Cu aproape un deceniu în urmă, Intel, pe atunci liderul incontestabil în producția globală de semiconductoare, a luat o decizie fatală.
O nouă tehnologie, litografia extremă, oferea o modalitate de a pune mai multă putere de calcul pe plachetele de siliciu din care sunt tăiate cipurile mici, esențiale pentru produsele utilizate pe scară largă, cum ar fi smartphone-urile și PC-urile.
Folosind lumina pentru a grava circuite integrate complicate, EUV promitea un grad de miniaturizare fără precedent, dar directorii Intel credeau că va dura ani de zile până când metoda va deveni practică. În schimb, au rămas la tehnici de fabricație mai vechi pentru următoarea generație de cipuri.
Aceasta s-a dovedit a fi o greșeală istorică, cu consecințe care se resimt într-un moment în care SUA a plasat fabricarea avansată a cipurilor în centrul politicii sale industriale naționale.
Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, care a adoptat EUV în 2019, a depășit Intel pentru a deveni cel mai avansat producător de cipuri din lume, urmat îndeaproape de Samsung. Împreună cu alte derapaje, decizia de judecată a lăsat Intel – și SUA – să se străduiască să recupereze.
„Retrospectiva este 20/20”, spune Ann Kelleher, șefa dezvoltării tehnologice la Intel și executivul însărcinat cu restabilirea proceselor de producție ale producătorului american de cipuri. „Este foarte ușor să te uiți în urmă și să spui: „Dacă se făcea ceva diferit …'”
Intel se află astăzi într-un alt moment crucial. Dacă, așa cum s-a planificat, compania va produce în sfârșit cipuri realizate cu EUV în volum mare în cursul acestui an, va fi un pas important pe drumul de întoarcere. Nicăieri nu va fi urmărit progresul cu mai multă nerăbdare decât la Washington, unde administrația Biden se va confrunta cu o decizie iminentă cu privire la cât de mult sprijin financiar să arunce în spatele companiei.
Legea privind cipurile din SUA de anul trecut a angajat 52 de miliarde de dolari în subvenții directe pentru a sprijini producția de semiconductori și pentru a stimula cercetarea și dezvoltarea, împreună cu credite fiscale în valoare estimată de 24 de miliarde de dolari în următorii opt ani. Legea a fost concepută pentru a inversa o scădere care a dus cota SUA în producția de cipuri la 12%, de la 37% în 1990.
Elementul central al acestui plan este de a readuce producția de vârf în SUA. La bine sau la rău, acest lucru nu lasă Washingtonului altă opțiune decât să parieze masiv pe Intel, în ciuda faptului că este codașul uneia dintre cele mai importante curse din lumea tehnologiei.
Cu toate acestea, rămânerea în urmă în producția de cipuri avansate nu este singura problemă care planează asupra Intel. Marile schimbări în ceea ce privește nevoile clienților săi – cum ar fi creșterea inteligenței artificiale – amenință să pună pe margine cipurile sale tradiționale pentru PC și servere. Încercarea sa de a intra în competiție directă cu TSMC, devenind o așa-numită turnătorie de cipuri, fabricând cipuri în numele altor companii, reprezintă cea mai mare schimbare a activității sale de când a renunțat la cipurile de memorie originale pentru procesoare, în urmă cu aproape 40 de ani.
Pentru a face lucrurile și mai dificile, o gaură financiară uriașă s-a deschis sub companie chiar în momentul în care aceasta încearcă să compenseze anii de subinvestiții cu o creștere a cheltuielilor de capital. Profunzimea reversului, despre care compania spune că este cauzată de o corecție temporară a stocurilor, a șocat Wall Street în ianuarie, când Intel a avertizat că veniturile sale vor scădea cu 40% în primele trei luni ale acestui an.
Aceste eșecuri înseamnă că un element central al politicii industriale americane se bazează acum pe una dintre cele mai dificile și complexe redresări tehnologice încercate vreodată. În timp ce Departamentul de Comerț al SUA începe să evalueze modul de distribuire a subvențiilor din Legea cipurilor, o întrebare centrală va fi să decidă cât de puternic va susține Intel.
„Este o problemă foarte grea, oamenii subestimează gradul de dificultate”, spune Willy Shih, profesor la Harvard Business School. Chiar dacă subvențiile ajută la compensarea unor costuri de construcție mai mari în SUA, fabricile Intel se vor confrunta în continuare cu costuri de operare mult mai mari decât rivalii săi asiatici, adaugă el. În același timp, subvențiile pentru cipuri acordate de rivalii din alte țări înseamnă, de asemenea, că, chiar dacă SUA vor opri declinul relativ al bazei sale de producție de cipuri, se va lupta să recâștige cota de piață la nivel mondial.
Amploarea necazurilor Intel a speriat investitorii. În ciuda faptului că și-a revenit cu 22% în acest an, prețul acțiunilor sale s-a înjumătățit în ultimii doi ani. În aceeași perioadă, indicele semiconductoarelor din Philadelphia, o măsură a sănătății mai largi a industriei, a scăzut doar cu 2 procente.
„Sunt într-o situație dificilă”, spune Stacy Rasgon, analist de cipuri la Bernstein Research. „Cel mai bun lucru pe care îl poți spune este că cele mai proaste vești sunt deja ieșite”.
Complicitate inginerească
Eșecul Intel de a-și păstra avansul în domeniul tehnologiei de fabricație a fost în centrul problemelor sale. Timp de o jumătate de secol după ce cofondatorul său, Gordon Moore, a prezis în 1965 că numărul de tranzistori pe un cip va crește exponențial, Intel a menținut un avantaj de aproximativ doi ani față de rivali.
După 2014, lucrurile au început să meargă prost. Planificata „micșorare” la cipuri cu caracteristici de numai 10 nanometri lățime a fost deviată de la cursul stabilit din cauza etapelor complexe de fabricație puse în aplicare pentru a ocoli lipsa EUV. Alte întârzieri înseamnă că viitorul său „nod”, care utilizează un proces de 7 nm redenumit Intel 4, va fi realizat cu o întârziere de aproximativ cinci ani – presupunând că firma va reuși să îl pună în producție în cursul acestui an.
În mai puțin de un deceniu, Intel a alunecat de la a fi cu o generație înaintea rivalilor săi în ceea ce privește cele mai recente tehnologii de cipuri la a fi cu o generație în urmă. Cipurile comparabile de la TSMC, care utilizează un proces cunoscut sub numele de 5nm (în mod confuz, dimensiunile reale au deviat de la sistemele de denumire utilizate pentru a le identifica) au intrat în producția de volum în 2020. Ca urmare, cele mai recente produse ale rivalilor AMD și Nvidia – companii care proiectează cipuri și le externalizează la TSMC pentru a fi fabricate – au atins niveluri mai ridicate de performanță și au mâncat din piața Intel.
Potrivit lui Kelleher, fostul șef de producție de origine irlandeză care a fost pus la conducerea dezvoltării tehnologice a Intel în urmă cu mai bine de doi ani, redresarea Intel va necesita nimic mai puțin decât o transformare culturală. Unul dintre primii săi pași a fost să preia mentalitatea „nu a fost inventată aici” la o companie în care succesul a generat o abordare insulară a ingineriei.
„Pentru că ne aflam într-o poziție de lider, nu eram atât de deschiși față de industrie”, spune ea. „Nu trebuie să inventăm noi înșine tot ceea ce va urma”. Într-o mare ruptură cu trecutul, Kelleher a adus procesele de proiectare a cipurilor Intel în conformitate cu standardele industriei, permițându-i să folosească aceeași tehnologie de automatizare a proiectării de la furnizori externi ca și alți producători de cipuri.
Pentru a face Intel mai puțin dependentă de tipul de salturi riscante care au afectat trecerea la 10nm, Kelleher a adoptat ceea ce ea numește o abordare „incrementală și modulară”. Aceasta înseamnă că unele părți ale fiecărei platforme de cipuri pot fi reutilizate în versiuni ulterioare sau aduse și testate alături de tehnologiile actuale, cum ar fi PowerVia. Această metodă de alimentare a unui cip din partea din spate a plăcuței pentru a elibera spațiu pentru circuitele logice din față este concepută pentru versiuni viitoare, dar a fost împachetată cu alte componente în regim de testare.
Ann Kelleher, șefa departamentului de dezvoltare tehnologică la Intel, spune că redresarea grupului va necesita nimic mai puțin decât o transformare culturală © Intel Corporation
Alături de PowerVia, Intel mizează, de asemenea, pe prima sa nouă arhitectură de tranzistori din 2011, numită „gate all around”, concepută pentru a reduce scurgerile de electricitate pe măsură ce tranzistorii se îndreaptă spre scări sub nanometrice, pentru a-și recăpăta avantajul. „Ambele inovații sunt esențiale pentru ca noi să revenim la poziția de lider”, spune Kelleher.
Având în vedere că și alți producători plănuiesc, de asemenea, să adopte noua arhitectură a tranzistorului, acest lucru reprezintă o oportunitate de a zdruncina poziția de lider al industriei, spune Shih, deoarece companiile se luptă pentru a fi primele care perfecționează tehnologia. Cu toate acestea, nu există încă niciun semn că acest lucru va juca în avantajul Intel.
Intel se bazează pe schimbările pe care le face Kelleher pentru a se întrece cu cinci noi „noduri” de procesare în doar patru ani, lucru care, potrivit companiei, îi va permite să recâștige un avans în producție până în 2025. „În general, ne descurcăm foarte bine”, spune Kelleher după doi ani de activitate.
Cu o versiune finalizată și patru care urmează să apară în succesiune rapidă, urmate de necesitatea de a mări producția și de a încorpora noile tehnologii în generațiile viitoare de produse, cea mai mare parte a muncii grele este în față. Potrivit lui Rasgon de la Bernstein, vor mai fi necesari încă cinci ani pentru a spune dacă Intel poate redeveni competitivă la nivel global.
Recâștigarea terenului pierdut
Pentru a susține noile sale modele de cipuri, Intel a anunțat o serie de noi fabrici gigantice, cunoscute sub numele de fabrici, cu economiile de scară necesare pentru a justifica procesele care necesită un consum mare de capital.
Sunt planificate două fabrici în afara orașului Phoenix, alte două în Ohio și o nouă mega uzină de 17 miliarde de euro în Germania, care reprezintă cea mai mare investiție a țării de la al doilea război mondial încoace.
Costul primelor faze ale acestor dezvoltări a ajuns deja la aproximativ 60 de miliarde de dolari, iar guvernul german face presiuni asupra Intel pentru a-și extinde planurile în schimbul unor subvenții mai mari pe care compania le solicită.
În conformitate cu Legea privind cipurile, Intel ar putea primi până la 12 miliarde de dolari pentru a-și susține noile facilități din SUA, cu subvenții suplimentare pentru o fabrică de ambalare avansată a cipurilor din New Mexico și credite fiscale suplimentare.
Aruncarea unui sprijin atât de mare în spatele companiei, totuși, s-ar putea să nu fie cea mai rapidă cale pentru ca SUA să devină autosuficientă în domeniul producției de cipuri. Într-un raport de acum doi ani, Centrul pentru securitate și tehnologii emergente (CSET) al Universității Georgetown a estimat că aproximativ 55% din cipurile avansate consumate în SUA sunt fabricate în fabricile TSMC, alte 25% provenind de la Intel și restul de la Samsung.
Președintele Joe Biden la o ceremonie pentru noua fabrică de semiconductori Intel din Ohio, anul trecut © Saul Loeb/AFP/Getty Images
Potrivit CSET, cea mai eficientă utilizare a subvențiilor din Legea cipurilor orientate spre fabricarea cipurilor avansate ar fi repartizarea acestora pe baza cotelor de piață, lăsând de fapt Intel doar cu jumătate din banii pe care îi solicită.
Cu toate acestea, dorința mai mare a Intel de a vărsa bani în noua producție din SUA a pus-o în pole position pentru a primi o parte mult mai mare. Anul trecut, TSMC și-a extins planurile pentru o nouă fabrică în construcție în Arizona, dar producția ar fi „o picătură în găleată” în comparație cu fabricile gigantice pe care compania le conduce în Taiwan, spune Shih.
Acest lucru a făcut ca Intel să rămână, „de facto”, purtătorul de cuvânt al SUA în ceea ce privește producția de cipuri, spune Chuck Wessner, consilier principal la Centrul pentru Studii Strategice și Internaționale din Washington. „Nu este o politică guvernamentală”, adaugă el, dar dorința companiei de a investi semnificativ în SUA face ca aceasta să fie singura opțiune realistă.
Acest mesaj este unul pe care Intel însuși l-a transmis la Washington. Obiectivele principale stabilite de departamentul de comerț – de a stimula producția internă de cipuri pentru a crește securitatea economică și națională – nu lasă țării altă opțiune decât să susțină Intel ca „campion al Americii, care investește masiv de zeci de ani”, spune Al Thompson, șeful departamentului de relații cu guvernul american al companiei.
Cu toate acestea, chiar dacă Intel reușește în planurile sale de producție, nu există nicio garanție că va avea suficiente afaceri pentru a umple noile sale fabrici gigantice sau pentru a le opera în mod profitabil.
Vânzările de PC-uri – încă principala piață de desfacere a Intel – au scăzut după un boom din perioada pandemiei, iar mulți analiști de pe Wall Street consideră că previziunile companiei cu privire la piață pe termen lung sunt nerealiste. Pentru a înrăutăți situația, Apple a renunțat recent la Intel pentru Mac-urile sale în favoarea propriilor modele de cipuri de siliciu, în timp ce AMD a profitat de fabricația superioară a TSMC pentru a revendica aproximativ 35% din piața PC-urilor.
„Treizeci la sută din piața lor (de PC-uri) a dispărut”, spune Rasgon despre Intel, cândva sinonimă cu industria PC-urilor. Dar acum, chiar și unii dintre cei mai mari clienți ai săi par pregătiți să treacă mai departe.
„Cred că este important ca Intel să reușească, iar ei au fost un partener grozav”, spune Michael Dell, directorul executiv al Dell Technologies. „Dar dacă nu reușesc, vom folosi altceva”. Aceasta ar putea include noi modele de cipuri care nu se bazează pe arhitectura de bază a cipurilor care se regăsește în principalele produse Intel, adaugă el. „Concurența este un lucru bun”.
Între timp, în domeniul serverelor, procesoarele Intel se confruntă cu o avalanșă de concurență, deoarece giganții cloud computing, cum ar fi Google și Amazon, s-au orientat către proiectarea propriilor cipuri. Munca intensivă de date de instruire a sistemelor de inteligență artificială a stimulat, de asemenea, cererea pentru diferite clase de cipuri. Convingerea de pe Wall Street că Nvidia va fi principalul câștigător al cursei AI a ridicat acțiunile sale cu 90% în acest an și a adăugat 360 de miliarde de dolari la valoarea sa – sau de peste două ori și jumătate întreaga capitalizare de piață a Intel.
Un răspuns al Intel a fost diversificarea în noi arhitecturi de cipuri pentru a concura. Un altul a fost acela de a-și deschide producția către alte companii producătoare de cipuri, în speranța de a aduce suficiente afaceri externe pentru a susține investițiile uriașe pe care trebuie să le facă.
Pat Gelsinger de la Intel, în halat de laborator, la sediul central al companiei din Santa Clara, California. Pentru a susține noile sale modele de cipuri, Intel a anunțat o serie de noi fabrici gigantice de producție © David Paul Morris/Bloomberg
Potențialii clienți pentru această nouă activitate de turnătorie de cipuri au salutat cu prudență această mișcare. Cristiano Amon, directorul executiv al companiei de cipuri pentru telefoane mobile Qualcomm, spune că va fi „un lucru bun” pentru SUA dacă Intel va reuși și că aceasta va oferi Qualcomm o altă alegere de producător la care să apeleze. Dacă planul Intel va funcționa sau nu, spune Amon, este „o întrebare la care este dificil de răspuns”, adăugând: „Încă nu am angajat un produs”.
Pentru Intel, a concura cu TSMC va însemna să învețe un nou mod de a face afaceri, inclusiv să convingă clienții că Intel nu își va pune propriile interese pe primul loc dacă vreodată capacitatea va fi insuficientă. De asemenea, va însemna să se potrivească cu un rival de o eficiență înfricoșătoare, în ciuda faptului că se confruntă cu un dezavantaj probabil în materie de costuri din cauza faptului că are sediul în SUA.
Intel a declarat că, de la începutul anului viitor, va raporta separat rezultatele operațiunilor sale de producție – chiar dacă, deocamdată, singurul client va fi chiar Intel. Directorii companiei speră că această divizie va insufla o mai mare disciplină în întreaga companie, forțând divizia de producție să demonstreze că poate sta pe propriile picioare, în timp ce activitatea de proiectare a cipurilor trebuie să se ridice la nivelul celor mai bune companii „fără fabrică”, cum ar fi Nvidia.
Într-o zi, recunosc ei, acest lucru ar putea duce chiar la o destrămare completă a companiei – ceva ce unii investitori au cerut cu insistență atunci când Pat Gelsinger s-a întors la conducerea Intel în 2021. Dar este probabil să dureze ani de zile pentru ca Intel să câștige suficienți clienți mari dispuși să parieze pe noile sale fabrici avansate, ceea ce face ca o astfel de ruptură să fie o perspectivă îndepărtată.
Pentru politicienii de la Washington, unde reducerea dependenței țării de cipurile fabricate în străinătate a devenit o chestiune urgentă, astfel de termene lungi vor fi o provocare.
„Intel a avut nevoie de 10 ani pentru a-și pierde avansul, iar renunțarea SUA la producția de cipuri a durat 30 de ani”, spune Shih de la Harvard Business School. „Nu vă așteptați la rezultate până la următorul ciclu electoral”.
Sursa – www.ft.com
