Por Prabir Purkayastha
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À medida que a tensão entre os EUA e a China aumenta como consequência da visita provocativa de Nancy Pelosi a Taiwan, a guerra tecnológica entre os dois também está tomando um novo rumo. Ambas as casas do Congresso dos EUA aprovaram um plano de US$ 280 bilhões – The Chips and Science Act – para impulsionar a fabricação de chips nos EUA. Atualmente, 75 por cento da fabricação de chips no mundo ocorre no leste da Ásia, centrado em Taiwan, Coréia do Sul e China. Os EUA pretendem re-escolar a indústria de semicondutores de volta aos EUA. Ela também espera reviver as fortunas de seus fabricantes de chips como a Intel, uma vez o rei da fabricação de chips, atualmente lutando para não se tornar outro como a IBM.
Embora o plano ofereça várias vantagens para a indústria de semicondutores nos EUA, denominada por alguns como “apostilas corporativas”, ele também vem com alguma vantagem substancial. Qualquer empresa que aproveite seus subsídios de US$ 52,7 bilhões para localizar a fabricação de chips de computador nos EUA está proibida de expandir ou atualizar suas instalações avançadas de fabricação de chips na China. Como resultado, empresas como Samsung e SK Hynix, dois grandes fabricantes de chips que fizeram investimentos substanciais na China, agora terão que escolher entre desistir desses investimentos ou não aproveitar os subsídios dos EUA.
Enquanto isso, a China também não está parada, esperando que os EUA aumentem suas sanções sobre suas ambições de alta tecnologia nessa área. Reconhecendo que a indústria de semicondutores, particularmente a fabricação de chips avançados, é uma área-chave de luta, ela fez um grande avanço na fabricação. A SMIC, fabricante de chips com sede em Xangai, lançou seus chips de 7 nm, que estão no mercado há 12 meses. Atualmente, apenas a TSMC de Taiwan e a Samsung da Coreia do Sul conseguiram fabricar chips de 7 nm. Dylan Patel, um analista de tecnologia líder, escreveu: “A SMIC da China está enviando um processo de fundição com chips comercialmente disponíveis no mercado aberto que são mais avançados do que qualquer empresa americana ou europeia…Os chips produzidos em fundição americanos ou europeus mais avançados são baseados em GlobalFoundries 12nm.” A SMIC é a quinta maior fabricante de chips do mundo.
O surpreendente progresso no poder computacional dos chips eletrônicos vem de nossa capacidade de empacotar cada vez mais componentes em um chip de silício. Isso é conhecido como Lei de Moore e tem continuado nas últimas cinco décadas. Uma medida do aumento da densidade de componentes em chips é o tamanho dos transistores sendo criados dentro do chip de silício. Portanto, 14nm, 7nm e 5nm são uma indicação do tamanho dos componentes do chip e uma medida de seu poder de computação.
A litografia é um processo crítico na fabricação de chips e é usada para criar padrões em pastilhas de silício usando luz ultravioleta (UV). Quanto mais fina a linha que a máquina litográfica cria no wafer de silício, mais dispositivos podem ser empacotados em um chip. Cada uma das medidas, 14nm, 7nm, 5nm, etc., é uma medida da densidade de dispositivos no chip. Quanto mais dispositivos colocarmos em um chip, maior será o poder de computação e o consumo de energia.
Escrevi anteriormente nestas colunas sobre a fabricação de chips e a importância das ferramentas, especificamente as máquinas de Litografia Ultravioleta Extrema (EUV) da ASML, o requisito para ir além dos chips de 14 nm. Não é que as máquinas mais antigas de Litografia Ultravioleta Profunda (DUV) não possam criar densidades mais altas. Mas a produtividade das máquinas DUV para produzir chips de 10 nm ou 7 nm é menor do que com a tecnologia EUV. E ir para 5nm ou 3nm não é possível sem litografia EUV.
A ASML da Holanda é a única fabricante de máquinas EUV no mundo. Como a fonte de luz da máquina EUV da ASML que cria os padrões de chip é feita por uma empresa americana, tecnicamente, ela está sob os regulamentos dos EUA. Embora a ASML estivesse bastante insatisfeita por perder uma parte de seu mercado na China, ela aceitou que não fornecerá máquinas EUV para a China. Por enquanto, ainda pode continuar fornecendo máquinas DUV para a China, mas isso também pode mudar no futuro.
Os EUA acreditavam que, sem máquinas litográficas EUV, os fabricantes chineses não seriam capazes de produzir chips abaixo de 14nm. O chip SMIC 7nm, portanto, abriu um grande buraco nessa suposição.
Embora as ferramentas litográficas DUV possam criar um alto grau de empacotamento de dispositivos em um chip, são necessárias muito mais execuções e um conjunto mais complexo de operações para alcançar esses resultados. É assim que as máquinas litográficas para criar chips de 28 nm podem produzir chips de 14 nm. Este é o mesmo processo que a Intel e outros vêm tentando há algum tempo: usar a tecnologia DUV para criar chips de 10nm ou 7nm. A SMIC é a primeira a usar com sucesso máquinas DUV para criar chips de 7 nm.
Ainda não coloca a SMIC no mesmo patamar que a TSMC de Taiwan ou a Samsung da Coreia do Sul, que já usam a tecnologia EUV. Mas ainda coloca a SMIC à frente do resto do pacote. Também permite que a China concorra com produtos no mercado usando chips de 7 nm, já que centenas de suas principais empresas estão sob sanções dos EUA, incluindo Huawei e SMIC. A interpretação dos EUA de seus poderes é que, se qualquer empresa usar tecnologia dos EUA, sob a Regra de Produtos Diretos Estrangeiros dos EUA, ela deve obedecer ao regime de sanções dos EUA. É por isso que as máquinas da ASML estão sob o regime de sanções dos EUA; como também qualquer produto fabricado com tais máquinas. Portanto, a TSMC ou a Samsung, que usam máquinas EUV da ASML, também não podem exportar nenhum de seus chips avançados para entidades na China sob o regime de sanções dos EUA.
Houve críticas de que o chip de 7nm da SMIC é apenas uma cópia do chip TSMC e, portanto, não apresenta nenhum avanço importante. Embora seja de fato um chip simples destinado à mineração de criptomoedas, de acordo com a TechInsights , sua importância é que é um trampolim para “alcançar um “verdadeiro processo de 7 nm”.
Por outro lado, a China não pode ir para a tecnologia de 5 ou 3 nm sem máquinas litográficas EUV. Atualmente, é capaz de importar máquinas DUV de ASML. Além da ASML, duas empresas japonesas, Canon e Nikon, também fabricam máquinas DUV. Então, onde está a China na fabricação de máquinas litográficas?
A China construiu capacidade nativa na fabricação de máquinas de fabricação de chips por algum tempo, com a Shanghai Micro Electronics Equipment – ou SMEE – como seu fabricante líder. A SMEE anunciou que lançaria sua primeira máquina DUV de 28nm em 2022, que pode ser usada para fabricação de chips de 14nm. Como o SMIC mostrou, ele também pode ser usado para fabricar chips de 7 nm. Ainda não há anúncio da máquina DUV da SMEE de uma data de fornecimento, o que seria crucial para a capacidade da China de estabelecer a fabricação de chips em larga escala de forma nativa.
A indústria mundial de semicondutores está claramente em uma encruzilhada com o risco de a cadeia de suprimentos global se dividir em dois blocos concorrentes, um liderado pelos EUA e outro pela China. A indústria de semicondutores dos EUA argumentou que, se tal divisão acontecer, os EUA, que hoje têm uma liderança dominante em várias áreas de tecnologia, perderão essa liderança em 5 a 10 anos como uma grande parte de seus lucros e, portanto, Os investimentos em P&D são financiados por suas vendas na China. Perder esse mercado significará que a China enfrentará um revés temporário, mas os EUA perderão permanentemente sua liderança. É por isso que o CEO da ASML, Peter Wennink, disse que o regime de restrições à exportação que os EUA estão impondo à indústria não funcionaria.
A maior parte do mercado de chips não é para os chips mais avançados. De acordo com um relatório publicado pelo Boston Consulting Group/Semiconductor Industry Association (BCG/SIA) no final de 2020, os chips com densidade inferior a 10nm são apenas 2% do mercado, embora sejam os mais glamourosos e figuram nos laptops mais recentes e telefones celulares. A maior parte do mercado está em chips para os quais a China já possui a tecnologia ou pode acompanhar seus investimentos em pesquisa e na construção de toda a cadeia de suprimentos, incluindo fabricação de chips e até máquinas DUV. De acordo com o relatório do BCG/SIA, a maneira inteligente de o Ocidente “combater” a China seria restringir as sanções apenas a tecnologia militar e, com os lucros do restante, financiar os gastos em P&D das empresas americanas. Sem esses lucros,
Mas com a “política no comando” nos EUA e uma histeria de guerra bipartidária sendo estimulada, os EUA parecem preferir a abordagem da cenoura e do pau: cenoura para investir na fabricação de chips nos EUA; e o bastão para qualquer empresa que esteja montando produção na China. Se a pandemia de Covid-19 danificou a cadeia de suprimentos de semicondutores, levando a uma escassez de chips em 2021, o choque da cadeia de suprimentos no futuro será do regime de sanções dos EUA. A crença de que os EUA podem restringir a guerra comercial apenas aos setores onde têm vantagem técnica é a outra fraqueza da estratégia dos EUA. Deixa em aberto a possibilidade de respostas assimétricas da China. “Que você viva em tempos interessantes” é supostamente uma maldição tradicional chinesa. O mundo parece estar entrando nessa fase, começando com a guerra de chips EUA-China.
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