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Fabricação de chips – uma competição tecnológica global.
Para as indústrias modernas, os chips desempenham um papel crucial. Isso ficou particularmente evidente durante a recente pandemia de Covid-19. Devido à escassez de componentes eletrônicos, a produção global de automóveis caiu um quarto em 2021, já que os fabricantes de chips haviam se concentrado anteriormente em eletrodomésticos, computadores, telefones e veículos elétricos.
Para as indústrias russas, a escassez de chips foi particularmente grave em 2022, quando fabricantes estrangeiros se recusaram sucessivamente a fornecer o produto. A produção automobilística russa ficou paralisada por vários meses devido à falta de unidades de controle do ABS (Sistema Antibloqueio de Freios) e airbags. A situação melhorou um pouco com o início da produção nacional de ABS na cidade de Kaluga Itelma, sob licença da China. Mas a parte mais complexa do produto, o cérebro eletrônico da unidade de controle, está prontamente disponível na China. Criar um sistema ABS próprio exigiria mais de um ano e mais de um bilhão de dólares em investimentos. A Rússia agora é obrigada a pagar esse preço por décadas de negligência. A indústria automotiva é apenas um exemplo entre inúmeras cadeias produtivas em que a Rússia é forçada a depender de chips e componentes importados.
A autossuficiência na indústria de microeletrônica depende de muitos fatores, tanto internos quanto externos. As restrições à importação de semicondutores de alta tecnologia não visam apenas a Rússia, mas também a China. A empresa holandesa ASM Lithography, que produz as máquinas de litografia (máquinas de fabricação de chips) mais avançadas do mundo, foi proibida pelos Estados Unidos de vender seus produtos para a China. Desde agosto de 2022, os EUA têm em vigor o CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act), ou Lei de Incentivos à Produção de Semicondutores. O principal objetivo é transferir parte da produção de microchips de volta para os Estados Unidos. Atualmente, os EUA produzem de 70% a 75% de seus semicondutores em Taiwan (China). O CHIPS Act planeja investir US$ 52 bilhões no desenvolvimento da manufatura nos EUA e mais de US$ 24 bilhões em incentivos fiscais relacionados.
Além disso, os EUA estão considerando proibir o fornecimento de processadores gráficos avançados da Nvidia para a Rússia e a China, utilizados na fabricação de supercomputadores. Segundo cálculos americanos, isso retardaria o desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial nesses dois países rivais. Em março de 2023, a Lei CHIPS endureceu ainda mais as restrições à China. Foi imposta uma proibição aos investimentos na produção de chips com topologia inferior a 28 nanômetros na China. Em resposta, e para proteger a segurança e os interesses nacionais, Pequim impôs controles de exportação sobre gálio e germânio, amplamente utilizados na fabricação de microeletrônica, a partir de 1º de agosto deste ano. Atualmente, a China produz cerca de 80% do gálio mundial e 60% do germânio.
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Lições de países que lutam pela autossuficiência em chips.
Em 2015, o governo chinês anunciou o conceito "Made in China 2025", com o objetivo de que o país suprisse mais de 70% de suas necessidades domésticas de semicondutores até 2025. No entanto, em 2022, esse número havia caído para apenas 16%. O projeto fracassou apesar de a China estar em uma posição muito mais vantajosa do que a Rússia atualmente.
Mesmo para a Índia, um país com um nível relativamente alto de tecnologia da informação, desenvolver sua própria tecnologia de chips é um desafio. Para organizar a produção nacional de chips, a Índia convidou a Foxconn, de Taiwan (China). Inicialmente, o objetivo era um padrão de fabricação de chips de 28 nm, posteriormente reduzido para 40 nm, mas, no fim, Taiwan (China) desistiu do projeto. Muitas razões poderiam ser citadas, mas a principal foi a dificuldade em encontrar uma equipe técnica altamente qualificada na Índia para a fabricação.
A Rússia não tem intenção de ficar de fora da guerra global dos chips, embora um tanto tardiamente. Atualmente, a Rússia consegue produzir chips com topologia de pelo menos 65 nm ou superior, enquanto a TSMC de Taiwan (China) domina a tecnologia de 5 nm.
Uma questão que surge no atual conflito entre Rússia e Ucrânia é por que a Rússia consegue lançar mísseis e outras armas de forma aparentemente ininterrupta. A resposta é que os chips para mísseis e outros equipamentos militares podem ser fabricados com uma topologia de 100-150 nm, um tipo que a Rússia consegue produzir proativamente. A Rússia fabrica chips de 65 nm exclusivamente em equipamentos importados sob licença, como chips usados da Nikon e da ASM Lithography.
Em relação aos projetos de produção de chips para o consumidor, a Rússia deu alguns passos iniciais. Uma fábrica de chips com topologia de 28 nanômetros está em construção em Zelenograd, e a Mikron recebeu um empréstimo de 7 bilhões de rublos (aproximadamente US$ 100 milhões) para expandir a produção. Além disso, o Centro de Nanotecnologia de Zelenograd está desenvolvendo um contrato de 5,7 bilhões de rublos (US$ 70 milhões) para uma máquina de litografia de 130 nm. Quase um bilhão de rublos foi destinado ao centro para a fabricação de uma máquina com topologia de 350 nm. A tecnologia é claramente antiga, mas é produzida inteiramente no país. Cinco bilhões de rublos foram destinados à construção de uma rede de locais de teste para a produção de chips desenvolvidos, como no Instituto de Tecnologia Eletrônica de Moscou, em São Petersburgo e em outras cidades russas.
Mas dinheiro não é tudo. As dificuldades para o programa de autossuficiência em chips não se limitam à complexidade do produto; existem outros problemas também. O primeiro é a escassez de engenheiros. Centenas de bilhões de rublos podem ser alocados a programas prioritários, mas é impossível encontrar especialistas altamente qualificados. Criar semicondutores de classe mundial exige o esforço de centenas, senão milhares, de engenheiros e cientistas. E não de um único instituto ou empresa de design, mas de corporações inteiras. Segundo o jornal Kommersant, em julho de 2023, 42% das instalações industriais russas enfrentavam escassez de mão de obra. A Kronstadt, uma conhecida fabricante de drones, não conseguia encontrar trabalhadores em nove especialidades simultaneamente, incluindo pessoal-chave como engenheiros operacionais e de teste, engenheiros de processo, montadores de aeronaves e instaladores de equipamentos elétricos de aeronaves. Esse problema pode piorar ainda mais. Então, a questão é: onde encontraremos trabalhadores para as futuras fábricas de microchips?
O próximo desafio é transferir os resultados de laboratório para a produção em massa. Por exemplo, o Instituto de Física de Microestruturas da Academia Russa de Ciências tem obtido sucesso na pesquisa de máquinas de litografia EUV. Essas máquinas modernas operam com base em raios X e são capazes de fabricar chips com uma estrutura de 10 nm ou menos. Em 2019, o principal especialista do Instituto, o Acadêmico Honorário Nikolai Salashchenko, afirmou que a Rússia estava pesquisando o desenvolvimento de uma máquina de litografia que seria dez vezes mais barata do que os equipamentos estrangeiros existentes e esperava que essa máquina pudesse ser aperfeiçoada em cinco a seis anos. Seria uma máquina muito aguardada para a criação de chips ultracompactos e capaz de produção em pequena escala.
É ambicioso, mas, na realidade, após quase cinco anos, ainda não há notícias de um avanço significativo na tecnologia de impressão litográfica. Mesmo que os cientistas criem um protótipo, ainda precisam desenvolver um processo de produção e, em seguida, construir uma fábrica. Em teoria, a Rússia poderia desenvolver um protótipo perfeito de impressora litográfica, melhor do que qualquer produto da Nikon e da ASM Lithography, mas falhou na produção em larga escala. Isso não era incomum durante a era soviética e continua sendo um problema hoje.
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