Februar 7, 2023

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Die Vereinigten Staaten schütten Geld in Tranchen aus, aber selbst hohe Ausgaben haben Grenzen

Im September versammelte der Chipgigant Intel Beamte auf einem Grundstück in der Nähe von Columbus, Ohio, wo er sich befand Sie versprach, mindestens 20 Milliarden Dollar zu investieren in zwei neuen Halbleiterfertigungsanlagen.

Einen Monat später feierte Micron Technology den Bau einer neuen Produktionsstätte in der Nähe von Syracuse, New York, wo sich das Chipunternehmen befindet Es wird erwartet, dass 20 Milliarden Dollar ausgegeben werden Bis zum Ende des Jahrzehnts und am Ende vielleicht das Fünffache.

Und im Dezember veranstaltete die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company eine Party in Phoenix, wo sie plant Es verdreifachte seine Investition auf 40 Milliarden Dollar und den Bau einer zweiten neuen Fabrik zur Herstellung fortschrittlicher Chips.

Die Zusagen sind Teil eines massiven Hochlaufs der Pläne der US-Chipindustrie in den letzten 18 Monaten, dessen Umfang bereits verglichen wurde Investitionen aus der Zeit des Kalten Krieges in das Weltraumrennen. Der Boom hat Auswirkungen auf die globale Technologieführerschaft und die Geopolitik mit den Vereinigten Staaten Um China zu verhindern Von der Entwicklung zu einem fortschrittlichen Kraftpaket für Chips hat sich die Silikonstreifen Dies führte zur Entwicklung innovativer Computergeräte wie Smartphones und Virtual-Reality-Brillen.

Heute sind Chips auch nach den Innovationen der Technologieindustrie ein wesentlicher Bestandteil des modernen Lebens, von Militärausrüstung und Autos bis hin zu Küchengeräten und Spielzeug.

Laut der Semiconductor Industry Association, einer Handelsgruppe, haben im ganzen Land seit Frühjahr 2020 mehr als 35 Unternehmen fast 200 Milliarden US-Dollar für chipbezogene Fertigungsprojekte bereitgestellt. Das Geld soll in 16 Bundesstaaten, darunter Texas, Arizona und New York, für 23 neue Chipfabriken, neun Fabrikerweiterungen und Investitionen von Unternehmen ausgegeben werden, die Ausrüstung und Materialien für die Industrie liefern.

Die Bezahlung ist ein Aspekt Industriepolitische Initiative Von der Biden-Regierung, die mindestens 76 Milliarden US-Dollar an Zuschüssen, Steuergutschriften und anderen Subventionen bereitstellt, um die inländische Chipproduktion zu fördern. Neben der umfassenden Finanzierung von Infrastruktur und sauberer Energie stellen die Bemühungen die größte amerikanische Investition in die Fertigung seit dem Zweiten Weltkrieg dar, als die Bundesregierung Ausgaben für neue Schiffe, Pipelines und Anlagen zur Herstellung von Aluminium und Gummi freisetzte.

„Ich habe noch nie einen solchen Tsunami gesehen“, sagte Daniel Armbrost, ehemaliger CEO von Sematech, einem Chip-Konsortium, das 1987 mit dem Verteidigungsministerium und mit Mitteln von Mitgliedsunternehmen gegründet wurde.

Präsident Biden hat einen wichtigen Teil seiner Wirtschaftsagenda auf die Stimulierung der Chipproduktion in den Vereinigten Staaten gesetzt, aber seine Gründe gehen über wirtschaftliche Vorteile hinaus. Heutzutage gibt es viele fortschrittliche Chips auf der Welt Hergestellt in Taiwan, der Insel, auf die China seine territorialen Rechte beansprucht. Dies hat Befürchtungen geweckt, dass die Halbleiter-Lieferketten im Konfliktfall unterbrochen werden könnten – und die Vereinigten Staaten einen technologischen Nachteil hätten.

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Führungskräfte aus der Industrie sagten, dass die neuen US-Produktionsbemühungen einige dieser Ungleichgewichte korrigieren könnten – aber nur bis zu einem gewissen Punkt.

Der Bau neuer Chipfabriken wird Jahre dauern und kann möglicherweise nicht die fortschrittlichste Fertigungstechnologie der Branche bieten, wenn sie in Betrieb geht. Unternehmen können Projekte auch verzögern oder abbrechen, wenn sie vom Weißen Haus keine ausreichenden Subventionen erhalten. Ein akuter Fachkräftemangel könnte den Boom dämpfen, denn komplexe Fabriken brauchen weit mehr Ingenieure als Absolventen amerikanischer Colleges und Universitäten.

sagte Chris Miller, außerordentlicher Professor für internationale Geschichte an der Fletcher School of Law and Diplomacy der Tufts University und Autor von A Modern Book on the Chip Industry’s Battles.

Beamte des Weißen Hauses haben argumentiert, dass Investitionen in die Chipindustrie den Anteil der Chips, die im Ausland gekauft werden müssen, stark reduzieren und die wirtschaftliche Sicherheit der Vereinigten Staaten verbessern werden. Bei einer TSMC-Veranstaltung im Dezember hob Herr Biden auch die potenziellen Auswirkungen auf Technologieunternehmen wie Apple hervor, die sich bei ihren Chipherstellungsanforderungen auf TSMC verlassen. Er sagte, es „könnte ein Wendepunkt sein“, weil mehr dieser Unternehmen „mehr von der Lieferkette nach Hause bringen“.

Amerikanische Unternehmen führten die Produktion von Chips jahrzehntelang an, beginnend in den späten 1950er Jahren. Aber der Anteil des Landes an der globalen Produktionskapazität ist allmählich von etwa 37 Prozent im Jahr 1990 auf etwa 12 Prozent zurückgegangen, als Länder in Asien Anreize einführten, die Produktion an diese Küsten zu verlagern.

Laut Branchenanalysten und der Semiconductor Industry Association entfallen heute etwa 22 Prozent der gesamten Chipproduktion und mehr als 90 Prozent der fortschrittlichsten Chips auf Taiwan.

Die neuen Ausgaben sollen Amerika verbessern. Laut einer Studie der Boston Consulting Group aus dem Jahr 2020, die von der Semiconductor Industry Association in Auftrag gegeben wurde, dürfte eine staatliche Investition von 50 Milliarden US-Dollar die Unternehmensausgaben antreiben, die den US-Anteil an der weltweiten Produktion bis 2030 auf bis zu 14 Prozent erhöhen werden.

„Wir sind zum ersten Mal seit Jahrzehnten wirklich ins Spiel gekommen“, sagte John Neufer, Präsident der Gewerkschaft, und fügte hinzu, dass die Schätzung konservativ sein könnte, da der Kongress 76 Milliarden US-Dollar an Unterstützung in einem als CHIPS Act bekannten Gesetz genehmigt hat . .

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Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass diese Intensivierung die Abhängigkeit der USA von Taiwan bei den fortschrittlichsten Chips beseitigen wird. Diese Chips sind die leistungsstärksten, weil sie die höchste Anzahl von Transistoren in jedem Siliziumchip haben, und sie markieren oft den technologischen Fortschritt der Nation.

lange Intel-LED Das Rennen um die Anzahl der Transistoren zu reduzieren auf einem Chip, der meist in Nanometern oder Milliardstel Metern beschrieben wird, wobei kleinere Zahlen auf die neueste Produktionstechnologie hinweisen. Dann hat sich TSMC in den letzten Jahren weiterentwickelt.

Aber an seinem Standort in Phoenix importiert TSMC möglicherweise nicht die fortschrittlichsten Fertigungstechnologien. Das Unternehmen kündigte zunächst an, im Werk Phoenix 5-Nanometer-Chips zu produzieren, bevor es letzten Monat sagte, dass es dort bis 2024 auch 4-Nanometer-Chips herstellen und eine zweite Fabrik für 3-Nanometer-Chips bauen werde, die 2026 eröffnet wird. . Ich hörte auf, über weitere Fortschritte zu diskutieren.

Im Gegensatz dazu plant TSMC Ende 2022 in Taiwan Beginn der Produktion von Drei-Nanometer-Technologie. Bis 2025 werden Fabriken in Taiwan voraussichtlich mit der Lieferung von 2-nm-Chips an Apple beginnen, sagte Handel Jones, CEO von International Business Strategies.

TSMC und Apple lehnten eine Stellungnahme ab.

Es ist unklar, ob andere Chip-Unternehmen fortschrittlichere Technologie für High-End-Chips an ihre neuen Standorte bringen werden. Samsung Electronics plant dies 17 Milliarden Dollar investieren in einem neuen Werk in Texas, gab aber seine Produktionstechnologie nicht bekannt. Intel stellt Chips mit einer Größe von etwa sieben Nanometern her, obwohl es angekündigt hat, dass seine US-Fabriken bis 2024 Chips mit drei Nanometern und kurz danach fortschrittlichere Produkte produzieren werden.

Der Ausgabenboom wird auch die Abhängigkeit der USA von Asien bei anderen Arten von Chips verringern, wenn auch nicht beseitigen. Inländische Fabriken produzieren nur etwa 4 Prozent der Speicherchips der Welt – unerlässlich für die Speicherung von Daten in Computern, Smartphones und anderen Verbrauchergeräten – und die geplanten Investitionen von Micron könnten diesen Anteil schließlich erhöhen.

Aber es gibt wahrscheinlich noch Lücken im Sortiment älterer, einfacherer Chips, die in den letzten Jahren Mangelware waren. Amerikanische Autohersteller mussten Fabriken schließen und Produktion von teilfertigen Fahrzeugen. TSMC ist ein bedeutender Hersteller einiger dieser Chips, konzentriert seine neuen Investitionen jedoch auf profitablere Fabriken für High-End-Chips.

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„Wir haben immer noch eine Abhängigkeit, die in keiner Weise beeinträchtigt ist“, sagte Michael Hurlston, CEO von Synaptics, einem Chipdesigner aus dem Silicon Valley, der stark auf ältere TSMC-Fabriken in Taiwan angewiesen ist.

Der Boom der Chipindustrie wird laut der Semiconductor Industry Association voraussichtlich zu einer erheblichen Schaffung von Arbeitsplätzen führen – bis zu 40.000 neue Arbeitsplätze in Fabriken und den Unternehmen, die sie bereitstellen. Damit würden etwa 277.000 Beschäftigte in der Halbleiterindustrie in den Vereinigten Staaten hinzukommen.

Aber es wird nicht einfach sein, viele qualifizierte Stellen zu besetzen. Chipfabriken benötigen normalerweise Techniker für die Bedienung der Fabrikmaschinen und Gelehrte in Bereichen wie Elektrotechnik und Chemieingenieurwesen. Laut jüngsten Umfragen unter CEOs ist der Talentmangel eine der größten Herausforderungen der Branche.

Das CHIPS-Gesetz enthält Mittel zur Personalentwicklung. Das Handelsministerium, das die Auszahlung von Zuschüssen aus Mitteln des CHIPS-Gesetzes überwacht, machte auch deutlich, dass Organisationen, die auf eine Finanzierung hoffen, Pläne zur Schulung und Ausbildung von Arbeitnehmern entwickeln müssen.

Als Reaktion auf dieses Problem plant Intel, 100 Millionen US-Dollar zu investieren, um Ausbildung und Forschung an Universitäten, Community Colleges und anderen technischen Ausbildern zu fördern. Die Purdue University, die ein neues Halbleiterlabor gebaut hat, hat sich zum Ziel gesetzt, jedes Jahr 1.000 Ingenieure zu graduieren, und hat den Chiphersteller SkyWater Technology angelockt, eine 1,8 Milliarden Dollar teure Produktionsstätte in der Nähe ihres Campus in Indiana zu bauen.

Die Ausbildung kann jedoch nur so weit gehen, da Chipfirmen mit anderen Branchen konkurrieren, die dringend Arbeitskräfte benötigen.

„Wir müssen eine Halbleiterwirtschaft aufbauen, die die Menschen anspricht, wenn sie so viele andere Möglichkeiten haben“, sagte Mitch Daniels, der damals Präsident von Purdue war, auf einer Veranstaltung im September.

Da die Schulungsbemühungen Jahre dauern können, bis sie Früchte tragen, möchten Führungskräfte der Branche es hochqualifizierten ausländischen Arbeitnehmern erleichtern, ein Visum zu erhalten, um in den Vereinigten Staaten zu arbeiten oder nach dem Erwerb ihres Abschlusses zu bleiben. Beamte in Washington wissen, dass Kommentare, die zu mehr Einwanderung aufrufen, politische Brände schüren könnten.

Aber Gina RaimondoTrump, Handelsminister, war in einer Rede im November am Massachusetts Institute of Technology unverblümt.

Die besten wissenschaftlichen Köpfe der Welt anzuziehen, sagte sie, sei „ein Vorteil, den Amerika verliert“. „Das werden wir nicht zulassen.“