Att utvidga den amerikanska halvledarindustrin är en av de viktigaste bestämmelserna i den nya lag som godkänts av senaten.
Yellow Dog Productions/Getty Images
Medan den globala bristen på chips fortsätter att expandera till fler industrier, USA: s senat har antagit en milstolpsräkning som skulle låsa upp ögonvattnande 52 miljarder dollar för att öka den nationella produktionen av halvledare.
Investeringen är en del av ett bredare paket på cirka 250 miljarder dollar som täcker vetenskapliga strävanden som sträcker sig från artificiell intelligens till kvantkommunikation, kallad US Innovation and Competition Act.
I synnerhet att utvidga den amerikanska halvledarindustrin är en av de viktigaste bestämmelserna i den nya lagen. Det följer av ett tidigare löfte från USA: s president Joe Biden, som tidigare i år uppmanade kongressen att investera 50 miljarder dollar i halvledartillverkning och forskning för att stödja den lämpligt namngivna CHIPS Act (Creating Helpful Inccentives to Produce Semiconductors).
Bidens samtal stöddes allmänt av industrin, med en sektorövergripande allians av halvledarföretag som bildades direkt efter tillkännagivandet i ett försök att pressa på att pengarna snabbt skulle säkras.
Med senaten grönbelysning av lagförslaget är finansieringen nu ett steg närmare att bli verklighet. Lagen är nu på väg till representanthuset, där den kommer att debatteras innan den skickas till Vita huset för presidentens underskrift.
“Vi tävlar om att vinna 2000-talet, och startpistolen har gått av. Eftersom andra länder fortsätter att investera i sin egen forskning och utveckling kan vi inte riskera att hamna efter”, säger Biden i ett pressmeddelande. “Jag ser fram emot att arbeta med representanthuset om denna viktiga tvåpartslagstiftning, och jag ser fram emot att underteckna den i lag så snart som möjligt.”
Om lagförslaget godkänns kommer den stora majoriteten av investeringen att fördelas till en CHIPS for America-fond som kommer att öka forsknings- och utvecklingsprogram över hela landet under de närmaste fem åren för att utveckla nästa generations halvledare. En del av budgeten kommer också att fördelas specifikt för att stödja behoven hos Försvarsdepartementet (DoD) och underrättelsetjänster.
Lagförslaget syftar också till att inrätta ett nytt program som kommer att identifiera sårbarheter i USA: s halvledarförsörjningskedja och arbeta för att åtgärda och mildra dessa luckor.
För närvarande är chiptillverkningen i stort sett koncentrerad till regioner utanför USA. Närmare bestämt är halvledargjuterier – som skriver ut kiselskivorna som innehåller integrerade kretsar på nanometerskala – huvudsakligen baserade i Sydostasien.
Detta beror på att i stället för att gå igenom den komplexa processen att tillverka halvledare för sina produkter internt, har de flesta företag under de senaste åren outsourcat jobbet till två ledande företag: Samsung och TSMC. Som ett resultat kommer cirka tre fjärdedelar av världens tillverkningskapacitet för halvledare från Kina, Japan, Sydkorea och Taiwan.
Samtidigt har tillverkningskapaciteten i USA minskat avsevärt. Enligt en nyligen genomförd rapport från Semiconductor Industry Association (SIA) hade USA 37% av den globala chiptillverkningskapaciteten 1990 – ett antal som idag har sjunkit till 12%, främst på grund av stagnationen av statliga subventioner till hjälpa industrin att blomstra.
Den senaste finansieringsrundan som ingår i innovations- och konkurrenslagen kommer därför sannolikt att bidra till att öka den inhemska produktionen av halvledare.
”Den största utmaningen i halvledarindustrin just nu är att den ledande processortekniken är centrerad i Asien, i TSMC och Samsung,” säger Alan Priestley, vice president analytiker på Gartner, till ZDNet. “Det handlar om att USA försöker uppmuntra mer gjuteri och produktionskapacitet inom USA för att mildra detta.”
De senaste månaderna har bara betonat risken att förlita sig på en handfull utländska företag för att leverera komponenter som är lika kritiska som halvledare. COVID-19-pandemin har i själva verket utlöst en ökad efterfrågan på produkter som kräver ett stort antal sofistikerade chips – tänk datorer, bärbara datorer eller spelkonsoler. Gjuterier har emellertid för närvarande inte kapacitet att tillverka tillräckligt med halvledare för att möta den globala efterfrågan, vilket innebär att många industrier saknar komponenter.
Den senaste analysen förutspår att utrustningstillverkare kommer att stå inför sex till tolv månaders ledtider för leverans av rån under de kommande månaderna, vilket innebär att konsumenterna kommer att uppleva förseningar när de beställer produkter. Det som nu beskrivs som en global brist på chip förväntas vara långt in i 2022.
Den nya propositionens investering på 52 miljarder dollar skulle naturligtvis komma för sent för att lösa den aktuella frågan. “USA vill utöka sin kapacitet, men det tar tid”, säger Priestley. “På kort sikt kommer detta inte att ha någon inverkan alls. Det kommer att ta många år att följa igenom.”
Det återstår att en sådan budget på längre sikt kan få en betydande inverkan på den inhemska produktionen av halvledare. SIA uppskattade tidigare att en investering på 50 miljarder dollar i industrin skulle möjliggöra byggandet av 19 gjuterier och se till att USA kan möta den inhemska efterfrågan på marker som används i nationella säkerhetssystem, flyg- och kritisk infrastruktur.
SIA: s VD John Neuffer berömde faktiskt införandet av det nya lagförslaget som ett “avgörande steg” mot att stärka landets halvledarindustri och uppmanade representanthuset att snabbt genomföra investeringarna för att undertecknas i lag.
Men utöver bygggjuterier och tillverkningskapacitet är räkningen också utformad för att driva långsiktiga forsknings- och utvecklingsprogram som kommer att leverera ledande halvledarteknik. Trots den enorma budgeten är det enligt Priestley lättare sagt än gjort.
“Det finns ett stort antal aspekter som går in i försörjningskedjan, från att odla kisel till att göra skivor, bygga gjuterier, montera, testa eller förpacka. Det är en allvarligt komplex kedja som för närvarande är spridd över ett brett spektrum av olika platser, säger Priestley.
Budgeten på 52 miljarder dollar kommer därför att behöva spridas över en rad akademiska institutioner som hanterar olika delar av försörjningskedjan. “Det kommer att bidra och påskynda utvecklingen, men det kommer inte att göra en radikal förändring i branschen”, avslutar Priestley. “Du behöver mer än så.”
Även om förstärkning av USA: s halvledarindustri utgör en viktig del av innovations- och konkurrenslagen, tog den nya propositionen också upp många andra nationella mål när det gäller ny teknik.
Till exempel föreslår lagen inrättande av en ny arbetsgrupp för att samordna utvecklingen av artificiell intelligens och kvantvetenskap; och inkluderar särskilt fokus på att bygga upp en solid kvantnätinfrastruktur, som länge har varit en prioritet för USA.
Relaterade ämnen:
Teknikindustrins hårdvara Intel ARM Artificiell intelligens innovation 