Od fabryki z jednodniowym cyklem do Spruce Pine: co naprawdę ogranicza moce produkcyjne chipów

Różnica nie wynika z tego, że inżynierowie pracują gorzej. To efekt tego, co się dzieje, gdy proces produkcyjny komplikuje się szybciej niż automatyzacja wokół niego. Historia projektu SWIFT, opublikowana w numerze IEEE Spectrum z grudnia 2024 roku, podaje liczby wprost. SWIFT potrzebował średnio pięciu godzin na ukończenie każdej warstwy. Najszybsze współczesne fabryki potrzebują dziewiętnastu godzin na warstwę. Średnia w branży to trzydzieści sześć.

Za SWIFT odpowiadał Bill Harding, który kierował grupą badawczą ds. produkcji w IBM w East Fishkill w stanie Nowy Jork. W 1970 roku zaproponował w pełni zautomatyzowaną linię do produkcji układów scalonych w czasie krótszym niż doba. W tamtych czasach pamięci przechodziły zwykle przez dziesiątki ręcznych stanowisk w ciągu miesiąca, w rytmie startów i postojów. IEEE Spectrum podaje, że czasu realizacji SWIFT nigdy nie pobito.

Współczesnym ograniczeniem nie jest hala produkcyjna

Dzisiejsze chipy mają znacznie więcej warstw, powstają na płytkach wielkości małych pizz, a sam proces jest bardziej złożony. Te czynniki nie wyjaśniają jednak całej różnicy, pisze IEEE Spectrum. Wskazują natomiast na coś, z czym zespół SWIFT nigdy nie musiał sobie radzić: łańcuch dostaw, który przechodzi przez jedno małe miasteczko w Karolinie Północnej.

Spruce Pine to miejsce, gdzie działają jedyne zakłady produkujące ultraczysty kwarc na świecie, podaje Tom's Hardware. Wydobywają go tam dwie firmy: Sibelco North America i The Quartz Corp. Kwarc trafia do tygli, w których topi się krzem, zanim urosną z niego monokryształy. Czystość ma znaczenie, bo zanieczyszczenia przenikają do stopu w temperaturach powyżej 1400 stopni Celsjusza.

Gdy pod koniec września 2024 roku uderzył huragan Helene, spadło tam ponad dwa metry deszczu, drogi zostały odcięte, a mieszkańcy zostali bez prądu. Sibelco potwierdziło wstrzymanie działalności, relacjonowało Tom's Hardware. The Quartz Corp stwierdziło z kolei, że jest za wcześnie, by ocenić, czy ucierpiał jego zakład produkcyjny. Czytelnicy zgłaszali w komentarzach, że kopalnie leżą raczej we wzgórzach niż w samym miasteczku i że nie można wykluczyć zalania podziemnych wyrobisk przez wody gruntowe.

"Współczesna gospodarka opiera się na jednej drodze w Spruce Pine w Karolinie Północnej" napisał profesor Wharton Ethan Mollick, cytowany przez Construction Physics.

Brian Potter, pisząc w listopadzie 2024 roku na Construction Physics, sprawdził to twierdzenie i uznał je za częściowo słuszne. Tygielki kwarcowe są niezbędne w większości produkcji półprzewodników, a Spruce Pine jest miejscem, z którego pochodzi większość kwarcu. Miasteczko nie jest jednak niezastąpionym zwornikiem. Istnieją alternatywy, pisał, ale wszystkie są jakąś kombinacją tego, że nie zostały jeszcze opracowane, nie są całkiem tak dobre i nie są całkiem tak tanie. Odcięcie Spruce Pine nie zdławiłoby produkcji półprzewodników całkowicie. Oznaczałoby spadek wydajności i wzrost kosztów.

Obietnice zwiększenia mocy produkcyjnych na tle przeszłości

To tło dla obecnej fali zapowiedzi zwiększenia mocy produkcyjnych, z których większość dotyczy geografii, a nie szybkości. W Malezji wiceminister finansów Amir Hamzah Azizan powiedział CNBC podczas wiosennych spotkań MFW w Waszyngtonie, że kraj ten ma 13% globalnego rynku pakowania, montażu i testowania chipów. Tak podano w lutowym raporcie Malezyjskiego Urzędu Rozwoju Inwestycji. Malezja próbuje przesunąć się wyżej w łańcuchu wartości, zamiast konkurować wprost na najnowocześniejszym froncie technologicznym.

Indie stawiają na większą stawkę. TechCrunch poinformował 15 lipca 2026 roku, że New Delhi ogłosiło program wsparcia produkcji telefonów komórkowych o wartości 625 mld rupii (około 6,5 mld dolarów), rozłożony na pięć lat, plus 1,28 bln rupii (około 13,3 mld dolarów) na krajową produkcję półprzewodników. Chiny odpowiadały za 63% światowej produkcji smartfonów w 2025 roku, wobec 18% w Indiach, według Counterpoint Research.

Texas Instruments wybrało inną drogę, rozbudowując własną produkcję półprzewodników mocy z azotku galu. Firma podała 24 października 2024 roku, że produkcja ruszyła w jej zakładzie w Aizu w Japonii, czterokrotnie zwiększając własne moce w zakresie GaN obok Dallas. Mohammad Yunus z TI powiedział, że firma chce zwiększyć udział własnej produkcji do ponad 95% do 2030 roku.