Così gli Stati Uniti rilanciano la leadership sui semiconduttori

Gli Stati Uniti non si fermano e canalizzeranno nuove risorse nella corsa ai semiconduttori. Lo ha annunciato la Casa Bianca nei giorni scorsi, in una nota stampa. Saranno oltre $5 miliardi gli investimenti nell’industria dei semiconduttori per quanto riguarda la ricerca e lo sviluppo (R&D).

L’investimento, che verrà implementato nel solco dello US Chips and Science Act e di cui rappresenta l’ultima fase attuativa, beneficerà principalmente il National Semiconductor Technology Center (Nstc), un consorzio pubblico privato fondato per rafforzare la cooperazione tra istituzioni di ricerca e l’industria privata al fine di “accelerare il tasso delle nuove innovazioni, abbassare le barriere alla partecipazione della R&D nei chip e affrontare direttamente alcune necessitò fondamentali per una forza lavoro specializzata nel settore”.

Secondo quanto riportato dalla Casa Bianca, i nuovi fondi intendono “avanzare la leadership americana nel settore R&D dei chip, dimezzare tempi e costi per la commercializzazione di nuove soluzioni tecnologiche, rafforzare la sicurezza nazionale e avvicinare gli americani nel mondo del lavoro in questo settore”. Il gap esistente tra domanda di lavoratori e tecnici specializzati e l’offerta è, infatti, uno dei temi spesso sottovalutati nella corsa ai semiconduttori, un aspetto che l’amministrazione ha deciso di affrontare tra le varie priorità che urgono nel settore.

In generale, grazie anche agli incentivi previsti dal Chips Act con oltre 52 miliardi di dollari stanziati per la manifattura avanzata e la regionalizzazione della filiera negli Stati Uniti, grandi aziende come TSMC, Samsung e Intel hanno annunciato nuovi siti di produzione (le cosiddette foundry) o ampliato quelle esistenti per assicurare forniture sicure e stabili di semiconduttori, soprattutto quelli più all’avanguardia e richiesti dal mercato (come i chip per i data center o per le applicazioni legate all’intelligenza artificiale).

“L’annuncio di oggi inaugura la prossima fase di attuazione delle iniziative per la ricerca e lo sviluppo dei semiconduttori e per la forza lavoro previste dal Chips and Science Ac e mantiene l’enorme promessa di rafforzare l’economia, la sicurezza nazionale e la leadership tecnologica dell’America” ha affermato in un comunicato stampa John Neuffer, presidente e ceo della Semicondutctor Industry Association (SIA). “Ci congratuliamo con i leader di Washington per aver promosso il finanziamento dell’Nstc e di altri programmi vitali per i semiconduttori.”

Nell’ottobre 2022, SIA e il Boston Consulting Group (BCG) avevamo pubblicato un rapporto che identificava cinque aree chiave dell’ecosistema di ricerca e sviluppo dei semiconduttori che avrebbero dovuto essere rafforzate dal finanziamento della ricerca e sviluppo previsto dalla legislazione. Il rapporto, intitolato American Semiconductor Research: Leadership Through Innovation, sottolineava infatti l’importanza della collaborazione tra governo e industria per l’Nstc e il National Advanced Packaging Manufacturing Program (Napmp). Lo studio chiedeva, inoltre, che i finanziamenti venissero utilizzati per colmare le principali lacune dell’attuale ecosistema di ricerca e sviluppo dei semiconduttori, per contribuire a spianare la strada a una leadership duratura degli Stati Uniti nell’innovazione dei chip.

Gli incentivi alla produzione previsti dal Chips Act hanno già catalizzato ingenti investimenti negli Stati Uniti. Dall’introduzione della legge, infatti, le aziende dell’ecosistema dei semiconduttori hanno annunciato decine di nuovi progetti in tutto il Paese, per un totale di oltre 220 miliardi di dollari di investimenti privati. Questi progetti annunciati creeranno più di 40.000 posti di lavoro nell’ecosistema dei semiconduttori e sosterranno centinaia di migliaia di altri posti di lavoro negli Stati Uniti in tutta l’economia a valle.

A dicembre la Casa Bianca aveva annunciato la prima sovvenzione nell’ambito del Chips and Science Act. Il contractor della difesa Bae Systems ha ricevuto 35 milioni di dollari per modernizzare una fabbrica obsoleta a Nashua, nel New Hampshire. Una mossa ch ha fatto salire le azioni di produttori di chip come Intel e Advanced Micro Devices (Amd). Il mese scorso, inoltre, il Dipartimento del Commercio ha annunciato che avrebbe concesso a Microchip Technology 162 milioni di dollari di finanziamenti federali nell’ambito della legge per incrementare la produzione di semiconduttori nazionale. Gli Stati Uniti contano oggi circa per il 12% della capacità di produzione a livello globale, rispetto al 37% di share di cui godevano circa trent’anni fa. Analogamente, decenni fa il governo statunitense investiva quasi il 2% del prodotto interno lordo in R&D, ma negli ultimi anni la percentuale di investimenti pubblici è scesa sotto l’1% trainata principalmente dalle aziende di chip leader nel settore.

La leadership americana rimane ancorata al segmento design (società fabless), con il 72% del fatturato a livello mondiale solo nel 2022, secondo i dati del Bureau of Industry and Security (Bis), grazie ad aziende come Qualcomm, Apple, Broadcom, Nvidia e Amd, oltre alla fornitura di apparecchiature e software essenziali per la realizzazione dei microprocessori e che sono attualmente sotto embargo per la Repubblica Popolare Cinese come previsto dalle disposizioni del Dipartimento del Commercio implementate e aggiornate sin dal 2019 (anno in cui gli Usa hanno inserito Huawei, Smic e altre società cinesi attive nella corsa ai chip nella cosiddetta entity list). Gli Stati Uniti sono patria di otto dei dieci maggiori fornitori di semiconduttori al mondo e rappresentano, secondo le stime, il 53% delle vendite mondiali di semiconduttori nel 2022.

Nel contesto della competizione con Pechino, sono i chip per l’intelligenza artificiale ad aver attirato la maggior parte dell’attenzione di Washington (nonostante la Cina stia costruendo una sovracapacità sui nodi più maturi per semiconduttori comunque indispensabili per altri settori industriali). Le recenti disposizioni delle agenzie federali, che vietano l’export di macchinari avanzati (Euv) per la fabbricazione e di chip avanzati e super-performanti per addestrare i sistemi IA, hanno scosso il settore e spinto molte aziende (come Nvidia e Amd) a sviluppare microprocessori che rispettino le disposizioni di legge pur di non perdere il mercato cinese.

La Cina sembra al momento riuscire ad evadere l’embargo e gli export control degli Stati Uniti nella sua corsa ai chip avanzati, nonostante sia del tutto da dimostrare la sua capacità di produrre in scala microprocessori che siano perlomeno equiparabili con i peer competitors come Tsmc e Samsung che sono, al momento, le uniche due aziende capaci di produrre alla frontiera nanometrica.

Se la geopolitica ha colpito con forza la globalizzazione del settore (come ha rilevato il fondatore di Tsmc, Morris Chang) lo riscontriamo anche da alcuni dati che certificano una contrazione, dovuta anche dal contesto macroeconomico non favorevole. La SIA ha annunciato lunedì scorso che il fatturato globale dell’industria dei semiconduttori si è fermato a $526,8 miliardi nel 2023, con una diminuzione dell’8,2% rispetto al totale del 2022 ($574,1 miliardi) che è stato l’annuo più proficuo di sempre per il settore. Le vendite sono aumentate nella seconda metà del 2023, e in particolare quelli di chip logici (data center, IA e smartphone) che hanno totalizzato $178,5 miliardi nel 2023, diventando così la categoria di prodotti più grande in termini di vendite.

La crescita dirompente delle applicazioni dell’IA sta infatti mettendo sotto pressione l’industria dei semiconduttori, già gravata dall’embargo in posto dagli Stati Uniti e comunque in un contesto di mercato in parte distorto da un consistente flusso di investimenti pubblici dalle principali potenze industriali (G7). Non è infatti da escludere una penuria di chip IA nel breve periodo: sarebbe, tuttavia, una carenza strutturale e non di circostanza come accaduto durante la pandemia, quando fu il riorientamento dei produttori di chip verso i clienti Big Tech ad indurre la crisi di forniture in altri settori, in particolare quello automotive.

Fabbricare chip avanzati è, infatti, un business molto complesso e che richiede cicli d’investimento molto lunghi e onerosi. Senza contare la capacità esistente (concentrata principalmente tra Taiwan e Corea del Sud), per costruire una fab avanzata servono più di $20 miliardi di dollari, mentre una sola macchina High-NA Euv realizzata da Asml può costare, da sola, circa $300 milioni di dollari, oltre ad una schiera di fornitori di materiali e prodotti chimici (un mercato che nel 2023 valeva circa 100 miliardi secondo le stime di categoria). In totale, sono più di 10.000 i passaggi richiesti per portare un chip dal design al cliente finale.

Per scongiurare uno scenario di penuria, non è sfuggita la proposta di Sam Altman, Ceo di OpenAI (società di intelligenza artificiale che ha sviluppato e popolarizzato ChatGPT e che, materialmente, è basata sui microprocessori GPUs H100 e A100 di Nvidia le cui vendite sono vietate da Washington in Cina) di raccogliere investitori per potenziare la capacità di produzione di questi chip, ad oggi monopolizzata da una sola azienda: Tsmc che conta per circa il 92% dello share di mercato.

Secondo le ricostruzioni del Wall Street Journal, Altman vorrebbe raccogliere tra i 3 e 5 trilioni di dollari di investimenti (circa dieci volte le attuali vendite dell’intera industria dei chip che potrebbero arrivare a $1 trilione solo nel 2030) per aumentare la produzione di semiconduttori logici, a supporto delle GPU (graphic processing units), sostanzialmente il petrolio dell’economia trainata dall’intelligenza artificiale. La carenza di questi chip, secondo Saltman, potrebbe rallentare la crescita di OpenAI, dal momento che sono necessari per addestrare i modelli linguistici alla base di sistemi di IA come ChatGPT.

Tali cifre si avvicinerebbero, inoltre, alla capitalizzazione di mercato congiunta di Microsoft e Apple vicina ai $6 trilioni, a testimonianza di come l’iniziativa di Altman rappresenti una sfida epocale non solo per il futuro della sua azienda, ma anche di quale sia l’impatto materiale, economico della rivoluzione messa in atto dall’IA. Proprio per la portata di questa sfida, che include la necessità di persuadere un network di investitori, industriali e governi in tutto il mondo, per Altman sarà inevitabile interfacciarsi in via prioritaria con il governo degli Stati Uniti, che ha sul rafforzamento dell’industria dei chip nazionale una priorità strategica.

In questa direzione, Altman avrebbe già incontrato la Segretaria del Dipartimento del Commercio, Gina Raimondo, per discutere l’iniziativa in allineamento con le priorità nazionali. Il flusso di investimenti nei chip avanzati per l’IA è materia sensibile e che sicuramente dovrà trovare il consenso di Washington considerando la difficoltà di contenere i fondi di venture capital dall’investire in società o entità ritenute un rischio per la sicurezza nazionale.