Tajwańska Dolina Krzemowa: bez tych układów scalonych nasza cywilizacja nie mogłaby istnieć. Jakie sekrety kryje największe na świecie zagłębie czipów?

Przedmieścia miasta Hsinchu to wielki park przemysłowy: są tutaj siedziby i fabryki blisko pięciuset firm z branży wysokich technologii. Niektórzy twierdzą, że bez nich nie byłoby już niepodległego Tajwanu.
z Hsinchu (Tajwan)

12.03.2024

Czyta się kilka minut

Produkcja płytek krzemowych w fabryce TSM na Tajwanie // Fot. Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.
Produkcja płytek krzemowych w fabryce TSM na Tajwanie // Fot. Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.

Z Tajpej, tajwańskiej stolicy, do Hsinchu można przejechać pociągiem w godzinę. To półmilionowe miasto, położone w północno-zachodniej części wyspy, ma bogatą historię: było jednym z ośrodków japońskiej kolonizacji i jest jednym z siedlisk rdzennej ludności.

Dziś jednak kojarzy się głównie z przemysłem nowoczesnych technologii. Tym, który pod koniec lat 80. XX w. wyniósł Tajwan do grona „azjatyckich tygrysów”, a teraz sprawia, że ta niewielka wyspa u wybrzeży Chin jest jednym z najważniejszych miejsc na świecie.

Tutaj, na wyżynnych przedmieściach Hsinchu, rozłożył się ogromny park przemysłowy. Można go porównać do kalifornijskiej Doliny Krzemowej: na powierzchni 1500 hektarów skupiły się siedziby i fabryki blisko pięciuset firm z branży wysokich technologii.

Gdy przyjeżdżam w środku dnia pracy, ulice są wymarłe – życie miasta skupia się za wysokimi murami zakładów produkcyjnych. Dostęp do nich jest ściśle chroniony. W Hsinchu mówi się, że szpiegostwo przemysłowe jest tu na porządku dziennym. Niektóre kraje dałyby wiele, by poznać sekrety koncernu Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). To największy na świecie producent układów scalonych, na których polega cała współczesna cywilizacja.

Małe, coraz mniejsze

Ale czym właściwie są układy scalone? Zwane też mikroprocesorami, to zestawy połączonych elementów elektronicznych (tranzystorów) zamkniętych na małej płytce (czipie, zwanym też półprzewodnikiem), która wykonana jest z wafla krzemowego i ma mniej więcej wielkość paznokcia. W jednym czipie znajdują się miliardy elementów – połączonych tak, aby razem mogły realizować złożone zadania obliczeniowe.

Im więcej tranzystorów w jednym procesorze, tym bardziej skomplikowane zadania może on wykonać. Stąd potrzeba, aby były one jak najmniejsze. Firmy prześcigają się w tym, która przesunie jak najdalej granice miniaturyzacji tych i tak już niewyobrażalnie mikroskopijnych elementów. Obecnie najnowocześniejsze tranzystory mierzą 50 nanometrów, tj. 50 milionowych milimetra.

Koncern TSMC, założony w 1987 r., jest tu liderem. Bije na głowę nawet koreański Samsung i amerykański Intel. Tajwański gigant jako pierwszy zaczął produkcję chipów w najnowocześniejszej technologii 3-nanometrowej, a w 2025 r. planuje otworzyć pierwszą na świecie fabrykę 2-nanometrowych układów scalonych.

Ropa XXI wieku

Czipy można znaleźć dziś w każdym urządzeniu elektronicznym – od telefonu przez samochód po pralkę. Na świecie produkuje się dziś ponad bilion półprzewodników rocznie, z czego 60 proc. wytwarzają właśnie zakłady TSMC. Jeżeli jednak zawęzimy te dane do najnowocześniejszych układów scalonych, udział tajwańskiego giganta skoczy do 90 procent.

Tymczasem czipów będziemy potrzebować coraz więcej – czasem mówi się, że są one dla XXI stulecia tym, czy była ropa dla wieku XX. I to nie tylko dlatego, że coraz więcej konsumujemy, ale też dlatego, gdyż wymaga tego walka o prymat na rynku sztucznej inteligencji czy postępująca transformacja energetyczna.

Dla przykładu, auto na silnik spalinowy ma w swojej konstrukcji około tysiąc czipów – gdy pojazd elektryczny ma ich już trzy tysiące. Czipy zasilają też zaawansowane technologie wojskowe i cywilne, w tym medyczne urządzenia diagnostyczne i badawcze.

Z namysłu nad przyszłością

Podobnie jak Dolina Krzemowa, przemysłowy park w Hsinchu nie jest projektem oddolnym. Powstał w 1980 r. z inicjatywy rządu Tajwanu jako wynik namysłu nad przyszłością osłabionego kraju. Niewiele wcześniej, w 1971 r., Tajwan stracił członkostwo w ONZ na rzecz Chińskiej Republiki Ludowej, a w 1973 r. ucierpiał na skutek kryzysu naftowego, który pogrążył gospodarkę opartą na eksporcie tanich towarów przemysłowych. Władze uznały, że pora na wyznaczenie nowej ścieżki rozwoju.

Tajwan miał już pierwsze doświadczenia w montowaniu urządzeń elektronicznych dla zagranicznych koncernów, a w kraju powstawały rodzime firmy z sektora informatycznego, jak Acer, którego laptopy szybko zyskały międzynarodową renomę. Było na czym budować.

Intelektualnym zapleczem dla projektu stała się grupa młodych inżynierów, którzy wrócili na Tajwan po studiach na najlepszych uniwersytetach w USA (ukończonych dzięki sowitym stypendiom od amerykańskiego rządu), i po doświadczeniach pracy w amerykańskich firmach informatycznych, takich jak IBM.

Wśród nich wyróżniał się Morris Chang, założyciel TSMC. Choć dziś już 92-letni, nadal jest aktywny w tajwańskiej debacie publicznej i funkcjonuje jako nieformalny ambasador Tajwanu za granicą.

Morris Chang (z lewej) jako specjalny wysłannik Tajwanu na obrady Wspólnoty Gospodarczej Azji i Pacyfiku (APEC) i wiceprezydent USA Mike Pence. Port Moresby, Papua Nowa Gwinea, listopad 2018 r.

Zamożność emanuje na kraj

Pracę w TSMC otacza aura prestiżu, a absolwenci najlepszych szkół biją się o to, aby zacząć tu karierę. Korzyści są oczywiste: Hsinchu plasuje się na pierwszym miejscu na liście gmin o najwyższych dochodach per capita na Tajwanie. Wielu może sobie tutaj pozwolić, aby posłać dzieci do drogich międzynarodowych szkół, gdzie w pakiecie uczą się programowania, paru języków i gry na instrumentach.

Kariera w branży informatycznej ma jednak swoją cenę. Jak słyszę od specjalisty, który jest w firmie od sześciu lat, nierzadko trzeba pracować po kilkanaście godzin dziennie. W weekendy trudno planować czas dla rodziny, bo nie można wykluczyć wezwania na posterunek.

Poza tym niełatwo się tu dostać – o jeden wakat konkuruje nawet 200 osób. Na moje pytanie, jak zatrudnić się w TSMC, taksówkarz, który zawiezie mnie potem spod fabryki na dworzec, złapie się za głowę i spróbuje mi wybić pomysł z głowy.

Zamożność emanuje stąd na cały kraj. Dziś sektor półprzewodników zatrudnia 336 tys. osób (wraz z „otuliną” branży liczba ta sięga miliona – na 24 mln mieszkańców wyspy) i generuje 15 proc. PKB Tajwanu. A w ostatnich dekadach zmienił kraj nie do poznania.

Amerykańsko-tajwańska programistka, z którą spotykam się na kawie, wspomina, że gdy w 1975 r. jako dziecko udawała się wraz z rodzicami na emigrację do USA, opuszczała biedną tropikalną wyspę. Tymczasem w 2023 r. wróciła do jednego z najbogatszych i najnowocześniejszych krajów świata. Wartość PKB Tajwanu per capita w ciągu jej nieobecności skoczyła z 984 dolarów do 33 tys. dolarów obecnie.

Prezentacja smartfonów z czipami produkcji TSMC na targach w Brukseli, sierpień 2023 r. // Fot. JONATHAN RAA / AFP / EAST NEWS

Czipy gwarancją bezpieczeństwa?

Niektórzy twierdzą, że czipy dają wyspie o wiele więcej niż materialny dostatek, a mianowicie stabilizację w Cieśninie Tajwańskiej.

W artykule z 2021 r. dla pisma „Foreign Policy” ówczesna prezydentka Tsai Ing-Wen określiła przemysł półprzewodników mianem „krzemowej tarczy”, która pozwala Tajwanowi ochronić się przed zakusami komunistycznych Chin. Z kolei Morris Chang tłumaczył, że atak Chin na Tajwan uderzyłby w produkcję półprzewodników, a że odgrywają one wielką rolę w budowaniu innowacyjnej gospodarki, konflikt byłby katastrofalny w skutkach dla wszystkich.

Przedsmak spustoszeń, jakie mógłby on spowodować, dał globalny niedobór chipów spowodowany zakłóceniami w dostawach w związku z pandemią. Wiele osób także w Polsce może pamiętać, jak trudno było o konsolę PlayStation, na którą wzrósł wtedy popyt.

Taki konflikt uderzyłby rykoszetem również w Chiny, bo choć próbują rozwinąć własną produkcję czipów, aż 70 proc. zużywanych układów scalonych nadal importują z Tajwanu. W amerykańskich debatach na temat obrony Tajwanu pojawił się nawet pomysł, by zaminować fabryki TSMC – tak aby upewnić Pekin, z czym wiązałaby się inwazja na wyspę. Oraz przy okazji zagwarantować, że Chiny nie przejmą zasobów tego kluczowego sektora.

Krucha współzależność

Pomysł minowania nie zyskał jednak poparcia władz w Tajpej, nierzadko patrzących na Stany jak na koniecznego, choć kłopotliwego sojusznika.

Inni przypuszczają, że sektor półprzewodników może nie wystarczyć do powstrzymania Chin przed próbą przejęcia wyspy siłą. Obecny prezes TSMC Mark Liu w wywiadzie dla dziennika „New York Times” mówił, że „Chiny nie zaatakują Tajwanu ze względu na półprzewodniki, ale też nie powstrzymają się ze względu na półprzewodniki”.

Aspiracje Komunistycznej Partii Chin do podporządkowania sobie wyspy nie są niczym nowym i sięgają czasów, gdy Tajwan był biednym rolniczym krajem, a do pozycji technologicznego giganta było mu jeszcze bardzo daleko.

Zresztą przywódcy reżimów autorytarnych, odizolowani od krytyki, nie muszą kierować się racjonalnymi pobudkami. Założenie, że współzależność uchroni przed wojną, zostało mocno podważone po inwazji Rosji na Ukrainę. Ku zaskoczeniu wielu w Europie, więzy energetyczne – te przez lata pieczołowicie budowane z Rosją – nie powstrzymały Putina. Dlaczego Xi Jinping miałby postąpić inaczej?

Praca zdalna? Zapomnij!

Jak długo Tajwan utrzyma pozycję lidera w sektorze mikroprocesorów? Zarówno Chiny, jak też USA i ich sojusznicy inwestują dziś w rodzimą produkcję mikroprocesorów, dążąc jeśli nie do autonomii, to przynajmniej do większej niezależności w tej branży. Kontrolowanie technologii chipowych zapewnia w końcu przewagę militarną i gospodarczą, co jest równoznaczne z panowaniem nad światowym porządkiem gospodarczym i handlowym.

Tajwan i jego firmy próbują chronić swoją dominację, broniąc się np. przed wyciekami technologicznych tajemnic. Dlatego, jak mówi mi menadżer techniczny w TSMC, praca zdalna nie jest tu możliwa, a pracownicy nie mogą wejść do fabryk z własnymi urządzeniami elektronicznymi (aby uniknąć choćby hipotetycznej możliwości wyniesienia danych). Co może zaskakiwać w erze pracy zespołowej, w TSMC programiści nie do końca wiedzą, co robi kolega lub koleżanka z sąsiedztwa – rezultaty ich pracy „centralizuje” wyższy menedżer, któremu kierownictwo może bardziej zaufać.

Ale konkurencja też podejmuje wysiłki. W 2022 r. Chiny zgłosiły rekordową liczbę 69 tys. patentów związanych z mikroelektroniką, co stanowiło gwałtowny, bo 59-procentowy wzrost wobec 43 tys. zgłoszeń pięć lat wcześniej.

Stany nie chcą pozostać w tyle. W 2022 r. z inicjatywy prezydenta Joego Bidena w życie weszła ustawa CHIPS Act, przewidująca 50 mld dolarów na subsydia, ulgi podatkowe i inne zachęty dla branży czipowej. Jednym z jej beneficjentów jest zresztą koncern TSMC, który buduje dwie fabryki w stanie Arizona.

„Z braku pracowników”

Jednak Tajwan ma przewagi, których tak prosto nie mogą powtórzyć inne państwa.

Jest mocno wpięty w globalny łańcuch dostaw, kluczowy dla produkcji czipów, z którego Chiny są coraz częściej wykluczane. USA nakładają na nie coraz surowsze ograniczenia, zwłaszcza na sprzedaż sprzętu do produkcji półprzewodników. Jednocześnie przekonując kraje sojusznicze, by kluczowi dostawcy – tacy jak holenderska firma ASML – dołączyli do blokady technologicznej Pekinu.

No i takim Amerykanom zwyczajnie daleko do pracowitości Tajwańczyków, którzy są przyzwyczajani do tego od dziecka. Legenda miejska w Tajpej głosi, że szkółek wieczornych organizujących dodatkowe lekcje do dziesiątej wieczorem jest tu więcej niż sklepów spożywczych sieci „7-Eleven” (to odpowiednik „Żabki”, nawet jeszcze bardziej popularny).

Widać też już pierwsze efekty różnic w kulturze pracy: rozpoczęcie produkcji czipów TSMC w Arizonie, planowane na 2024 r., przesunięto na rok 2027 lub 2028. Mark Liu twierdził, że powodem jest „brak odpowiednio wykwalifikowanych pracowników, którzy mogliby przeprowadzić instalację specjalistycznych maszyn do produkcji mikroprocesorów”.

Amerykańscy pracownicy TSMC widzą to inaczej: na ich internetowych forach można przeczytać, że nie chcą „tyrać jak niewolnicy”. TSMC może mieć problem ze znalezieniem i utrzymaniem 4,5 tysiąca pracowników w swoich fabrykach w Stanach.

Nie mówiąc już o uzyskaniu wydajności porównywalnej do fabryk w Hsinchu.

MARIA WIŚNIEWSKA jest stypendystką Taiwan Fellowship i analityczką Polityki Insight.

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
89,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]

Artykuł pochodzi z numeru Nr 11/2024

W druku ukazał się pod tytułem: Tajwańska krzemowa tarcza