Hlavní navigace

Za humny jsou čipy. Role Evropy ve výrobě polovodičů upadá, Drážďany jsou jednookým králem

30. 8. 2021
Doba čtení: 10 minut

Sdílet

 Autor: Jan Sedlák
Přečtěte si reportáž z nedalekých Drážďan, kde už od dob NDR působí silný polovodičový sektor a aktuálně největší výroba čipů v Evropě. Starý kontinent ale v této branži rychle upadá.

Drážďany většina Čechů zná především díky vánočním trhům, nákupům levného oblečení v Primarku a jako lokalitu jednoho z nejbližších Apple Storů, kde je možné si stoupnout do fronty na nový iPhone. Ve městě, které bylo na konci druhé světové války těžce poškozeno bombardováním spojenců a od té doby si prochází přebudováním, se ale odehrává ještě jeden příběh. Do záře reflektorů se dostal v posledním roce, kdy se svět potýká s výrazným nedostatkem čipů.

„Dalo by se říci, že jsme jednookým králem mezi slepými,“ směje se Frank Bösenberg v jedné z nízkých budov stojících v komplexu na kraji Drážďan. Jde o nenápadnou oblast napojenou na lesní cesty, kde lze během oběda na procházkách vidět zaměstnance zdejších firem. Technologický park, jenž zde sídlí, jich okupuje řada. Mají jedno společné – všechny se nějakým způsobem točí kolem průmyslu s čipy a polovodiči. Bösenberg tyto podniky zastupuje jako šéf zastřešující organizace.

Řada z těchto společností není nijak obrovských, mají ale úzkou specializaci. Zabývají se třeba fotonikou, chemickými procesy, mikrokontroléry, čipy pro napájecí elektroniku a tak dále. Pokud se vydáte do dalších částí Drážďan a spolkové země Sasko, počet firem se začne rozšiřovat a narazit lze i na ty skutečně velké. Polovodičové aktivity zde mají třeba evropští šampioni jako Bosch a Infineon. Ten má dokonce v Drážďanech dvě vlastní tramvajové zastávky.

Celé této oblasti se říká Silicon Saxony, neboli Křemíkové Sasko. Stejný název nese i Bösenbergova organizace. Křemíkové Sasko je v současné době největším producentem čipů v Evropě a jedním z největších hubů na světě. V Sasku se vyrobí zhruba polovina čipů, které na starém kontinentu vzniknou. Branže v regionu čítá 2500 firem s 75 tisíci zaměstnanci a loňskými tržbami 16,5 miliardy eur.

Jednooký král

Česko má tedy za humny vyspělý technologický sektor strategického významu. Zde se ale bohužel vracíme k citaci s jednookým králem. Význam Evropy ve výrobě čipů drasticky upadá, podobně jako třeba v podílu největších firem planety. Zatímco ještě v roce 2013 jsme se na celosvětové produkci čipů podíleli dvaceti procenty, dnes je to pod deset procent. Jsme sice stále ve hře, ale pokud trend bude pokračovat, procenta budou ještě nižší.

Zastávka Infineon v Drážďanech
Autor: Jan Sedlák

Zastávka Infineon v Drážďanech

To může být problém zejména strategický či v tom, že se Evropa může dostat do pozice jednoduše vydíratelného hráče. Nejvíce viditelným příkladem jsou zdejší automobilky, jež Evropu stále sytí. Převis poptávky nad nabídkou a chyby v plánování zapříčinily, že řada provozů včetně české Škodovky musela být odstavena. Čipy nebyly a stále nejsou.

Řada oborů zároveň doposud nechápe, jak moc závislé na polovodičích jsou. V době, kdy jsou mikrokontroléry v podstatě ve všem, by mělo jít o oblast prioritního významu. Zde lze opět zmínit automobilky. Ty kvůli covidu zrušily objednávky čipů, aby pak zjistily, že po nečekaně rychlém oživení už pro ně nejsou výrobní kapacity.

Hlad automobilového průmyslu a dalších sektorů nasměroval do Saska pozornost politiků a investorů. Infineon, dříve čipová sekce Siemensu, oznámil, že v Drážďanech do posílení výroby v příštích pěti letech investuje 1,1 miliardy eur. Továrnu na čipy zde má i GlobalFoundries, někdejší výrobní divize AMD. Ta hodlá investovat dalších 400 milionů eur a současnou produkci 400 tisíc waferů ročně zdvojnásobit.

Saská a německá vláda rozjely jednání se společnostmi Intel a TSMC. Intel si vyrábí čipy sám a během následujících let chce rozjet produkci i pro externí zákazníky. Šéf společnosti Pat Gelsinger v současné době objíždí evropské země a vyjednává co nejlepší podmínky pro případnou stavbu zdejší továrny. Jde o investice v řádech miliard eur a právě o Drážďanech se mluví jako o silném kandidátovi. Snaží se i další, evropský polovodičový hub je například ve francouzském Grenoblu.

TSMC je největším zakázkovým producentem čipů (Apple, AMD, Qualcomm, Nvidia, automobilky a řada dalších), který své nejpokročilejší výrobní procesy primárně alokuje doma na Tchaj-wanu a další provozy má třeba v Číně. Chystá rovněž fabriku ve Spojených státech. Evropští politici se nyní snaží TSMC dotáhnout i sem, nejvíce se opět snaží Německo.

Hra, co se nehraje fér

Jenže to nebude tak jednoduché. Za prvé, starý kontinent není pro TSMC tolik atraktivní. Není zde dostatek skutečně velkých zákazníků, jako je Apple, kteří by obří investice ospravedlnili. Evropa už nemá žádné pořádné producenty mobilů, počítačů nebo serverů. Kuloární informace říkají, že automobilky tvoří pouze pět procent zakázek TSMC, ani tento hrdý evropský sektor tedy nemusí být pro Tchaj-wance dostatečnou motivací.

Frank Bösenberg, Silicon Saxony
Autor: Jan Sedlák

Frank Bösenberg, Silicon Saxony

„Aby se TSMC rozhodlo postavit výrobu v Evropě, na to by byl potřeba výrazně větší počet zákazníků,“ souhlasí Radoslav Danilák, jehož firma Tachyum nyní chystá do produkce univerzální procesor Prodigy.

A pak je zde otázka peněz. Výroba čipů je kapitálově obrovsky náročná disciplína vyžadující investice v řádech jednotek až desítek miliard eur. Intel, Samsung nebo TSMC proto těží ze státních pobídek, které se snaží vyjednat i v Evropě. Na ruku jim jde vývoj v posledních měsících.

„Čipy jsou vše, jen ne volný trh. Není to hra, co se hraje fér,“ myslí si Bösenberg. Naráží na to, že země jako Tchaj-wan, Spojené státy, Jižní Korea a Čína své producenty masivně dotují, což těmto firmám dává výhodu oproti konkurentům z Evropy. „Pokud chceme zůstat ve hře, musí přijít podpora. Státní investice jsou nutné.“

Evropská unie v rámci postcovidového fondu obnovy navrhla, že do podpory polovodičového průmyslu pošle přes sto miliard eur. Zaznívají také plány na vytvoření vlastní 2nm produkce. Podle oslovených zástupců průmyslu jde o dobrý návrh, velice problematická je ale rychlost uvádění pravidel a podpory do praxe.

„Proklamace politiků jsme slyšeli, nyní je potřeba je naplnit. Bohužel se toho moc neděje a zatím jen čekáme. Každým dnem, kdy se nic neděje, jsme nervóznější,“ říká jeden z manažerů Infineonu, který nechce být jmenován.

Zrozeno ve východním Německu

Podpora vedení země ostatně pomohla v tom, že v Sasku silný polovodičový sektor vznikl. Historie se začala psát už v roce 1961 za Německé demokratické republiky. Komunistická země ve sféře vlivu Sovětského svazu se tehdy rozhodla, že je třeba dosáhnout samostatnosti v mikroelektronice. Jako místo, kde se má tento plán realizovat, byly vybrány Drážďany.

Infineon v Drážďanech
Autor: Jan Sedlák

Infineon v Drážďanech

Sovětský svaz ani jeho satelity sice nikdy nedosáhly na pokroky a úspěchy jako západ, v Drážďanech a okolí se ale akumulovala slušná expertíza. Zdejší inženýři mimo jiné měli slušné vědomosti díky reverznímu inženýrství spojenému s průmyslovou špionáží. Podobně jako v jiných východoevropských zemích se zde totiž analyzovaly a klonovaly čipy ze Spojených států nebo Japonska.

Ukázala se také tradiční neschopnost komunistických zemí dotáhnout věci do produkce. Východoněmečtí výzkumníci například v polovině osmdesátých let jako první na světě vymysleli paměťový čip s kapacitou jednoho megabajtu. Nikdy nebyl uvedený do výroby. Připomíná to další příběhy. Zakladatel sovětské kybernetiky Viktor Gluškov například navrhoval vytvoření rozsáhlé počítačové sítě, pomocí které by se dalo řídit zemědělství, vojenské aktivity a podobně. Komunisté jemu i jeho následovníkovi vždy tak nějak vzkázali (pokud vůbec odpověděli), že automatizace sovětského hospodářství není důležitá. A mezitím v USA vznikl ARPANET.

Tak jako tak, když došlo na revoluci, v Křemíkovém Sasku už pracovalo kolem 25 tisíc polovodičových odborníků. Nová vláda včas rozpoznala potenciál. Peníze ze západního Německa, které šly na obnovu východního kolegy, se tak mimo jiné nasměrovaly právě do Drážďan. Výrazně se také zjednodušila byrokracie, což si místní vychvalují dodnes.

Některé státní podniky sice padly, inženýři si ale začali zakládat vlastní čipové firmy všeho druhu. Další firmy byly privatizovány. Například X-FAB úspěšně pokračuje a dnes má v Drážďanech továrnu na analogové čipy. Firmy jako Siemens nebo AMD začaly těžit z levné a odborné pracovní síly. Nastaly různé vývojové cykly. Obor si třeba prošel útlumem v době, kdy se firmy více orientovaly na solární boom. Ten skončil, síly se přeskupily a Křemíkové Sasko od roku 2009 stabilně roste.

Problémy Evropy

Stát sehrál důležitou roli i ve velkém aktuálním projektu. Bosch v Drážďanech uvádí do provozu novou továrnu na čipy s investicí jedné miliardy eur. Velkou část financí poskytla spolková vláda. Továrna začíná chrlit 300mm wafery, na každý takový se vejde 31 tisíc čipů určených primárně pro automobilky. Začíná se s 250 zaměstnanci, do budoucna jich má být 700. Výroba je vysoce automatizovaná.

Drážďanská továrna na wafery od firmy Bosch
Autor: Bosch

Drážďanská továrna na wafery od firmy Bosch

„Mikroelektronika je základem pro skoro všechny slibné technologie budoucnosti,“ uvedla k investici do výroby Bosche německá kancléřka Angela Merkel. Připomněla, že jde o největší jednotlivou investici této společnosti v historii.

Drážďany dnes mají výhodu v kritické mase. Funguje zde silný ekosystém a lidé mohou měnit práci, aniž by se museli stěhovat. Jde o efekt podobný Silicon Valley. Důležité je zásobování absolventy vysokých škol, kteří tvoří větší část nové pracovní síly. Na tom se podílí vysoké školy v Drážďanech, Lipsku, Freibergu nebo Saské Kamenici. Jsou zde i vědecké instituce jako Max Planck Society. Saská vláda slibuje další posilování školství.

V Křemíkovém Sasku funguje produkce pomocí starších výrobních procesů. Nejpokročilejší jsou 16– a 22nm technologie, zatímco TSMC pomalu spouští 5nm proces a chystá se na ještě nižší. Drážďany a okolí dodávají čipy zejména automobilkám nebo například do cestovních pasů, kde pokročilejší metody nejsou potřeba. A jak už bylo řečeno, pro moderní výrobu v Evropě nejsou zákazníci. Zatímco TSMC chce v Arizoně za 12 miliard dolarů postavit 5nm produkci, v případě starého kontinentu uvažuje o něčem méně sofistikovaném, co bude stačit zdejším firmám.

Technologické centrum Drážďany
Autor: Jan Sedlák

Technologické centrum Drážďany

Nabízí se tedy otázka, zda zde není problém slepice a vejce. Evropa nemá velké podniky, které by dokázaly výrobu vysoce pokročilých čipů vytěžit. Největší firmy světa jsou z USA a Číny a role starého kontinentu zde upadá. Možná tedy dříve než výrobu čipů bude nutné vyřešit hluboké strukturální problémy Evropy a velice pomalé rozhodovací a implementační mechanismy.

Čínský problém

Investice v Drážďanech každopádně rostou. Infineon, Bosch, Carl Zeiss a Vodafone sem v posledních letech poslaly osm miliard eur. V porovnání se světovou špičkou jde ale o drobné. Jen TSMC chce během následujících let investovat sto miliard dolarů, Samsung ještě o asi třicet miliard více. Podle organizace Silicon Saxony je nutné rychle uvolnit státní prostředky alespoň ve výši 50 miliard dolarů a dorovnat tak USA. „Sasko něco takového samo nezvládne, Německo také ne. Je potřeba evropská spolupráce,“ myslí si Bösenberg.

Do hry se totiž agresivně žene Čína, která do polovodičů pumpuje přes sto miliard dolarů. Navíc postupuje velice rychle. Velkou motivací jsou americké sankce znemožňující přístup k výrobním strojům nebo TSMC, což ve velkém postihlo Huawei. Čína historicky ukázala, že konkurenty dokáže dohnat a předehnat a je možné, že se jí to dlouhodobě podaří i v čipech.

O vývoji polovodičové oblasti v Číně nedávno v rozhovoru pro Lupu mluvil šéf brněnské společnosti Codasip Karel Masařík. „Číňané se pomalu učí nejenom jíst ryby, ale také je lovit,“ uvedl mimo jiné.

Řada lidí v Sasku má obavy z toho, že obranářské sankce USA vůči Číně nepomohou a naopak asijskou velmoc motivují k rychlejšímu rozvoji. Během debat Lupy s místními lidmi z oboru bylo možné narazit na jedno východoněmecké historické přirovnání.

Sovětský svaz včetně NDR neměl ve své době přístup k součástkám z Japonska. Šlo zejména o fotonické a optické součástky do výrobních strojů. Společnost Carl Zeiss tedy dostala za úkol, aby tyto technologie vyvinula. Dnes přesně tyto součástky do svých vysoce sofistikovaných strojů (jeden stojí 150 milionů eur) na litografii určenou pro výrobu čipů odebírá ASML.

Tip do článku - Cif21 - firmy

ASML je nizozemská společnost, která je možná vůbec jedinou evropskou firmou se skutečně globální pozicí. Její šéf Peter Wennink nedávno před sankcemi vůči Číně rovněž varoval. Podle něj hrozí, že si Čína udělá vlastní ASML a to evropské už nebude potřebovat. Podobně se vyjadřují STMicroelectronics a NXP Semiconductors, další silní evropští polovodičoví hráči. „Aby to nedopadlo tak, že místo Carl Zeiss bude součástky do ASML dodávat Čína,“ šlo zaslechnout v Sasku.

Je možné, že se krize s čipy vyřeší sama a že jde o jeden z ekonomických cyklů. Soběstačnosti v dodavatelském řetězci pravděpodobně nebude schopný dosáhnout nikdo. Někdo dokáže dodávat chemikálie, jiný suroviny, další fotoniku a tak dále. Polovodičový ekosystém je vysoce komplexní. Globální partie je ale rozehraná. A jak říká Bösenberg: „Svět na Evropu nečeká.“

Autor článku

Reportér serveru Lupa.cz, dříve redaktor deníku E15, týdeníku Euro a webu Connect.cz. O technologiích píše také do zahraničních médií.