نیمه هادی ها، تراشه ها یا میکروچیپ ها تقریباً در هر دستگاهی که فکرش را بکنید یافت می شود. از مایکروویو گرفته تا تلفنهای همراه تا رایانههای لپتاپ، اسباببازیهای کودکان، اتومبیل، تجهیزات پزشکی و تجهیزات نظامی.
اکثریت قریب به اتفاق ماشینهایی که دنیای مدرن ما را نیرو میدهند حاوی تراشهها هستند. بدون آنها، نوآوری ها و پیشرفت های فناوری انقلابی عصر دیجیتالی کنونی ما به سادگی امکان پذیر نبود.
وقتی صحبت از صنعت تولید تراشه میشود، یک کشور بالاتر از سایرین ایستاده است: تایوان.
تایوان بزرگترین تولیدکننده تراشه در جهان است.
تایوان بیش از 60 درصد از نیمه هادی های جهان و بیش از 90 درصد از پیشرفته ترین ها را که برای برنامه های کاربردی هوش مصنوعی (AI) و محاسبات کوانتومی استفاده می شود تولید می کند.
اکثر این تراشه ها توسط یک شرکت در تایوان به نام (TSMC)Semiconductor Manufacturing Corporation تولید می شوند. شرکت تولید نیمه هادی تایوان یا TSMC شاید نام آشنا نباشد، اما با ارزش بازار بیش از 550 میلیارد دلار، یکی از 10 شرکت با ارزش جهان است.
TSMC انحصار جهانی تقریباً مطلق در تامین پیشرفتهترین تراشهها را دارد. هیچ شرکت دیگری نمی تواند تراشه هایی را در مقیاسی به اندازه تراشه های تولید شده توسط TSMC تولید کند.
TSMC اجزای کلیدی را برای همه چیز از تلفن های همراه گرفته تا جت های جنگنده F-35 تا ماموریت مریخ نورد ناسا می سازد.
بر اساس گزارش گروه تحقیقاتی Capital Economics، وقتی صحبت از پیشرفتهترین تراشههای مورد استفاده در جدیدترین آیفونها، ابررایانهها و هوش مصنوعی خودرو میشود، TSMC مسئول 92 درصد از تولید است ،در حالی که سامسونگ مسئول 8 درصد دیگر است.
تاریخچه TSMC تایوان
موریس چانگ بنیانگذار TSMC در چین متولد شد و در هاروارد، MIT و استنفورد آمریکا تحصیل کرد و پس از 25 سال کسب تجربه در تگزاس اینسترومنتز به تایوان نقل مکان کرد.
در آنجا دولت از او خواست تا یک شرکت نیمه هادی تایوانی ایجاد کند که به یک رهبر جهانی تبدیل شود.
چانگ روی نیازی که هنوز وجود نداشت شرط بندی بزرگی کرد. هنگامی که او TSMC را در سال 1987 تأسیس کرد، غول هایی مانند اینتل و تگزاس اینسترومنتز به طراحی و ساخت تراشه های خود افتخار می کردند.
دولت تایوان عاقلانه سرمایه هنگفتی را برای رشد شرکت تزریق کرد. تصمیمات هوشمندانه رهبران TSMC نیز به حفظ موقعیت آن کمک کرد. درست زمانی که صنعت نیمه هادی ها شروع به رونق کرد، بسیاری از شرکتهای آمریکایی نیازهای ساخت ریزتراشههای خود را به TSMC برونسپاری کردند که به این شرکت برتری بزرگی نسبت به رقبای خود داد.
این شرکت پیشگام فرآیندهای تولید هفت نانومتری و پنج نانومتری برای تولید نیمه هادی ها بود و اولین شرکتی بود که از لیتوگرافی فرابنفش در فرآیندهای ساخت نیمه هادی استفاده کرد.
اکنون دفتر مرکزی آن در پارک علمی Hsinchu در Hsinchu تایوان قرار دارد.
TSMC اکنون شعبه هایی در چین، ایالات متحده و سنگاپور و دفاتری در چین، اروپا، هند، ژاپن، کره جنوبی و ایالات متحده دارد. بیش از 65000 کارمند دارد و 60 درصد از سهم بازار جهانی نیمه هادی ها را به خود اختصاص داده است. TSMC بزرگترین تامین کننده نیمه هادی های زیر 10 نانومتر است.
ساخت تراشههای پیشرفته مستلزم استفاده از نرمافزارهای پیچیده، مواد شیمیایی انفجاری، سیلیکون فوقالعاده خالص و ماشینهایی است که صدها میلیون دلار هزینه دارند تا میلیاردها و میلیاردها ترانزیستور در ابعاد نانومتر را روی ویفرهای سیلیکونی بسازید. در نیم دهه گذشته، TSMC رهبر جهان بوده است، مهندسان آن پیشگام روشهای مخفی برای الگوبرداری از تراشهها با دقت بیسابقه در مقیاسی بینظیر بودهاند.
آمریکا و تراشه های تایوانی
ایالات متحده به شدت به میکروچیپ های تولید شده در تایوان (و تا حد بسیار کمتری در کره جنوبی) وابسته است.
شرکت های فناوری مانند اپل ، آمازون، گوگل و همچنین کوالکام، NVIDIA و AMD به شدت به تولیدکنندگان قراردادی تایوانی برای تولید 90 درصد تراشههای خود متکی هستند. این امر ایالات متحده را به عنوان بزرگترین مصرف کننده ریزتراشه های تایوانی قرار می دهد. تخمین زده می شود 65 درصد از درآمد سالانه TSMC توسط مشتریان آمریکای شمالی ایجاد می شود.
در دسامبر 2023 TSMC تایوان مراسمی را به مناسبت شروع یک کارخانه میکروچیپ در آریزونا برگزار کرد. جو بایدن، تیم کوک از اپل و موریس چانگ، بنیانگذار TSMC آنجا بودند. آقای چانگ گفت: سرمایه گذاری خود را در آریزونا سه برابر خواهد کرد و به 40 میلیارد دلار می رساند، کارخانه دوم را در سال 2026 افتتاح می کند و تراشه های سه نانومتری را که اکنون پیشرفته ترین آنهاست، در آمریکا می سازد.
کمبود جهانی نیمه هادی و تنش های ژئوپلیتیکی با چین، نظارت واشنگتن بر زنجیره تامین را تشدید کرده است. این امر انگیزه ای را برای بازگرداندن تولید به خاک آمریکا برای بازیابی رهبری ایجاد کرده است و میلیاردها دلار برای تلاش های خود اختصاص داده است.
البته سازندگان تراشه تایوانی از رقبای بینالمللی خود جلوتر هستند و کاهش اتکای شرکتهای فناوری آمریکایی به تایوان دشوار خواهد بود.
به نظر می رسد تایوان نیز به نوبه خود مشتاق حفظ روابط تجاری و تولید قوی با غرب و از جمله آمریکا است. تسای اینگ ون، رئیسجمهور تایوان گفته است که مشتاقانه منتظر تولید «تراشههای دموکراسی» با همکاری ایالات متحده است.
تسای گفت: در مواجهه با توسعهطلبی اقتدارگرا و چالشهای دوران پس از همهگیری کرونا، تایوان به دنبال تقویت همکاری با ایالات متحده در صنایع میکروچیپ ها و سایر صنایع با فناوری پیشرفته است.
میکروچیپ های تایوانی و اهمیت آن برای چین
علیرغم تعیین دقیق هدف دستیابی به خودکفایی 40 درصدی در تراشه ها تا سال 2020 و 70 درصدی تا سال 2025، چین در صنعت نیمه هادی ها خودکفایی نزدیک به 16 درصد دارد، بنابراین در مقیاس جهانی، چین بزرگترین واردکننده نیمه هادی ها است. اگرچه تعداد نیمه هادی های وارداتی چین در سال 2022، 15 درصد کاهش یافت، اما همچنان با خرید 538.4 میلیارد واحد در سال 2022 به عنوان بزرگترین واردکننده تراشه در جهان شناخته می شود.
شرکت های نیمه هادی چین همچنان به فناوری و تجهیزات خارجی وابسته هستند که تقریباً به طور کامل توسط ایالات متحده یا متحدان نزدیک آن تولید می شوند و تحت پوشش محدودیت های ایالات متحده قرار دارند.
تایوان و شرکت TSMC از مهمترین تولیدکنندگانی است که چین نیازهای مبرم خود را از طریق آن تامین می کرد. به گفته رسانه های دولتی چین، این کشور در سال 2021، بیش از 430 میلیارد دلار نیمه هادی خریداری کرد که 36 درصد آن از تایوان بود. بخش اعظم آن به دستگاههای ساخته شده برای شرکتهای خارجی اختصاص مییابد که سپس به دنیا صادر میشوند.
برخی تحلیلگران استدلال می کنند با توجه به تنش های سیاسی میان چین و تایوان، ممکن است پکن وسوسه شود تا از زور علیه تایوان استفاده کند زیرا تصرف شرکت های تولید تراشه تایوان می تواند بلافاصله مشکل تولید تراشه داخلی چین را حل کند.
اما به باید توجه داشت اولاً تمایل چین برای دستیابی به اتحاد با تایوان بر اساس دلایلی بالاتر از صنعت نیمه هادی است و نباید آن را فقط به مهارت تایوان در ساخت تراشه محدود کرد.
علاوه بر این، حتی اگر چین تایوان را تصرف کند، قادر به بهره برداری از کارخانه های تایوان نخواهد بود. این تأسیسات برای کارکرد مستلزم دسترسی مداوم به فناوریها و تجهیزات ایالات متحده و متحدان آن است و احتمالاً ایالات متحده از ارائه هرگونه پشتیبانی به چین در این مورد خودداری میکند.
برخی از تحلیلگران نیز موضع مخالف دارند و معتقدند که اتکای چین به تراشه های تولید شده در تایوان آنقدر زیاد است که احتمال حمله را کمتر می کند، زیرا تخریب یا ناکارآمدی کارخانه های ریخته گری تایوان اقتصاد چین را ویران می کند.
محاصره یا تهاجم چین به تایوان، زنجیرههای تامین در سراسر جهان را مجبور میکند که تریلیونها دلار از تولید اقتصادی خود را متوقف کنند و جهان را در رکود اقتصادی فرو ببرد.
در صورت وقوع یک حمله نظامی، اهمیت تایوان برای تامین تراشه های جهانی به معنای آسیب گسترده به همه طرف ها و زیرساخت های دیجیتالی جهان است. بی جهت نیست که مردم تایوان TSMC را محافظ کوه مقدس ملت خود می نامند.
با این حال، TSMC و تایوان به طور فزاینده ای با سیاست آمریکا همسو شده اند. همکاری این شرکت برای تلاشهای دولت ترامپ برای از بین بردن هوآوی، غول فناوری چین، ضروری بود. TSMC تامین کننده اصلی هواوی بود تا اینکه قوانین جدید ایالات متحده به آن پایان داد.
بی جهت نیست برخی کارشناسان از TSMC به عنوان سپر سیلیکونی تایوان در روابط پرتنش با چین یاد می کنند.
اما از آنجایی که کمبود استعداد در کنار افزایش تقاضا برای نیمه هادی های پیشرفته و مصرف کنندگان عمده ای مانند ایالات متحده و چین که به دنبال خودکفایی هستند، افزایش می یابد، آیا تایوان می تواند جایگاه خود را به عنوان تولید کننده نیمه هادی شماره یک در جهان حفظ کند؟ در حال حاضر، چنین به نظر می رسد، اما سال های آینده می تواند برای TSMC و دیگر غول های نیمه هادی تایوان چالش برانگیز باشد.
