Čipy od spoločnosti Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., alebo skrátene TSMC, sú všade. Mnohí ľudia pritom vôbec netušia, že telefón, tablet, počítač alebo auto poháňajú malé technologické zázraky, ktoré vznikli v jednej z fabrík taiwanskej frmy.
Spoločnosť vyrába takmer všetky najmodernejšie a tiež menej moderné čipy. Nachádzajú sa v miliardách výrobkov so zabudovanou elektronikou vrátane smartfónov, počítačov, automobilov a ďalších produktoch, bez ktorých by sme si už nevedeli predstaviť moderný život. Málokto však vie, že takmer všetky čipy vyrobili v TSMC, ktorá čipy vyrába pre firmy ako Apple, Qualcomm či QCOM.
Spoločnosť TSMC sa za posledných niekoľko rokov stala najvýznamnejšou svetovou polovodičovou firmou s obrovským vplyvom na svetové hospodárstvo. S trhovou kapitalizáciou približne 550 miliárd amerických dolárov pritom obsadila 11. miesto najhodnotnejších spoločností na svete.
Jej dominantné postavenie však stavia svet do extrémne zraniteľnej pozície. Čoraz viac moderných produktov vyžaduje výkonnejšie či menej výkonné čipy, čo sa v dnešnej politickej klíme javí ako veľký problém. Takmer všetky pochádzajú od tejto jednej firmy nachádzajúcej sa na ostrove, ktorý je ohniskom napätia medzi USA a Čínou. Tá si nárokuje Taiwan ako svoj vlastný, čo sa bytostne týka všetkých, aj nás na Slovensku.
Analytici predpovedajú, že pre ostatných výrobcov čipov bude extrémne ťažké dobehnúť TSMC v odvetví, ktoré je známe tým, že vyžaduje enormné investície. TSMC má pritom okrem geopolitického pnutia ešte jeden problém – nedokáže nasýtiť hladný trh, ktorý priam prahne po nových a nových čipoch aj napriek tomu, že jeho fabriky idú deň a noc na plnú kapacitu. Je to skutočnosť, ktorá sa stala ešte jasnejšou v čase celosvetového nedostatku, čo začalo ovplyvňovať všetko. Je to dôvod, prečo automobilky nie sú schopné dokončiť desiatky tisíc automobilov a prečo sa na nové notebooky alebo telefóny čaká aj niekoľko týždňov.
Mnohí čipovú krízu prirovnávajú k svetovej závislosti na rope z Blízkeho východu, pričom akákoľvek nestabilita na ostrove môže spôsobiť nestabilitu vo všetkých priemyselných odvetviach. Podľa spoločnosti TrendForce venujúcej sa prieskumu trhu s polovodičmi v Taiwane zistila, že spoločnosti v Taiwane vrátane menších výrobcov tvorili až 65 % celosvetových tržieb plynúcich z výroby čipov. Spoločnosť TSMC si na účet pripísala až 56 % celosvetových príjmov.
Hrozba pre globálnu ekonomiku
Závislosť od taiwanských čipov tak predstavuje hrozbu pre globálnu ekonomiku, zhoduje sa s TrendForce aj výskumná spoločnosť Capital Economics.
TSMC je, čo sa výroby čipov týka, tak ďaleko pred zvyškom sveta, že v súčasnosti vyrába približne 92 % najšpičkovejších čipov na svete, ktoré majú tranzistory menšie ako jedna tisícina šírky ľudského vlasu. Zvyšok vyrába spoločnosť Samsung Electronics. Väčšina z približne 1,4 miliardy procesorov poháňajúcich smartfóny tak vyrába spoločnosť TSMC.
Okrem procesorov pre smartfóny TSMC vyrába aj približne 60 % menej zložitých mikrokontrolérov, ktoré výrobcovia automobilov integrujú do nových vozidiel. No a čím sú tieto automobily sofistikovanejšie, tým viac čipov potrebujú.
TSMC odmieta, že by bol svet príliš závislý na ich produktoch a tvrdí, že firma je zodpovedná len za 35 % čipov. To je v rozpore so zisteniami analytikov.
USA, Európa a ďalšie svetové ekonomiky sa snažia túto závislosť znížiť. Pekným príkladom zanedbania starostlivosti o výrobu čipov je práve USA. Spojené štáty americké sú stále svetovým lídrom v oblasti dizajnu čipov a duševného vlastníctva, o čo sa starajú firmy ako Intel, Nvidia a Qualcomm. Podľa Boston Consulting Group sú však zodpovedné len za 12 % svetovej produkcie čipov, čo je v porovnaní s rokom 1990, kedy dosahovali 37 %, poriadny pokles.
Ekonomiky však začínajú reagovať. Prezident USA Joe Biden predstavil plán v oblasti infraštruktúry zahŕňajúci 50 miliárd dolárov na podporu domácej výroby čipov. Čína zaradila nezávislosť v oblasti polovodičov medzi hlavné zásady svojho národného strategického plánu. No a Európska únia chce v roku 2030 v rámci programu digitálneho priemyslu v hodnote 150 miliárd dolárov vyrábať aspoň 20 % čipov novej generácie.
Ruku k dielu pridáva aj Intel, ktorý v marci oznámil investíciu vo výške 20 miliárd dolárov do výstavby dvoch nových tovární na výrobu čipov v USA. Tri mesiace predtým vtedajší výkonný riaditeľ Bob Swan odletel do Taiwanu, aby s TSMC dohodol zmluvu, ktorá by zabezpečila, aby časť Intel procesorov vyrábal práve taiwanský gigant. Zmluva mala mať hodnotu niekoľkých miliárd dolárov.
Spoločnosť Intel však v januári nakoniec pána Swana odvolala, pretože stál za mnohými chybnými krokmi, ktoré by Intel postavili do pozície, kedy by bol len ďalšou firmou závislou od TSMC. Trhová hodnota spoločnosti Intel je približne 225 miliárd dolárov, teda menej ako polovica hodnoty TSMC.
Proti hlbokým vreckám sa bojuje ťažko
Analytici sú presvedčení, že širšie trendy v odvetví spolu s obrovskou motiváciou TSMC udržať si post najväčšieho výrobcu čipov na svete v kombinácii s takmer neobmedzeným rozpočtom sťažia v dohľadnej dobe vytvorenie diverzifikovanejšieho dodávateľského reťazca polovodičov.
Polovodiče sa stali takými zložitými a kapitálovo náročnými, že ak výrobca raz zaostane, je ťažké konkurenciu dobehnúť. Spoločnosti môžu vynaložiť miliardy dolárov a roky sa snažiť, len aby nakoniec videli, ako sa technologický horizont ďalej vzďaľuje.
Jedna továreň na polovodiče môže stáť až 20 miliárd dolárov. Jeden z kľúčových výrobných nástrojov na výrobu pokročilých čipov, ktorý na kremík vytláča zložité vzory obvodov, stojí až 100 miliónov dolárov a na jeho dodanie je potrebných viacero lietadiel.
Vlastné plány spoločnosti TSMC na rozšírenie výroby predpokladajú v nasledujúcich troch rokoch výdavky vo výške 100 miliárd dolárov. Podľa výskumnej spoločnosti VLSI Research to predstavuje takmer štvrtinu kapitálových výdavkoch celého odvetvia polovodičov.
Ak by sa niektoré krajiny chceli zapojiť do boja proti TSMC a Samsungu, ročne by museli vynaložiť približne 30 miliárd dolárov, tvrdí výskum spoločnosti IC Insights. Plán Európskej únie vynaložiť 150 miliárd dolárov do roku 2030 tak znie viac-menej rozumne.
Rozporuplné začiatky TSMC
Keď v roku 1987 zakladal Morris Chang spoločnosť TSMC, mal myšlienku, že viaceré spoločnosti vyrábajúce čipy budú zadávať výrobu do výrobných závodov alebo „fabov“ v Ázii. Tento plán pred vyše tridsiatimi rokmi pôsobil skôr rizikovo než rozumne.
Pán Chang – dnes 89-ročný, so záľubou v hraní bridžu a čítaní Shakespearea – strávil svoje prvé roky v pevninskej Číne a Hongkongu, než sa v roku 1949 presťahoval do USA, kde začal študovať na Harvarde a potom na MIT. Takmer tri desaťročia pracoval v USA, pričom väčšinu svojej kariéry strávil v spoločnosti Texas Instruments.
Morris Chang
Keď založil spoločnosť TSMC, giganti ako Intel a Texas Instruments sa hrdili tým, že navrhovali, označovali a vyrábali svoje vlastné čipy. Zakladateľ AMD (Advanced micro Devices Inc.) vtedy povedal, že „Skutoční muži majú fabriky“.
Vďaka pomoci zo strany taiwanskej vlády, ktorá poskytla približne polovicu počiatočného financovania, sa spoločnosť TSMC presadila tým, že sa označila za Švajčiarsko polovodičov. Spoločnosti ako Nvidia a Qualcomm zistili, že spojením s TSMC sa môžu viac sústrediť na dizajn bez problémov s prevádzkou vlastných tovární alebo bez obáv, že svoje duševné vlastníctvo odovzdajú na výrobu konkurencii. Spoločnosť AMD nakoniec predala svoje fabriky a stala sa jedným z najväčších zákazníkov TSMC, rovnako ako ďalší významní hráči, až zostalo len niekoľko vyspelých výrobcov čipov.
Každý nový zákazník, ktorého TSMC získal, zvýšil objem prostriedkov, ktoré firma mohla vynakladať na rozšírenie výrobných kapacít. Spoločnosť TSMC zdvojnásobila objem prostriedkov na výskum a vývoj, a to aj počas globálnej finančnej krízy. Zatiaľ čo ostatné firmy znižovali svoje výdavky, pán Chang zvýšil kapitálové výdavky spoločnosti TSMC na rok 2009 o 42 % na 2,7 miliardy dolárov, čím sa jej kapacity zlepšili v čase rozmachu smartfónov.
Kľúčový moment však nastal v roku 2013, keď TSMC začala pracovať na masovej výrobe čipov pre smartfóny Apple, ktorý je teraz vôbec najväčším zákazníkom. Predtým procesory pre Apple vyrábal konkurenčný Samsung, ktorý týmito zárobkami živil vývoj vlastných smartfónov.
Všetko pre Apple
Na splnenie prvej objednávky spoločnosti Apple vynaložila spoločnosť TSMC 9 miliárd dolárov, pričom 6 000 ľudí pracovalo nepretržite, aby za rekordných 11 mesiacov vybudovali továreň na Taiwane. TSMC je teraz výhradným dodávateľov hlavných procesorov v telefónoch iPhone.
Keď sa v roku 2014 TSMC snažil vyvinúť špičkové čipy, reorganizovala svoj výskumný a vývojový tím tak, aby pracoval 24 hodín denne a 400 inžinierov si odovzdávalo prácu na tri. O podmienkach vo firme totiž prehovorili súčasní a bývalí zamestnanci. Niektorí z nich to nazvali plánom „rozbíjania pečene“, pretože mali pocit, že práca do noci škodí ich pečeni.
TSMC tiež stavil na extrémnu ultrafialovú litografiu (EUV), technológiu, ktorá využíva nový typ lasera na vyrezávanie obvodov do mikroprocesorov v menšej šírke, ako to bolo predtým možné, čo čipom umožňuje dosiahnuť vyššie rýchlosti a tým pádom aj výkon.
Intel bol najväčším prvým investorom do EUV keď do technológie v roku 2012 investoval viac ako 4 miliardy dolárov. Pri zavádzaní tejto technológie však bol pomalší ako jej hlavní rivali a bol skeptický, čo sa jej návratnosti týkalo. Nakoniec si Intel spočítal, že istejšie bude pokúsiť sa zlepšiť existujúce spôsoby spracovania litografie.
TSMC tak musela spolupracovať s jedinou firmou, ktorá je v súčasnosti schopná vyrábať stroje na leptanie čipov pomocou EUV litografie – ASML Holding NV. Vďaka tejto voľbe sa jej podarilo posunúť ďalej, než konkurencii.
Vďaka EUV sa TSMC stala spolu so spoločnosťou Samsung jednou z dvoch spoločností, ktoré vyrábajú najmodernejšie čipy s čo najmenšími tranzistormi používané v najlepších smartfónoch na svete.
Intel si chybu uvedomil až teraz, keď vymenil generálneho riaditeľa za Pata Gelsingera, bývalého inžiniera. Spoločnosť aktuálne urýchľuje prechod na EUV.
TSMC už nemôže ostať neutrálny, aj keď by chcel
V reakcii na rastúci tlak USA na Čínu spoločnosť TSMC minulý rok pozastavila objednávky od spoločnosti Huawei, ktorá bola kedysi jej najväčším čínskym zákazníkom a zaviazala sa postaviť fabriku v hodnote 12 miliárd dolárov v americkej Arizone. Podľa dostupných informácií má za to TSMC získať stimuly vo výške 3 miliárd dolárov, ktoré mala prisľúbiť ešte Trumpova administratíva. Tieto prostriedky však ešte neboli pridelené.
Keď fabriku dokončia, čo sa očakáva v roku 2024, nebude už vyrábať úplne najšpičkovejšie čipy. Fabrika bude zodpovedná za výrobu 5 nm čipov, zatiaľ čo technologická veľmoc – Taiwan – sa posunie o krok ďalej. Jej fabriky totiž prejdú na pokrokovejšie 3 nm čipy.
TSMC sa snažia urgovať aj zasiahnuté automobilky, ktorých výroba často ostáva stáť práve kvôli chýbajúcim čipom. Taiwanský gigant však nemá motiváciu uprednosťňovať ich. Menej výkonné čipy určené pre automobilový priemysel totiž tvoria len 4 % jej príjmov.
Ovplyvnené tak ostávajú najväčšie automobilky na svete, medzi ktorými je aj koncern Volkswagen, Audi a ďalšie. Zmena je zatiaľ, aj napriek tlaku nemeckej strany, v nedohľadne.
