שבבים הם הנפט החדש, וארה"ב מוציאה מיליארדים כדי למצב את מעמדה

העולם הולך ונעשה דיגיטלי יותר מבעבר, והשבבים הפכו לכלי עבודה מרכזי בו. כך למשל, בשנת 2021, המכונית הממוצעת הכילה כ־1,200 שבבים בשווי של כ־600 דולר - כפליים מכמות השבבים שהיו במכונית טיפוסית ב־2010. משבר שרשראות האספקה הוביל למחסור בשבבים וחידד את חשיבות הפיתוח הטכנולוגי. יצרני מכוניות למשל, הפסידו 210 מיליארד דולר בשנה שעברה בגלל מחסור בשבבים, על פי חברת הייעוץ AlixPartners.

● רוסיה איבדה עשרות מגוייסים במתקפה אחת, אבל בצבא הרוסי ממשיכים כרגיל
● אוכלוסיית סין התכווצה ב-2022 בפעם הראשונה מ-1961

במקביל, התחרות על פיתוח והפצת שבבים ברחבי העולם עוררה חשש שסין תהפוך למעצמה שתוביל את התעשייה בעתיד, בין אם בשימוש אזרחי או צבאי, ואף לחסום לארה"ב גישה לרכיבים חיוניים בייצור שבבים.

בין היתר, מסיבה זו, הממשל האמריקאי וחברות אמריקאיות רבות מוציאות כעת מיליארדי דולרים על ייצור שבבים כדי למצב את מעמדה של אמריקה בתעשייה. מאז שנת 2020, חברות אמריקאיות לייצור שבבים חשפו יותר מ־40 פרויקטים בשווי כולל של כמעט 200 מיליארד דולר, שיכולים לייצר 40 אלף מקומות עבודה, על פי איגוד תעשיית יצרני השבבים.

"המקום בו נמצאות עתודות הנפט הגדיר את הגיאופוליטיקה בחמישה העשורים האחרונים", אמר מנכ"ל אינטל פט גלסינגר בכנס שנערך בחסות הוול סטריט ג'ורנל באוקטובר. "המקום בו יוקמו מפעלי שבבים בחמישה העשורים הבאים יהיה גורם יותר חשוב".

כשנפט הפך לרכיב מרכזי בכלכלה העולמית בתחילת המאה ה־20, ארה"ב הפכה לאחת היצרניות הגדולות בעולם. אלא שכעת, הבטחת מלאי השבבים מורכבת יותר - בעוד שכל חבית נפט דומה לחבית אחרת, שבבים אלקטרוניים מגיעים במגוון סוגים, יכולות ומחירים, ותלויים בשרשרת אספקה רחבה. בהינתן זאת, ארה"ב לא מסוגלת להיות אחראית בלעדית על ייצור השבבים בעולם.

המאבק מול סין: רק קצה צוואר הבקבוק?

"לארה"ב יש אפס יכולת להוביל בייצור", אמר מייק שמידט, העומד בראש משרד המסחר המפקח על יישום חוק השבבים והמדע, שחתם עליו באוגוסט נשיא ארה"ב ג'ו ביידן. על פי החוק, הממשלה תקצה סבסוד של 52 מיליארד דולר לייצור ומחקר השבבים. "הפיכת ארה"ב למעצמה שמובילה בעולם את ייצור השבבים היא מטרה מאוד שאפתנית", הוסיף שמידט.

המחסור בשבבים בעת האחרונה הוביל לפגיעה רחבה ומאוד קשה. ג'ים פארלי, מנכ"ל חברת פורד, אמר בכנס של מנהלי חברות שבבים בנובמבר שעובדי בתי חרושת היו צריכים לעבוד רק שלוש פעמים בשבוע מאז תחילת אותה שנה בעקבות המשבר. מחסור בשבבים פשוטים, גרם לחברה להחמיץ את יעדי הייצור שקבעה לעצמה לייצור כ־40 אלף כלי רכב.

דוגמה נוספת לחברה שנפגעה מהמשבר היא ResMed, המייצרת מכונות לטיפול בהפרעות שינה. עד שנת 2014, המכונות מתוצרת החברה מסן דייגו הכילו רק שבב בודד לניהול לחץ האוויר והלחות. בהמשך, ResMed שידרגה את מוצריה כשהוסיפה להם שבבים סלולריים ששידרו מידע על דפוסי השינה למכשירים הניידים של המשתמשים ולרופאים שלהם.

כתוצאה מכך, הלקוחות של ResMed החלו יותר להשתמש במכשירי החברה. מכיוון שהתמותה בקרב מי שסובלים מהפרעות שינה נמוכה יותר אצל האנשים המשתמשים בעקביות במכשירים, שבב פשוט יחסית יכול לעזור להציל חיים.

אולם, ב־ResMed לא הצליחו להשיג מספיק שבבים סלולריים בשנה החולפת, למרות שהביקוש למכונות החברה עלה. בעקבות זאת, חלק מהספקים אף הפרו הסכמים שנחתמו מול החברה, ומטופלים היו צריכים לחכות חודשים.

מנכ"ל החברה מיק פארל אמר שדחק בספקים ותיקים לתת לחברה שלו עדיפות על פני אחרות. "ביקשתי עוד ועוד ועוד, ובבקשה שיציבו אותנו בעדיפות גבוהה", סיפר. "זה מקרה של חיים ומוות - אנחנו לא סתם מבקשים משהו שמשפר את ההרגשה".

בעקבות המחסור, החברה החלה להשתמש בשבבים אחרים שקל יותר להשיג בשוק. היא חיפשה ספקים חדשים ואפילו הוציאה מחדש לשוק דגם ללא שבב. למרות שהמחסור בשבבים דעך מעט באחרונה, פארל עדיין חושש שאספקת השבבים עלולה להתגלות כצוואר בקבוק.

במאי האחרון, שורת מנכ"לים של חברות טכנולוגיה רפואית פנו למזכירת המסחר של ארה"ב, ג'ינה ראימונדו, בבקשה לעזרה, מה שהוביל את האחרונה לפנות לסוכנויות פדרליות אחרות במטרה להגדיר את הציוד הרפואי כחיוני.

בקשות מסוג זה מוסיפות לתחושת הדחיפות במאמצים של ממשל ביידן לעקוף את חוק השבבים והמדע. ארה"ב כבר זמן רב נמנעת ממדיניות תעשייתית, שלפיה הממשלה מכוונת משאבים לתעשיות מסוימות במקום שהשוק "יקבע את הכללים בעצמו". אמנם כלכלנים רבים מותחים ביקורת על מדיניות תעשייתית הזו, אבל הן מחוקקים רפובליקאים והן דמוקרטים רבים טוענים שיש להעניק יחס שונה לתעשיית השבבים, מכיוון שבדומה לנפט, יש לה שימושים צבאיים ואזרחיים חיוניים.

 ביידן בחניכת המתקן החדש של אינטל, ספטמבר 2022 / צילום: Reuters, Sipa USA

זמן קצר לאחר שעבר החוק, אינטל, שכבר שנתיים דחקה בקונגרס להעביר אותו, הניחה את אבן הפינה לפרויקט בשווי 20 מיליארד דולר באוהיו. במשרד המסחר יפרסמו בחודש הבא קווים מנחים לאופן בו יחולקו סובסידיות הייצור הקבועות בחוק.

אסיה על המפה: מעמדה של ארה"ב נשחק

כבר בשנות ה־40 ארה"ב היה מעורבת בתחום ייצור מעבדים, ועד היום חברות מקומיות עדיין נחשבות לבין המובילות בתעשייה. אולם, הנתח של ארה"ב בייצור העולמי נשחק מ־37% בשנת 1990 לכ־12% ב־2020, בעוד שהנתח של סין עלה מכ־0% לכ־15%, על פי קבוצת הייעוץ של בוסטון ואיגוד יצרני השבבים. בנוסף, טאיוואן ודרום קוריאה כל אחת אחראית למעט יותר מ־20% מהייצור העולמי.

שתי היצרניות המובילות של שבבים מתקדמים - אם תרצו, המוחות של מחשבים, טלפונים חכמים ושרתים - הן חברת ייצור השבבים של טאיוואן (TSMC) והחברה הדרום קוריאנית המוכרת, סמסונג. אינטל היא השלישית ברשימה. שבבי זיכרון מיוצרים בעיקר באסיה על ידי חברות שמשרדיהן נמצאים הן במדינה ובארה"ב. שבבים אנלוגיים פשוטים יותר, מיוצרים בשאר העולם.

 תחילת הייצור של שבבי 3 ננומטר במתקן חברת ייצור השבבים של טאיוואן (TSMC), דצמבר 2022 / צילום: Reuters, ANN WANG

הריכוז המרובה של ייצור שבבים בשלושה מוקדים - סין, טאיוואן ודרום קוריאה - מדאיג מנהיגים פוליטיים וצבאיים בארה"ב. הם חוששים שאם סין תמצב את מעמדה בתעשיית השבבים ותוביל אותו, בין אם בכוחות עצמה או על ידי פלישה לטאיוואן, היא תאיים על הכלכלה האמריקאית ועל הביטחון הלאומי באופן שבו יפן - בת ברית של ארה"ב.

החל משנת 2016, פקידים אמריקאים החלו לחסום ניסיונות של סין לרכוש חברות שבבים וטכנולוגיה. ביולי האחרון, רבים בוושינגטון נדהמו כשחברת מחקר קנדית דיווחה שהחברה הגדולה ביותר בסין לייצור שבבים, SMI, החלה לייצר שבבים בטכנולוגיה של 7 ננומטר - רמת תחכום שהם חשבו שהיא מעבר ליכולותיה של סין.

בתגובה לכך, ב־7 באוקטובר, כמעט ללא אזהרה מוקדמת, ממשלת ארה"ב קבעה את המגבלות הנרחבות ביותר אי פעם על ייצוא שבבים לסין. באמצעות הצעדים החדשים, האמריקאים מנסים לעכב את סין, בזמן שארה"ב ובנות בריתה שועטות קדימה.

לא רק סבסוד ממשלתי: העין על השוק הפרטי

בינתיים, פקידים אמריקאים מקווים שבאמצעות סובסידיות פדרלית, מפעלים גדולים ומתקדמים יישארו תחרותיים ורווחיים מספיק גם בעתיד. "אנחנו חייבים למצוא דרך להפעיל כל מנוף שברשותנו כדי לדחוף את החברות האלה קדימה", אמרה מזכירת המסחר של ארה"ב בריאיון שהעניקה. "אני צריכה שאינטל תהפוך את המפעל שלה באוהיו לייצור שבבים, שמניב 20 מיליארד דולר כיום, ותהפוך אותו למפעל שמניב 100 מיליארד דולר. אנחנו חייבים גם לשכנע את TSMC וסמסונג שהן מסוגלות להגביר ייצור מ־20 פרוסות סיליקון בחודש ל־100 אלף פרוסות, ולהיות מצליחות ורווחיות יותר. זה כל המשחק כאן".

השאיפה הזו באה בתזמון מורכב ליצרני השבבים, שרבים מהם ראו ירידה חדה בביקוש למוצרים הטכנולוגיים ממה שהיה בראשית מגפת הקורונה ב־2020. בעקבות זאת, אינטל צמצמה את הוצאותיה, וב־TSMC אמרו השבוע שהירידה בביקוש לשבבים עלולה להוביל אותה לצמצם השנה את הוצאתיה גם כן.

בשל כך, ראימונדו פנתה למשקיעים פרטיים על מנת לסייע בפיתוח פרויקטים לייצור ואספקת שבבים, בהתבסס על מודל של חברה פרטית בשם Brookfield Asset Management, שהשקיעה בעבר במפעל הייצור של אינטל באריזונה. בנובמבר האחרון הציגה ראימונדו את הרעיון בפני 700 מנהלי כספים בכנס השקעות בסינגפור שאירגן בנק ברקלייס.

במקביל, מזכירת המסחר גם פנתה לתאגידים שהשבבים הם חלק אינטגרלי במוצריהם, דוגמת אפל, בכל הנוגע לרכישת השבבים שייוצרו במפעלים האלה באופן ישיר. "אנחנו צריכים לקוחות גדולים שיהיו מחויבים לרכישת השבבים מהמפעלים, וזה יעזור לצמצם את הסיכון בעסקאות ויוכיח שיש עדיין לשבבים האלה ביקוש", אמרה.

מאמצים אלה השתלמו במבהרה, כש־TSMC הכריזה בדצמבר שתגדיל את השקעתה בשבבים ל־40 מיליארד דולר במפעל שנמצא בתהליכי בנייה צפונית לפניקס שבאריזונה. השטח, לשעבר ביתם של תנים וחמורי פרא, מלא כיום עגורני בנייה ומובל אליו ציוד בנייה מתקדם ביותר. ב־TSMC אף שלחו כ־600 מהנדסים אמריקאים לטאיוואן על מנת לעבור את הכשרה הנדרשת.

בטקס שנערך באותו החודש בנוכחות הנשיא ביידן ופקידי ממשל בכירים, ביניהם ראימונדו, הבטיחו מנכ"ל אפל טים קוק ומנכ"לית AMD ליזה סו לרכוש חלק מהתוצרת של המפעל.

על אף ההתלהבות הרבה לגבי תוכניות הסבסוד, ב־TSMC פנו למשרד המסחר האמריקאי, וטענו שעלויות הבנייה בארה"ב הן יקרות יותר בהשוואה לפרויקט דומה בטאיוואן. מוריס צ'אנג, מייסד TSMC, אמר ציין בנובמבר שההבדל בעלויות עלול להגיע ל־50%.

מלבד ארה"ב, גם לאירופה יש תוכניות משלה להכפיל את חלקה בייצור העולמי בעשור הבא. בנוסף לפרויקט באריזונה, TSMC בונה בימים אלה מפעל שבבים ביפן ובוחנת השקעות פוטנציאליות באירופה.

מחסור במהנדסים: ארה"ב נאבקת בבעיה

העלות הגבוהה והמחסור במהנדסים בארה"ב פגעו במאמצים להחזיר ארה"ב לגדולתה בתעשיית השבבים. מונג צ'יאנג, נשיא אוניברסיטת פרדיו באינדיאנה, אמר שסטודנטים למחשבים והנדסה נמשכים לעיצוב שבבים או כתיבת תוכנה, תחומים בהם החברות האמריקאיות מובילות, אך לאו דווקא לייצור. "אפילו אם הם אומרים 'כן, ייצור מעבדים נשמע טוב, אני רוצה לעשות את זה', איפה הם יכולים באמת ללמוד את המקצוע הזה?", תהה צ'יאנג.

לאחרונה באוניברסיטת פרדיו השיקו תוכנית ייעודית שתתמודד עם בעיה זו, ומקווים שכך היא תכשיר יותר סטודנטים בכל שנה עד 2030 באמצעות פרונטליים ומקוונים. בחודש יולי, SkyWater Technology, מפעל ייצור ממינסוטה שבארה"ב, הודיע שיבנה מפעל ייצור נוסף בעלות של 1.8 מיליארד דולר בקמפוס של פרדיו, וחלק מהסכום יגויס על ידי הסבסוד שנקבע בחוק החדש.

התלות העקיפה בסין: בעיית המשאבים

פיתוח הכישרונות העתידיים הוא רק חצי מהמאבק של ארה"ב. האמריקאים גם תלויים במדינות זרות בכל הנוגע לייצור שבבים - הלייזרים החורטים את שרטוטי המעגלים הקטנטנים על פרוסות סיליקון משתמשים בגז ניאון המופק מניאון גולמי. מכיוון שרוב תעשיית הפלדה יצאה מארה"ב בחצי המאה האחרונה, כיום כמעט ולא מפיקים ניאון בתחומה, אלא הרוב מגיע מאוקראינה, רוסיה וסין. בעקבות הפלישה הרוסית לאוקראינה, סין נותרה הספקית המרכזית של ניאון בעולם.

"האם זה סיכון מבחינת ארה"ב? בהחלט", אמר מתיו אדמס, סמנכ"ל ב־Electronic Fluorocarbons, חברה ממסצ'וסטס המייבאת, מזקקת ומוכרת ניאון וגזים אחרים. "איסור ממושך על ייצוא ניאון מסין לארה"ב יפגע בייצור השבבים לאחר שהמלאי הקיים ייגמר".

 שִי ג'ינפינג, המזכיר הכללי של המפלגה הקומוניסטית של סין / צילום: Associated Press, Andy Wong

חלק מחומרי גלם אחרים שמשמשים לייצור, כמו טונגסטן, מיובאים גם הם בעיקר מסין. על מנת לנתק באמת את תעשיית השבבים האמריקאית מסין, ארה"ב צריכה "לתקוע טריז בגלובליזציה" - מהלך שבתעשייה סבורים שפשוט לא אפשרי.

גם אם ארה"ב לא תצליח להשתלט על כל שרשרת האספקה, יש לה סיכוי להפוך את הקערה ולהחזיר את עצמה לעמדת הובלה בתעשיית השבבים. "אני לא חושב שאי פעם עשינו זאת בעבר: ניסיון מודע, מכוון לכבוש מחדש נתח שוק בתעשייה שבה פעם היינו המובילים", אמר רוב אטקינסון, נשיא מוסד טכנולוגיית המידע והחדשנות, הפועל לקידום תמיכה ממשלתית בייצור.

ליזה לין השתתפה בהכנת הכתבה.