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La storia del declino dell'industria statunitense dei semiconduttori: la graduale perdita del primato nella riduzione dei costi.
2022-03-16 286


A causa dell'ascesa di concorrenti di Intel come TSMC, i vantaggi tecnici e commerciali dell'industria statunitense dei semiconduttori si sono progressivamente ridotti, fino a perdere la posizione di leadership in alcuni settori tecnologici. Le aziende statunitensi si trovano inoltre ad affrontare gravi problemi di approvvigionamento.  
However, as the COVID-19 epidemic gradually comes under control, the United States will usher in a new historic opportunity to comprehensively transform the public and economic infrastructure of its semiconductor industry. However, to ensure that new industrial policies are effective, many legacy strategies will need to be adjusted to ensure that they are consistent with macroeconomic policies that support the labor market.  
The history of U.S. semiconductor manufacturing provides us with clear lessons. Effective industrial policy can not only solve the current supply shortage crisis, but also help build a stronger innovation ecosystem to ensure that the United States maintains its leadership advantage in the long term.  
Di seguito il testo dell'articolo:
Since the birth of the U.S. semiconductor industry, its industrial policy has played a key role in the development of the industry. Early industrial policy had various actors playing their part: smaller firms experimenting at the technological frontier, while larger firms pursued process improvements that ensured these innovations could scale quickly. U.S. government demands ensure that such experiments are financially viable, while technology transfer regulations ensure that technological advances are shared between large and small companies. Crucially, regular government procurement provides the company with the necessary liquidity support to continue iterating without relying on mass production of single-use products. This approach to industrial policy encourages innovation, ensuring that small companies have access to domestic mass production of innovative designs, while allowing larger companies to benefit as well.  
As the U.S. semiconductor industry matures and the competitive environment changes, the policy framework has also changed. Since the 1970s, U.S. industrial policy has been gradually replaced by capital-light “science policy” strategies, while giant “champions” and asset-light innovators have replaced a strong ecosystem of production-focused small and large enterprises. While this strategy was initially successful, it created a very fragile system. Today, the industry is constrained by fragile supply chains that cater to only a handful of companies with huge pockets of capital. On the other hand, it is also limited by the many asset-light design firms that cannot help improve the process.  
Sebbene l'industria statunitense dei semiconduttori abbia riconquistato la sua posizione dominante negli anni '1990, i suoi vantaggi tecnici e commerciali si sono progressivamente ridotti a causa delle politiche adottate. Con l'ascesa di concorrenti di Intel come TSMC, gli Stati Uniti hanno perso la loro leadership all'avanguardia tecnologica e le aziende americane si trovano ad affrontare gravi problemi di approvvigionamento. La crisi della catena di approvvigionamento emersa durante la pandemia di COVID-19 dimostra come la produzione di semiconduttori sia diventata una questione cruciale per la sicurezza economica e nazionale. Dopotutto, la produzione di semiconduttori è una tecnologia versatile che svolge un ruolo fondamentale in quasi tutte le principali catene di approvvigionamento.  
Sebbene la "politica scientifica" abbia indubbiamente un ruolo da svolgere, il suo approccio al progresso tecnologico è troppo ristretto, il che è positivo per lo sviluppo di nuove idee ma non favorisce la diffusione di nuove tecnologie. L'innovazione di processo richiede un supporto pratico e la continua costruzione e implementazione di nuove linee di produzione. In un contesto produttivo caratterizzato da bassi investimenti di capitale e risorse limitate, il modello "imparare facendo" è ovviamente inadeguato.  
L'innovazione tecnologica nel settore dei semiconduttori si manifesta in ogni anello della catena di approvvigionamento e beneficia della presenza di diversi attori e di un mercato del lavoro dinamico. La manodopera non è solo un centro di costo all'avanguardia tecnologica, ma anche una componente essenziale del processo di innovazione. Nell'affrontare le attuali carenze di approvvigionamento, i responsabili politici statunitensi dovrebbero tenere conto degli insegnamenti tratti dall'evoluzione delle politiche del settore dei semiconduttori e adoperarsi per creare un solido ecosistema competitivo, necessario a stimolare l'innovazione. Questo articolo illustrerà la storia evolutiva del settore dei semiconduttori negli Stati Uniti, mostrando ai responsabili politici come perseguire strategie che consentano agli Stati Uniti di riconquistare il vantaggio tecnologico, creando al contempo catene di approvvigionamento più sicure e resilienti.  
  The Early Years of the U.S. Semiconductor Industry and Industrial Policy
 
 

Transistor developed by Bell Laboratories in the United States
Agli albori dell'industria dei semiconduttori, il governo statunitense ha utilizzato politiche industriali e scientifiche per favorire la creazione di un ecosistema diversificato di aziende del settore, garantendo che tutto ciò che era scientificamente fattibile fosse anche economicamente sostenibile. La spesa pubblica ha fornito il supporto di liquidità necessario per portare alla ribalta questo settore altamente speculativo. Questa strategia richiede un intervento continuo per mantenere l'innovazione e un ecosistema competitivo dinamico.  
Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti si avvale di accordi di appalto e misure quasi regolamentari per garantire un'ampia diffusione degli ecosistemi aziendali e dei progressi tecnologici. I contratti governativi creano un mercato pronto per le aziende in fase iniziale e il Dipartimento della Difesa è desideroso di svolgere il ruolo di primo cliente. Con la crescente domanda di produzione su larga scala di semiconduttori, l'investimento in capacità produttiva diventa economicamente sostenibile per molte piccole aziende in fase iniziale.  
As a core customer for many companies, the U.S. Department of Defense has a clear understanding of the latest technology developments in the semiconductor industry and uses this perspective to directly promote dialogue and knowledge sharing between companies and researchers. The "second source" contract, meanwhile, requires any chips the Defense Department purchases to be produced by at least two companies, tying procurement to technology transfer. The Department of Defense has even required Bell Labs and other large R&D organizations to release technical details and license their technology broadly to ensure that any company the Department of Defense may contract with has access to the "building blocks" of innovation.  
Questa politica accelera il ritmo dell'innovazione e ne favorisce la rapida diffusione in tutto il settore. Gli accordi di appalto pubblico garantiscono la disponibilità degli investitori a impiegare capitali, e un aumento della spesa per beni strumentali a produzione ripetitiva può contribuire a migliorare significativamente il processo. Allo stesso tempo, i professionisti si muovono liberamente all'interno del sistema, applicando le conoscenze acquisite in un'azienda per migliorare i processi produttivi in ​​altre aziende.  
Questo contesto competitivo, unito alle normative antitrust dell'epoca, ha incoraggiato le grandi aziende a costruire enormi laboratori di ricerca e ha spinto le piccole imprese a condurre esperimenti audaci. Gli esperimenti riusciti contribuiscono alla creazione di nuove grandi aziende o alla loro espansione con il supporto di aziende già consolidate di grandi dimensioni. Le linee guida del Dipartimento della Difesa (DoD) per il settore industriale contribuiscono a indirizzare questa tecnologia verso nuove direzioni, mantenendo al contempo lo sviluppo del settore coerente e mirato.  
Fondamentalmente, questa strategia implica una prerogativa di cui gode il governo sullo sviluppo di nuove tecnologie in interi settori, anziché aiutare le singole aziende a massimizzare i ricavi o minimizzare i costi. Sono inoltre disponibili finanziamenti qualora le imprese necessitino di investire e detenere attività. Il governo ha protetto il settore dalla cosiddetta "disciplina di mercato", consentendo alle imprese di continuare a concentrarsi sull'innovazione e sulla produzione, piuttosto che su ciò che viene inteso in senso stretto come successo economico.  
By the late 1960s, however, the industry had grown so rapidly that government procurement, and the government's ability to quasi-regulate through "second-source" contracts, etc., had become relatively unimportant. Although the existence of the semiconductor industry was based on military procurement in the late 1940s, by the late 1960s, military procurement accounted for less than a quarter of the original market share.  
  Anni '1970: mercato degli affari in piena espansione
 
 

Fairchild Semiconductor Manufacturing Facility
Due to the growing commercial applications of semiconductors and the lack of real international competition, the 1970s were a golden age for the rise of U.S. semiconductor companies, even as government procurement and guidance became increasingly less important.  
 

Variazioni nelle vendite delle aziende statunitensi di semiconduttori dal 1955 al 1973
Sebbene le politiche industriali abbiano promosso l'innovazione precoce e lo sviluppo delle capacità nel settore dei semiconduttori, la loro relativa assenza negli anni '1970 è passata quasi inosservata. Certo, gli appalti pubblici giocavano ancora un ruolo all'epoca, ma con l'integrazione sempre più significativa dell'elettronica da parte delle aziende private nella catena di fornitura dei semiconduttori, queste sono diventate acquirenti più importanti. Anche la produzione di massa di computer ha un rapporto simbiotico con lo sviluppo dei semiconduttori, poiché la domanda di chip stimola il miglioramento delle tecnologie di confezionamento e integrazione.  
Di fatto, le priorità del Dipartimento della Difesa statunitense stanno iniziando a discostarsi significativamente dalle esigenze dei clienti commerciali. Il Dipartimento della Difesa ricerca soluzioni di nicchia specifiche per problemi militari, in particolare sviluppando semiconduttori non a base di silicio o resistenti alle radiazioni, con applicazioni commerciali minime. Sia il governo che le aziende di semiconduttori hanno riconosciuto che il settore non necessitava più di una guida diretta e che le loro esigenze avevano iniziato a divergere.  
Negli anni '1970, il fiorente mercato dei semiconduttori non destinati alla difesa permise a piccole e grandi aziende di successo di coesistere senza un grande supporto o coordinamento governativo. I miglioramenti tecnici si traducono in miglioramenti dei processi, che a loro volta stimolano ulteriori progressi tecnici. Nuove invenzioni, come i circuiti integrati MOS, i microprocessori, le memorie DRAM, ecc., hanno spinto il settore verso nuove vette e proposto percorsi di innovazione differenti.  
In un contesto di diffusa prosperità e innovazione, i semiconduttori sono ampiamente utilizzati in tutta l'economia come tecnologia di uso generale. Sebbene i grandi laboratori di ricerca e la produzione nazionale rappresentino risorse considerevoli, la mancanza di concorrenza internazionale e i mercati in forte espansione garantiscono che la maggior parte degli investimenti alla fine abbia successo, sia in termini di innovazione che di profitto.  
  Anni '1980: agguerrita competizione internazionale
 
 

Nel 1980, il Giappone è diventato il più grande esportatore mondiale di prodotti a semiconduttore.
Tuttavia, l'ottimismo e la generosità che questo ambiente competitivo aveva instillato si interruppero negli anni '1980, quando gli Stati Uniti cedettero il predominio di mercato e tecnologico alle aziende giapponesi, sotto la guida delle politiche industriali del Ministero del Commercio Internazionale e dell'Industria giapponese.  
Il Giappone ha utilizzato le stesse politiche industriali impiegate agli albori dell'industria dei semiconduttori statunitense, tra cui la gestione centralizzata, la stipula di accordi di acquisto, l'incentivazione dei finanziamenti, ecc., per espandere rapidamente la capacità produttiva e dominare il mercato globale. Tuttavia, il Giappone ha adottato una strategia leggermente diversa, concentrandosi sulla ricerca di tecnologie più accessibili per soddisfare le esigenze dei mercati di esportazione, piuttosto che focalizzarsi esclusivamente sulle necessità del settore della difesa. Quando le memorie DRAM sono diventate lo standard e il principale mercato del settore dei semiconduttori, il Giappone ne ha rapidamente preso il sopravvento.  
Sebbene il governo statunitense abbia creato il mercato iniziale per l'industria dei semiconduttori, il Giappone è stato in grado di strutturare la propria politica industriale attorno a questo mercato già esistente e in rapida crescita. Di conseguenza, il Giappone può perseguire una strategia molto più sofisticata rispetto agli Stati Uniti, come la costruzione di infrastrutture e il coordinamento di joint venture nei settori dei computer e dei semiconduttori, perché sa che esiste un mercato commerciale pronto per i suoi prodotti. Sebbene la strategia del governo giapponese di sostenere e coordinare gli investimenti fosse la stessa utilizzata dagli Stati Uniti negli anni '1950 e '1960, le sue tattiche per attuarla sono state adattate al contesto competitivo degli anni '1980.  
 

Negli anni '1980, con l'aumento della capacità produttiva del Giappone, la quota degli Stati Uniti nella produzione mondiale di semiconduttori è diminuita rapidamente.
L'arrivo dei concorrenti giapponesi ha avuto un impatto drammatico sulle aziende americane. Nel successivo rimescolamento del settore, molte aziende statunitensi hanno abbandonato definitivamente il mercato delle memorie DRAM. In risposta, l'industria statunitense dei semiconduttori ha formato un gruppo di pressione, la Semiconductor Industry Association, per coordinare la produzione e fare lobbying per l'introduzione di dazi e interventi in materia di politica commerciale. L'organizzazione esercita pressioni sul governo per ottenere protezione dal "dumping" giapponese e, sebbene la Semiconductor Research Corporation (SRC) sia stata creata per organizzare e finanziare la ricerca e sviluppo sui semiconduttori rilevante per il mercato commerciale, il Dipartimento della Difesa non è più l'unico cliente.  
The Semiconductor Manufacturing Technology Consortium (SEMATECH) is jointly funded by industry members and the Department of Defense, and was originally intended to promote horizontal cooperation among semiconductor companies, as was the case in early industrial policy. However, it soon shifted its focus to vertical integration between suppliers and manufacturers in an effort to minimize costs.  
Il modello delle aziende a integrazione verticale ha iniziato a sgretolarsi negli anni '1980 a causa di una combinazione di fattori tecnologici ed economici. Data la situazione economica degli Stati Uniti in quel periodo, vi era scarso interesse a investire in capacità produttive per attività a basso valore aggiunto in un mercato globale molto più competitivo.  
 

U.S. commercial integrated circuit sales from 1968 to 1988
Al contrario, le grandi aziende hanno unito la capacità produttiva residua delle aziende più piccole, creando conglomerati ancora più grandi. Con l'adozione di principi di progettazione simili da parte delle aziende e l'emergere dei transistor MOS come design dominante del settore, le "fonderie" dedicate esclusivamente alla produzione sono diventate più accessibili. La conseguente trasformazione verticale ha portato alla nascita di grandi aziende integrate verticalmente che coesistono con aziende "fabless" più piccole, focalizzate sulla progettazione.  
Le piccole aziende "favole" si occupano solo della progettazione dei chip, senza produrli. In teoria, questo permette loro di mantenere la flessibilità necessaria per perseguire strategie di progettazione innovative, riducendo al minimo i costi amministrativi. Negli anni '1990, quando le aziende statunitensi assunsero la leadership nello sviluppo di nuove categorie di prodotti e le aziende giapponesi dovettero affrontare la concorrenza dei nuovi arrivati ​​coreani, l'adozione di questa strategia da parte dell'industria statunitense portò a una ripresa della quota di mercato.  
Dal punto di vista politico, gli Stati Uniti non hanno mai ripristinato la loro precedente politica industriale interna. Al contrario, il successo dei programmi di politica industriale estera dipende da fusioni interne, monopoli, protezionismo commerciale e finanziamenti per la ricerca scientifica.  
  The 1990s: Science policy replaces industrial policy
 
 

Negli anni '1990, grazie all'aumento degli investimenti interni, l'industria statunitense dei semiconduttori ha riconquistato vantaggi tecnologici in un mercato altamente competitivo.
Se negli anni '1980 l'industria statunitense dei semiconduttori ha dovuto affrontare le sfide poste dai cambiamenti tecnologici e dal contesto competitivo, gli anni '1990 hanno rappresentato l'apice dell'attuazione delle politiche scientifiche negli Stati Uniti. In quel periodo, gli Stati Uniti non sono tornati alla precedente politica industriale, ma hanno considerato l'introduzione della "politica scientifica" come un nuovo paradigma per l'azione governativa nel settore della produzione di semiconduttori. La politica scientifica si concentra sulla promozione di partenariati pubblico-privati ​​con le singole aziende, una maggiore integrazione tra ricerca e sviluppo industriale e accademica, un'ampia divisione del lavoro di ricerca e strutture industriali che consentano alle aziende innovative di operare con un basso impiego di capitale.  
The goal of the policy shifts from creating a competitive ecosystem with strong supply chains to creating public-private partnerships to coordinate complex relationships between researchers, fabless design companies, equipment suppliers and large “champion companies.” This way, no company spends more on R&D than is strictly necessary, thereby maintaining global cost competitiveness, while governments avoid large-scale investment expenditures.  
The central theme of the “science policy” approach is the improvement of efficiency in a narrow, non-redundant sense. Early industrial policy focused on redundancy and duplication to bring innovation to every part of the supply chain as quickly as possible. Whether large or small companies manage their own production, "second source" contracts ensure that viable processes proliferate rapidly within the company's ecosystem. While earlier industrial policy strategies significantly accelerated the pace of innovation and ensured that entire supply chains remained robust even when individual companies failed, it did mean significant duplication of investment. While this approach helps drive widespread adoption of process improvements, maximizing shareholder value dictates that such duplication is economically wasteful.  
While industrial policy in previous decades promoted mass employment in the semiconductor industry, a core driver of innovation, the “science policy” of the 1990s eschewed this approach for the sake of minimal efficiency. Employees frequently change companies, and “learning by doing” has become a core approach to innovation. While the integration of large numbers of semiconductor industry workers is critical to rapid innovation in the industry, it is also seen as wasteful in this new competitive environment. The unit cost of labor is high, and companies believe that if they can strategically reduce the size of their workforce, they can help restore global competitiveness.  
 


Under the scientific policies implemented in the 1990s, the added value of the semiconductor industry grew faster than the number of employees. In the early years of the semiconductor industry, relatively price-insensitive government contracts accounted for a large portion of total sales, and this inefficiency was seen as a cost of innovation. But as foreign competitors emerged and the cost-conscious commercial market became the main buyer of semiconductors, this replication of capabilities seemed purely cost-focused and had little appeal for many companies. Concerns about profitability mean that in order to maintain control of costs in a highly price-sensitive competitive environment, there should be as little duplication of effort as possible. This raises a collective action problem in the U.S. semiconductor industry. Cutting spending seems to be in the interest of every company, but doing so further deteriorates the ability of U.S. companies to innovate.  
In the 1990s, instead of returning to industrial policy, the U.S. government opted for far less expensive science policy programs. Ideally, "science policy" would allow governments to reconcile the conflicting desires of businesses to save without falling behind technologically. However, consistent with the spirit of the times, the US government is also promoting frugality and will not provide the large-scale financial support that industrial policy needs to succeed in the new competitive environment.  
Il governo, invece, sta riducendo la spesa pubblica e cercando di creare una divisione del lavoro che permetta a tutti gli attori coinvolti di tagliare i costi e perseguire la redditività senza sacrificare la leadership all'avanguardia tecnologica. A tal fine, finanzia da un lato i laboratori di ricerca accademici per condurre attività di ricerca e sviluppo e, dall'altro, i gruppi industriali per tradurre la ricerca in capacità commerciali. In una certa misura, ciò riduce ulteriormente gli investimenti in ricerca e sviluppo da parte delle singole aziende.  
Rather than an ecosystem of companies with overlapping supply chains, this structure creates a new division of labor, with each company or institution involved in a distinct part of the innovation process that is clearly separable. At the same time, looser trade policies and better transportation capabilities have led leading companies to economically choose the "factory-less" model, which may be the most asset-light strategy. The goal is to regain technological advantage at lower prices in the public and private sectors by solving collective action problems and reducing redundancies throughout the system.  
Nel breve termine, questa strategia ha funzionato davvero! Alla fine degli anni '1990, sullo sfondo di un generale boom degli investimenti nazionali nel settore dei semiconduttori e della tecnologia, gli Stati Uniti sono riusciti a riconquistare il loro vantaggio tecnologico. In assenza di un sostegno finanziario su larga scala da parte della politica industriale nazionale, il settore è stato in grado di innovare mantenendo la propria competitività a livello internazionale.  
La maggior parte delle singole aziende concentra la propria attività di ricerca e sviluppo sul prossimo o sui prossimi due passaggi del processo produttivo, mentre la ricerca a lungo termine è condotta da ricercatori accademici finanziati dal governo. Il coinvolgimento di gruppi industriali trasforma questi studi accademici in attività commerciali, eliminando di fatto il costo della duplicazione del lavoro in ricerca e sviluppo e produzione. Tuttavia, i grandi laboratori di ricerca centralizzati si sono progressivamente svuotati e le catene di approvvigionamento si sono concentrate maggiormente sulle esigenze di ricerca di poche aziende chiave.  
 

Anni 2000: lo scoppio della bolla delle dot-com


 

"Science policy" helped lead the U.S. semiconductor industry to a short-term success, but it also made its supply chain more fragile, allowing TSMC and others to take advantage of the opportunity to rise.
Ovviamente, il successo a breve termine della strategia sopra descritta comporta un costo elevato a lungo termine. La riduzione di manodopera e capitale contribuisce a garantire che le aziende possano internalizzare rapidamente i miglioramenti dei processi, favorendo al contempo la formazione della prossima generazione di ingegneri e tecnici. Sebbene questa duplicazione possa apparire "ridondante" dal punto di vista della massimizzazione dei rendimenti per gli azionisti in un singolo periodo, è fondamentale per garantire una traiettoria di innovazione a lungo termine. Licenziamenti e maggiore vulnerabilità sono diventati aspetti inconciliabili.  
Over the long term, the consequences of underinvestment in labor and capital will eventually show up somewhere, whether on the balance sheet, in innovation capabilities, or both. For now, the U.S. is in danger of losing its edge in cutting-edge design, and has lost much of its supremacy in cutting-edge manufacturing to TSMC. Allocating part of the investment process to each company may make each company's balance sheet look stronger, but the industry as a whole becomes more fragile due to continued underinvestment. Decades of minimizing labor costs have reduced the pool of skilled technicians and engineers, while decades of underinvestment in capacity have hampered U.S. companies’ ability to respond to current supply shortages.  
Gli attuali problemi dell'industria statunitense dei semiconduttori sono la naturale conseguenza a lungo termine della strategia di politica scientifica che si è dimostrata così efficace tra la fine degli anni '1990 e l'inizio degli anni 2000. La spinta al consolidamento e all'integrazione verticale si è concentrata sulla ricerca a lungo termine nei laboratori accademici, su una combinazione di enormi "aziende leader" e di innovatori "favolosi" con una struttura patrimoniale snella, contribuendo a creare un ecosistema competitivo precario.  
Because these “champion companies” account for a disproportionate share of the competitive landscape, their R&D focus and intermediate investment requirements set prerequisites for the entire industry. Major buyers like Intel are able to leverage their relative monopoly power, implicitly or explicitly, to structure supply chains narrowly around their needs. When broader economic demand changes, as has been the case since the outbreak, these fragile supply chains can easily be severed. This fragility is the clear result of supply chains optimized for short-term profitability and elimination of redundancies, rather than supply chains geared toward the needs of the overall economy.  
Whether intentionally or unintentionally, “champion companies” also shape the path of technology development around their own financial needs and plans. At the same time, these champions are, in a technical sense, “too big to fail”: if they miss out on process improvements, the absence of similarly sized domestic competitors means that the entire industry misses out on that progress, too.  
 

2010 e oltre: aziende “senza stabilimenti produttivi”, ricerca e sviluppo e outsourcing
 
Nel processo che va dalla ricerca e sviluppo alla produzione, hanno iniziato a manifestarsi anche strane incongruenze e circuiti di feedback. Un elemento chiave della strategia di politica scientifica è la separazione analitica ed economica tra l'innovazione nella proprietà intellettuale e l'innovazione nei processi produttivi. In parole semplici, questa politica privilegia la ricerca, la progettazione e le idee rispetto all'implementazione, alla produzione e agli investimenti. L'ascesa delle aziende "fabless", che sfruttano i miglioramenti di processo negli impianti di produzione esteri, è una diretta conseguenza di questa strategia.  
Tuttavia, dare priorità alla Ricerca e Sviluppo potrebbe rallentare il ritmo dell'innovazione. Sovvenzionare esclusivamente la Ricerca e Sviluppo non è diverso dall'incentivare l'esternalizzazione: questa politica premia lo sviluppo della proprietà intellettuale piuttosto che il possesso di beni materiali. Il punto è che i miglioramenti dei processi derivano dall'implementazione di nuove tecnologie incorporate in nuovi beni materiali, e "imparare facendo" è una componente importante dell'innovazione tecnologica. Un buon ingegnere desidera innovare in ogni fase del processo produttivo e in ogni anello della catena di fornitura. L'esternalizzazione della produzione di progetti all'avanguardia introduce una sorta di "scatola nera" attorno al processo, consentendo potenzialmente che comportamenti antieconomici rimangano impuniti. Concentrarsi esclusivamente sulla Ricerca e Sviluppo porterebbe a miglioramenti più lenti in questi processi e penalizzerebbe i produttori nazionali, impedendo al contempo alla forza lavoro di sviluppare nuove competenze.  
Di fatto, la ricerca accademica si è allontanata dal percorso di commercializzazione, formando uno schema fisso lungo determinati paradigmi di innovazione. Dato che la ricerca accademica è spesso strutturata attorno a problemi distanti dalla produzione attuale, a volte non riesce a fornire spunti per applicazioni alternative di tecnologie esistenti o percorsi di innovazione alternativi basati sui processi. Tuttavia, poiché la politica scientifica affida a questo gruppo la responsabilità delle strategie di innovazione a lungo termine per l'intero settore, questa lacuna non può essere ignorata. Infatti, il fallimento della Legge di Moore e il passaggio a progetti unici per chip eterogenei in molte applicazioni, sono un buon esempio di come l'innovazione spesso implichi l'esistenza di molteplici percorsi di sviluppo tecnologico in un dato momento.  
 

U.S. semiconductor industry R&D spending shifts from companies to universities


Per decenni, gli Stati Uniti non hanno investito nella capacità industriale e nell'occupazione, il che ha portato a una situazione in cui le aziende americane dipendono fortemente da impianti di produzione esteri. L'attuale piano statunitense di investire negli stabilimenti di produzione di chip di TSMC negli Stati Uniti rappresenta un tentativo di risolvere il problema semplicemente acquistando, anziché ridurre la dipendenza degli Stati Uniti da un unico fornitore per i progetti all'avanguardia. Dovremmo invece rivedere la storia delle politiche industriali agli albori della produzione di semiconduttori, riconquistare la nostra posizione di leadership all'avanguardia tecnologica e promuovere l'innovazione in ogni anello della catena di approvvigionamento.


 

Lezioni dall'evoluzione della politica industriale statunitense


 


Nel contesto di una grave carenza di semiconduttori all'avanguardia e di un declino delle capacità di innovazione, i responsabili politici statunitensi devono valutare attentamente le politiche di intervento per evitare il ripetersi della crisi globale di carenza di chip.
Ora che gli Stati Uniti si trovano ad affrontare una carenza di semiconduttori all'avanguardia e un calo dell'innovazione, i responsabili politici stanno valutando interventi seri. Sebbene possa essere troppo tardi per affrontare l'attuale carenza, è necessario iniziare subito a prevenire la prossima. La combinazione di un ampio sostegno alla spesa per le infrastrutture da parte di entrambi i principali partiti politici statunitensi, l'urgenza della ricostruzione post-pandemia e le preoccupazioni per la sicurezza nazionale relative all'approvvigionamento di semiconduttori dovrebbero incoraggiare i responsabili politici a riconoscere che è giunto il momento di riforme ambiziose. Come già accennato, la storia delle politiche del settore dei semiconduttori offre molti insegnamenti su come creare al meglio un elevato livello di occupazione, innovazione tecnologica e solide catene di approvvigionamento nazionali.  
La storia dimostra che la politica scientifica è un complemento necessario alla politica industriale, ma da sola non basta. La ricerca e sviluppo coordinata è una parte essenziale di qualsiasi soluzione, ma non la soluzione completa. Per ottenere miglioramenti di processo e garantire che la forza lavoro sia sufficientemente qualificata per operare all'avanguardia tecnologica, l'industria ha bisogno di una continua espansione della capacità produttiva. Tuttavia, come abbiamo già dimostrato, in un contesto di bassa domanda si riscontra una chiara riluttanza da parte delle imprese private a effettuare investimenti incerti.  
Una politica industriale che combini garanzie di appalto e finanziamento statali, finanziamenti diretti e altri strumenti è l'unica via per fornire all'industria la liquidità necessaria a garantire un'espansione della capacità produttiva sufficientemente rapida da mantenerla all'avanguardia tecnologica. Allo stesso tempo, per ragioni di sicurezza nazionale e resilienza della catena di approvvigionamento, il governo dovrebbe disporre di risorse finanziarie sufficienti per consentire alle aziende nazionali di produrre semiconduttori di vecchia generazione. Nel lungo periodo, le politiche di delocalizzazione industriale volte a massimizzare gli interessi degli azionisti si riveleranno più dannose che benefiche.  
È inoltre importante riconoscere che una forte domanda in tutta l'economia e la conseguente scarsità di manodopera sul mercato del lavoro in generale, e nella produzione di semiconduttori in particolare, sono fondamentali per il successo di queste politiche. Investimenti e progetti di costruzione su larga scala, guidati dal governo, creeranno buone opportunità di lavoro per persone con diversi livelli di esperienza e competenza. Ciò genererà sia una forza lavoro altamente qualificata, sia ampie opportunità per quel tipo di approccio "imparare facendo" che porta a significativi miglioramenti dei processi.  
In skilled, capital-intensive industries, labor behaves almost like another form of capital good, bringing clear dividends to investment. However, in the absence of adequate employment opportunities, these specialized skills disappear as workers move to other industries. However, this is not to say that upskilling the workforce is enough. If legislation only supports the creation of training programs without also creating necessary jobs and investment, this will quickly prove to be self-defeating.  
Alcuni potrebbero essere preoccupati per l'enorme entità dei finanziamenti necessari per le politiche industriali nel settore dei semiconduttori e in altri settori chiave. Si tratta di un mercato vastissimo che richiede ingenti investimenti, come la costruzione di un moderno impianto di produzione che può costare miliardi di dollari. Tuttavia, i semiconduttori sono una tecnologia fondamentale e di uso generale, presente in quasi tutte le catene di approvvigionamento critiche. Le politiche industriali possono prevenire le strozzature che frenano la crescita economica, creando al contempo una solida catena di approvvigionamento nazionale per le esigenze di sicurezza nazionale. Rispetto all'investimento iniziale nella tecnologia dei semiconduttori, il costo del ritorno alle politiche industriali è molto più elevato, ma anche i rendimenti saranno maggiori. Rivitalizzare i settori di frontiera in difficoltà e ripristinare un solido ecosistema competitivo nell'ambito di un pacchetto infrastrutturale da 4 trilioni di dollari o di una legge bipartisan sulla catena di approvvigionamento è ovviamente un ottimo investimento e non dovrebbe essere trascurato.  
L'obiettivo attuale della politica statunitense per l'industria dei semiconduttori è semplice: sviluppare un insieme di strumenti di politica industriale scalabili che promuovano l'innovazione, creino un mercato del lavoro interno solido e mantengano le infrastrutture critiche della catena di approvvigionamento. Il settore dei semiconduttori rappresenta un punto di partenza ideale per lo sviluppo di questi strumenti politici, poiché richiede investimenti su larga scala e la creazione di posti di lavoro. Ricostruire un ambiente favorevole all'innovazione contribuirà inoltre a riportare gli Stati Uniti all'avanguardia tecnologica in modo duraturo, creando posti di lavoro e investimenti che daranno frutti per gli anni a venire.  
 

I semiconduttori svolgono un ruolo vitale nell'economia industriale moderna e le loro strategie tecnologiche sono troppo cruciali per privilegiare la redditività a breve termine. Il governo ha l'opportunità e la responsabilità di utilizzare la politica industriale per prevenire la prossima carenza di approvvigionamento prima che si verifichi, garantendo al contempo che gli Stati Uniti mantengano la loro leadership all'avanguardia tecnologica.



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