانند که اظهارنظرهایی که مهاجرت بیشتر را تشویق می کند می تواند آتش سیاسی را تحریک کند.

اما جینا ریموندو، وزیر بازرگانی، در سخنرانی ماه نوامبر در موسسه فناوری ماساچوست صریح بود.

او گفت که جذب بهترین ذهن های علمی جهان “مزیتی است که آمریکا باید از دست بدهد.” و ما نمی‌گذاریم این اتفاق بیفتد.»