Europas halvledar-satsning kan bli flopp

Läs krönikan på webben

EU vill bygga en ny infrastruktur för avancerade halvledare. Tanken är att Europa om några år skall kunna konkurrera med Taiwan, Korea och USA och på det sättet slippa framtida komponentbrist. Mycket talar för att det hela blir ett stort och dyrt misslyckande men det finns en joker i leken. Om Kina invaderar Taiwan kan kanske satsningen vara intressant.

EU vill nu bli ledande inom avancerad halvledarproduktion. De senaste par årens komponentbrist har fått Frankrike och Tyskland (mest Frankrike) att lägga fram ett förslag där gigantiska statliga satsningar skall göra Europa till ett ledande land inom avancerad halvledartillverkning.

Det här låter ju alldeles fantastiskt och från alla som inte kan något om elektronik haglar lovorden. Från elektronikbranschen är däremot kommentarerna betydligt svalare.

Tre stora
Det stora problemet är att satsningen ser ut att ta sikte på den mest avancerade digitala tekniken med de allra minsta geometrierna. Det här är den teknik som används till de komplexa styrkretsarna för självkörande bilar. Det är också den teknik som används till styrkretsar för mobiltelefoner och till avancerade mikroprocessorer för servrar och datorer. Vi talar alltså om CMOS med geometrier från 10 nm och nedåt.

På den här tekniknivån vimlar det inte direkt av tillverkare. De tre stora är TSMC, Samsung och Intel, med TSMC som klart dominerande spelare. TSMC har de senaste åren gått om alla andra när det gäller att massproducera med de mest avancerade processerna.

TSMC skiljer sig också från de andra i det att man inte tillverkar några komponenter i eget namn. Företaget är en ren kiselsmedja och producerar halvledare åt världens alla halvledarföretag. På senare tid har till och med Intel lagt en del av sin produktion hos TSMC.

Samsung är också en viktig kiselsmedja, även om en stor del av företagets produktion består av egna komponenter. För Intel är andelen egna komponenter ännu större och Intel har hittills inte varit överdrivet framgångsrika som kiselsmedja.

Tidiga konstruktionsverktyg
Att TSMC används av så många innebär också att tillverkarna av konstruktionsverktyg lägger stora resurser på att ha verktyg framme så tidigt som möjligt. För t ex Cadence och Synopsys är det livsviktigt att ha ett så tätt samarbete med TSMC att verktygen finns på plats långt innan ”första kisel”. Konstruktionstiderna är långa och de fablösa halvledarföretagen vill ha sina konstruktioner klara i god tid.

Naturligtvis samarbetar tillverkarna av konstruktionsverktyg med alla kiselsmedjor, men det är svårt för en fablös halvledartillverkare att bortse från fördelarna med att använda de mest populära processerna. Det gäller speciellt de mest avancerade processerna där mycket kan gå fel och där en miss kan betyda många månaders förseningar.

Europa kan en hel del
Europa har i och för sig redan en ganska stor halvledarindustri. På en del områden, till exempel när det gäller krafthalvledare i kiselkarbid, ligger till och med Europa i absoluta framkanten. Företag som STMicroelectronics har dessutom stora produktionsanläggningar för digitala och analoga halvledare.

Men inga av de europeiska halvledartillverkarna har hängt med i kapplöpningen mot de verkligt små geometrierna. Redan för ganska många år sedan stod det klart att det skulle bli alldeles för dyrt att klara teknikutvecklingen på den absoluta framkanten. Det krävs jättesatsningar för att komma ikapp.

Samtidigt är det långt ifrån säkert att kunderna skulle följa med även om EU skulle bestämma sig för en teknisk jättesatsning med egna processer. Att ta steget från säkerheten hos TSMC till något helt nytt är oerhört riskabelt.

Lokal produktion?
Ett sätt att lösa problemet är förstås att locka någon av de stora halvledartillverkarna att bygga fabrik i Europa. Det här är också något som EU har försökt ganska länge. Problemet är bara att den europeiska marknaden för avancerade komponenter inte är så ruskigt stor. Vi har varken datorproduktion eller produktion av mobiltelefoner. Fordonsindustrin är visserligen stor, men volymerna när det gäller komponenter med mycket fin geometri är långt ifrån tillräcklig.

Intel har väl visat ett visst intresse men TSMC har hittills varit ganska kallsinniga till europeiska etableringar. Det är tråkigt eftersom det egentligen bara är TSMC som är riktigt intressanta. Men för TSMC är det effektivare att klara det europeiska komponentbehovet från de befintliga anläggningarna på Taiwan än att bygga nya anläggningar i Europa.

Leveransproblem?
EU vill lösa komponentbristen i fordonsindustrin med lokal halvledarproduktion. Men vad beror egentligen komponentbristen på?

För det mesta handlar det faktiskt om dålig kontroll av inköpsprocessen. En nedgång på marknaden leder till avbeställningar i stor skala och sedan är cirkusen i gång. När väl tillverkarna har dragit ner produktionen tar det lång tid att få igång det hela igen.

Det innebär att lokal produktion inte är någon garanti mot komponentbrist. Det blir både billigare och säkrare med bättre kontroll av inköpsprocessen och längre kontrakt så att tillverkarna kan fortsätta att bygga ut sin produktion. Var produktionen sker spelar inte nödvändigtvis någon roll. Just nu ser vi för övrigt mycket stora satsningar på produktionsutrustning i alla stora anläggningar.

Kina och Taiwan
Men det finns en faktor som kan vända allt upp och ner. Om Kina väljer att invadera Taiwan kommer det att få katastrofala resultat för elektronikindustrin. Tysklands beroende av rysk gas är bara en mild västanfläkt i jämförelse med västvärldens beroende av halvledarkomponenter från Taiwan.

Även om Kina skulle lyckas ta över Taiwan utan ett fullskaligt krig bryter ut måste vi räkna med långtgående handelspolitiska åtgärder från Europa och USA. Vi skulle i det läget behöva klara oss utan halvledare från både Taiwan och Kina. Tanken svindlar.

TSMCs etableringar i USA bör ses i det här perspektivet. Men det är väl tveksamt om anläggningarna i USA räcker för behoven i Europa. Fast ärligt talat är det tveksamt om lokal produktion i Europa hjälper särskilt mycket det heller. Så beroende är vi av Taiwan.