Produkcja półprzewodników w Europie: nowe wyzwania i szanse

Chipy odgrywają kluczową rolę w szerokiej gamie produktów technologicznych, co stale napędza rosnący popyt na te komponenty. Produkcja półprzewodników, które są niezbędne do produkcji chipów, jest w dużej mierze skoncentrowana w Azji, skąd trafiają one na europejskie rynki. Jednak globalne wydarzenia, takie jak pandemia COVID-19 i wojna w Ukrainie, ujawniły słabości łańcucha dostaw półprzewodników oraz silne uzależnienie Europy od azjatyckich producentów. W odpowiedzi na te wyzwania, zarówno rządy, jak i przedsiębiorstwa podejmują działania mające na celu rozwój lokalnej produkcji półprzewodników, co może uczynić Europę istotnym graczem na globalnym rynku. W tym artykule omówimy, czym są półprzewodniki, jak wygląda obecny rynek, co napędza jego rozwój, czym jest EU Chips Act oraz jakie inicjatywy w zakresie produkcji chipów podejmują europejskie przedsiębiorstwa.

Czym są półprzewodniki?

Półprzewodniki to substancje krystaliczne, których przewodnictwo elektryczne znajduje się pomiędzy przewodnikami (np. miedź) a izolatorami (np. szkło). Cechą charakterystyczną półprzewodników jest możliwość regulacji ich przewodnictwa za pomocą czynników takich jak temperatura, domieszki chemiczne czy światło. W odróżnieniu od metali, ich przewodnictwo rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Półprzewodniki dzielą się na dwa typy: samoistne (czyste) oraz domieszkowe. Czyste półprzewodniki, takie jak krzem czy german, składają się wyłącznie z jednego rodzaju atomów. Z kolei półprzewodniki domieszkowe, np. arsenek galu czy azotek galu, powstają poprzez dodanie obcych atomów (domieszek), co zmienia ich właściwości przewodzenia. Najczęściej wykorzystywanym materiałem półprzewodnikowym jest krzem.

Kluczowe komponenty w elektronice: tranzystory, diody i chipy

Na bazie półprzewodników powstają kluczowe komponenty elektroniczne, takie jak tranzystory, diody czy chipy (układy scalone). Te elementy stanowią fundament dla nowoczesnej elektroniki i pełnią różne funkcje. Chipy przetwarzają dane, wykonują obliczenia, przechowują informacje oraz zarządzają pracą urządzeń. Diody umożliwiają przepływ prądu elektrycznego tylko w jednym kierunku. Ich główne zadania to zmiana prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC), ochrona układów elektronicznych przed przepięciami oraz regulacja napięcia. Z kolei tranzystory działają jako wzmacniacz lub przełącznik sygnałów elektrycznych, umożliwiając kontrolowanie przepływu prądu. Ogromna liczba tranzystorów na chipach pozwala na przetwarzanie informacji i zasilanie nowoczesnych urządzeń.

Dla zobrazowania skali, jeden smartfon wymaga średnio około 160 chipów, natomiast samochód elektryczny potrzebuje nawet 3500 chipów. Te liczby pokazują, jak ogromną rolę pełnią półprzewodniki w rozwoju nowoczesnej elektroniki i technologii.

Rynek półprzewodników

Według raportu Deloitte „2024 Semiconductor Industry Outlook” 75% globalnej zdolności produkcyjnej fabryk półprzewodników znajduje się w Azji. Co więcej, udział tego kontynentu w rynku montażu i testowania chipów jest jeszcze wyższy – osiąga bowiem aż 90%. Duzi gracze w branży półprzewodników, tacy jak Intel, to przedsiębiorstwa, które mają pełną kontrolę nad łańcuchem dostaw półprzewodników, ponieważ posiadają własne fabryki do projektowania, produkcji oraz testowania chipów. Jednak aby obniżyć koszty i skupić się na projektowaniu, większość firm zleca proces montażu i testowania swoich chipów zewnętrznym, wyspecjalizowanym firmom, zwanym w języku angielskim OSAT (ang. Outsourced Semiconductor Assembly and Test). Większość dużych firm typu OSAT, w 2022 roku było to około 80%, ma swoją siedzibę w Chinach i na Tajwanie. Stąd nie tylko produkcja, ale i znaczna część procesu montażu i testowania odbywa się w Azji. Dane zawarte w raporcie Deloitte przewidują, że w 2024 roku globalna sprzedaż półprzewodników osiągnie 588 miliardów USD. To oznaczałoby wzrost o 13% w porównaniu do 2023 roku oraz 2,5% więcej niż rekordowe przychody branży w 2022 roku, które wyniosły 574 miliardy USD.

Prognozy dotyczące wielkości rynku półprzewodników według obszaru zastosowania dla roku 2025 oraz 2030 zostały przedstawione na wykresie poniżej. Zaprezentowane dane zostały pozyskane z oficjalnej strony Rady Unii Europejskiej oraz Rady Europy.

Czynniki napędzające produkcję półprzewodników

Produkcja półprzewodników jest napędzana przez kilka kluczowych czynników. Przede wszystkim, rosnący popyt na zaawansowaną elektronikę, taką jak smartfony, laptopy, samochody elektryczne i urządzenia IoT, wymaga coraz bardziej wydajnych i miniaturowych układów scalonych. Rozwój technologii komunikacyjnych oraz innowacje technologiczne, takie jak sztuczna inteligencja czy sieć 5G, generują zapotrzebowanie na komponenty elektroniczne o wyższej mocy obliczeniowej i niższym zużyciu energii. Ważnym czynnikiem jest również rozwój automatyki przemysłowej, który umożliwia tworzenie bardziej wydajnych procesów w fabrykach oraz inteligentnej produkcji wykorzystującej roboty. W Europie Środkowej główną siłą napędową popytu na półprzewodniki jest przemysł motoryzacyjny. Dodatkowo rosnący trend w kierunku pojazdów elektrycznych (EV), w tym także rozwój infrastruktury ładowania, doprowadził do gwałtownego wzrostu popytu na zaawansowane komponenty półprzewodnikowe, takie jak chipy z węglika krzemu (SiC).

Działania wspierające rozwój produkcji półprzewodników w Europie

EU Chips Act

EU Chips Act to ustawa, która została przyjęta przez Radę Europejską 25 lipca 2023 roku. Jej celem jest wzmocnienie sektora półprzewodników oraz zwiększenie samowystarczalności technologicznej Europy. EU Chips Act obejmuje szereg inicjatyw, w tym program „Chipy dla Europy”, mający na celu rozwój innowacyjnych technologii i zapewnienie stabilności dostaw poprzez przyciąganie nowych inwestycji. Inicjatywa ta planuje zmobilizować aż 43 miliardy euro ze środków publicznych i prywatnych, z czego 3,3 miliarda pochodzi z budżetu Unii Europejskiej.

Kluczowym założeniem ustawy jest rozwiązanie problemu niedoboru mikrochipów na europejskim rynku oraz ograniczenie zależności od zagranicznych dostawców, co przyczyni się do zwiększenia technologicznej suwerenności kontynentu. Celem jest osiągnięcie co najmniej 20% udziału w globalnym rynku półprzewodników do 2030 roku (w 2022 wyniósł on 10%). Nowe przepisy nie tylko wzmocnią europejską bazę przemysłową, ale także stworzą warunki do rozwoju nowych miejsc pracy o wysokiej jakości i pozwolą na lepsze wykorzystanie przyszłych możliwości biznesowych.

Podsumowując, EU Chips Act kładzie podwaliny pod to, aby Europa Środkowa stała się centrum produkcji półprzewodników. Wszystko po to, aby skrócić łańcuch dostaw, zminimalizować czas realizacji zamówień i ryzyko opóźnień oraz zabezpieczyć dostępność krytycznych komponentów. Więcej o tej ustawie dowiesz się tutaj.

Semicon Supply Poland

Podsumowanie

Rozwój rynku półprzewodników w Europie Środkowej, napędzany rosnącym globalnym popytem, inwestycjami w innowacje oraz wsparciem rządowym, otwiera nowe możliwości dla całego sektora technologicznego. Inicjatywy takie jak EU Chips Act oraz organizacje pokroju Semicon Supply Poland mają kluczowe znaczenie dla budowy samowystarczalności technologicznej i zwiększenia europejskiego udziału w globalnym rynku półprzewodników.

Polska, dzięki swojej strategicznej lokalizacji i silnej bazie przemysłowej, ma szansę odegrać istotną rolę w przyszłości tej branży. Inwestycje w produkcję chipów, rozwój infrastruktury oraz wspieranie talentów mogą sprawić, że Europa stanie się ważnym graczem na rynku półprzewodników, co w dłuższej perspektywie zminimalizuje zależność od dostaw z Azji i wzmocni pozycję Europy na arenie międzynarodowej.