Os Estados Unidos estão gastando bilhões na produção de chips. Será suficiente?

O governo dos EUA está fazendo todo o possível para impulsionar a fabricação doméstica de semicondutores, injetando bilhões de dólares nesse setor restrito e colocando em prática todos os mecanismos políticos disponíveis para dar a ele uma vantagem sobre a concorrência na Ásia.

Quando a pandemia eclodiu em 2020, as empresas inicialmente reduziram os pedidos desses microcomponentes essenciais necessários em smartphones, computadores, carros e muitos outros produtos. Então, quando as pessoas começaram a trabalhar em casa, cresceu a demanda por tecnologias de informação e comunicação – e os chips que as alimentam. Havia uma escassez de chips e as fábricas de automóveis tiveram que interromper a produção porque não conseguiam obter chips. Isso contribuiu para a disparada dos preços dos veículos novos e usados, um dos principais fatores da dolorosa inflação que os americanos sentiram na época.

Em nota no início deste ano, a secretária de Comércio, Gina Raimondo, considerou a escassez de semicondutores como uma questão de “segurança nacional“, pois expôs a dependência da indústria manufatureira norte-americana das importações de semicondutores do exterior. Os chips também são usados ​​em serviços militares essenciais e são necessários em ferramentas de segurança cibernética.

O governo Biden e os legisladores se mobilizaram para responder aprovando um projeto de lei chamado “CHIPS and Science Act” em agosto. O diploma inclui US$ 52 bilhões para impulsionar a fabricação de semicondutores nos Estados Unidos. Desta quantia, São destinados US$ 39 bilhões para incentivos à produção, US$ 13,2 bilhões para pesquisa e desenvolvimento e treinamento de trabalhadores e US$ 500 milhões para segurança internacional em tecnologias da informação e movimentos na cadeia de distribuição. de semicondutores.

Nesse contexto, várias grandes empresas anunciaram investimentos significativos na indústria manufatureira norte-americana. A Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), uma empresa líder no setor, investiu pelo menos US$ 12 bilhões na construção de uma fábrica de semicondutores no Arizona, com a Produção prevista para começar em 2024. No início do ano, o Intel disse que estava planejando construir uma fábrica de semicondutores de US $ 20 bilhões em Ohio, com a cerimônia de lançamento da nova fábrica de chips no mês passado. E este mês, a Micron disse que vai investir até US$ 100 bilhões nas próximas duas décadas na construção de uma enorme fábrica de semicondutores no norte do estado de Nova York.

Em uma série de tweets no início deste mês, o presidente Joe Biden Prometeu: “A América será líder na fabricação de microchips.”

Mas os EUA têm muito a fazer para recuperar o atraso. Fábricas de chips nos EUA atualmente representam apenas 12% da capacidade mundial de fabricar semicondutores modernos, segundo dados da Semiconductor Industry Association. Cerca de 75% da fabricação de chips modernos do mundo está agora concentrada no leste da Ásia – a maioria em Taiwan geopoliticamente vulnerável. E mesmo com esses esforços renovados, os Estados Unidos não têm hoje a mesma prática e capacidade de produção de alguns mercados asiáticos capazes de sustentar uma indústria doméstica robusta.

Para complicar as coisas, o aumento no investimento público e privado ocorre em um momento controverso, à medida que as preocupações com a escassez global de suprimentos de chips diminuíram. Os bloqueios da cadeia de suprimentos relacionados à pandemia estão diminuindo um pouco e a piora das perspectivas econômicas prejudicaram a demanda.

Durante uma teleconferência de resultados na semana passada, CC Wei, presidente da TSMC, alertou que espera que a “indústria de semicondutores diminua” em 2023. “A TSMC também não está imune”, acrescentou Wei, mas disse que espera “ser mais resiliente do que a indústria geral de semicondutores.”

A promoção da fabricação de semicondutores nos Estados Unidos pode agora levar ao excesso de capacidade e excesso de oferta. E com a queda da demanda, não está imediatamente claro se os subsídios do governo serão suficientes para superar outros obstáculos que o país enfrenta no desenvolvimento de um pólo competitivo de fabricação de semicondutores.

Entendendo os problemas dos EUA

Para entender os esforços mais recentes dos EUA, é importante ter uma noção de onde o país está – não apenas na indústria de chips em geral, mas em relação a setores valiosos específicos.

“É muito improvável que os EUA aumentem sua participação na produção global porque, embora os EUA estejam aumentando sua capacidade de fabricação, TSMC, Intel e outros estão anunciando a abertura de fábricas em outros lugares e as construindo. ainda mais rápido”, disse Scott Kennedy, consultor sênior do Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais.

“Mas não acho que isso seja necessariamente um grande problema”, acrescentou. Ele observou ainda que avaliar a capacidade de fabricação com base na produção bruta, que agrega chips de baixo custo e chips de ponta, é uma medida mais realista e significativa de sucesso na fabricação de chips. “Os EUA precisam aumentar a produção de chips ao nível de um tipo específico de chip que esteja diretamente relacionado à segurança nacional dos EUA”, disse ela.

Na última sexta-feira, o governo Biden impôs novas restrições às exportações restringir o acesso da China a semicondutores avançados fabricados com equipamentos norte-americanos, em um movimento voltado para a fabricação sistemas avançados de armas.

Embora apenas “cerca de 10% a 14% dos chips vendidos [globalmente] vêm de fábricas dos EUA”, de acordo com Dan Wang, professor da Columbia Business School, os EUA têm outros pontos fortes. “Em termos de experiência em design, boa parte ainda reside nos EUA”.

Ainda assim, as deficiências são palpáveis. “Em termos de siderúrgicas, responsáveis ​​pela fabricação de semicondutores, os EUA não têm um papel de liderança há muitos anos”, disse Wang. Enquanto isso acontecia no passado, nas décadas de 1980 e 1990 a produção começou a migrar para a Ásia, disse Wang. “Uma das grandes razões para isso é que o custo da mão de obra é menor e é muito mais barato produzir circuitos integrados e chips em larga escala nessas partes do mundo”, acrescentou Wang. Morris Chang, fundador da TSMC, disse que fazer chips nos EUA é 50% mais caro do que em Taiwan.

O fato de terem fábricas já instaladas para produzir ou aumentar a fabricação de chips dá aos países asiáticos uma grande vantagem. Wang acha que pode ser por isso que estamos vendo os EUA “despejando tanto dinheiro em empresas que constroem fábricas nos Estados Unidos”. Não é apenas para responder à demanda e se tornar mais autossuficiente, “mas também porque você precisa colocar essas fábricas em funcionamento muito, muito rapidamente se quiser entrar na corrida”.

O que é preciso para construir uma indústria nacional de chips

Construir novas fábricas de chips é um empreendimento caro e demorado. “Uma fábrica moderna cobre uma área de cerca de 100.000 metros quadrados”, disse Bob Johnson, analista do Gartner, e requer “salas limpas monstruosas com incrível capacidade de manuseio de ar”. Ele acrescentou que esses edifícios maciços precisam de “fundações excepcionalmente fortes”. Segundo ele, “não pode haver vibração na fábrica porque pode destruir o processo de produção”. Além disso, uma única máquina de litografia ultravioleta extrema precisava mapear os circuitos do chip, custou cerca de 150 milhões de dólarese a Reuters informa que “uma fábrica de chips moderna precisa de 9 a 18 dessas máquinas”.

Além disso, a fabricação de semicondutores requer uma variedade de matérias-primas especializadas, incluindo produtos químicos puros, como poliimida fluorada e gases de inscrição, máquinas de inscrição de chip e muito mais. Em lugares como Taiwan e Fukuoka, no Japão, as cadeias de produção se desenvolveram em áreas onde os fornecedores desses produtos estão localizados próximos às fábricas de semicondutores. Há também uma ou duas empresas que produzem matérias-primas essenciais e há muito são fornecedores confiáveis ​​de empresas na Ásia. Este ainda não é o caso em lugares como Arizona e Ohio, onde já estão em andamento planos para construir grandes fábricas de chips.

Também é necessária uma força de trabalho disponível e capaz de fazer o trabalho.

Nos Estados Unidos, há uma escassez de recém-formados e trabalhadores experientes com as habilidades técnicas e de engenharia necessárias para fabricar semicondutores. Muitos daqueles que podem ter experiência adequada preferem trabalhar em indústrias mais populares, de acordo com Kennedy.

“Se estalarmos os dedos e 10 novas fábricas surgissem com os melhores chips do mundo, provavelmente não teríamos pessoas suficientes para gerenciá-los”, disse Kennedy. “Este é o maior obstáculo para aumentar a capacidade produtiva da América, não o capital.”

A Intel tentou estabelecer relações privilegiadas com a Arizona State University para recrutar engenheiros, mas não é líquido que esta e outras empresas estejam construindo fábricas na América são capazes de contratar engenheiros e técnicos suficientemente treinados. Se eles falharem, os bilhões de dólares investidos pelos setores público e privado podem não ser suficientes para reabilitar a fabricação de semicondutores.