De baixo para cima e depois de cima para baixo – a China deixa para a indústria de desenvolvimento a tarefa de resolver os problemas encontrados no desenvolvimento da indústria de semicondutores. A China está estudando o desenvolvimento de uma nova geração de tecnologia de chips nos próximos cinco anos e espera investir trilhões de dólares para reduzir sua dependência da tecnologia americana.

No mês passado, realizou-se em Pequim a 18ª reunião do Grupo Dirigente Nacional para a Reforma do Sistema de Ciência e Tecnologia e a Construção do Sistema de Inovação, com o objetivo de estudar a elaboração do plano nacional de inovação em ciência e tecnologia para o 14º Plano Quinquenal. A conferência também abordou as potenciais tecnologias disruptivas de circuitos integrados para a era pós-Moore.

O apoio do estado às estratégias emergentes de tecnologia de chips também impulsionará uma nova rodada de oportunidades de investimento.

O Ministério da Educação da China incluiu a ciência e a engenharia de semicondutores na lista de disciplinas-chave e incentiva mais universidades a criarem escolas profissionais dedicadas a áreas relacionadas a circuitos integrados. Na semana passada (22 de junho), a Escola de Novos Materiais e Novas Energias da Universidade de Tecnologia de Shenzhen e a SMIC estabeleceram conjuntamente a Escola de Circuitos Integrados para formar talentos técnicos avançados e orientados para a aplicação prática em projeto e fabricação de circuitos integrados.

A empresa de consultoria de TI Gartner prevê que, até 2025, em termos de receita, a participação dos fabricantes chineses de semicondutores no mercado de semicondutores da China deverá dobrar em relação aos níveis de 2020, aumentando de 15% para 30%; até 2023, o volume de investimento de capital em empresas chinesas de chips aumentará em 80% em comparação com o volume de 2020.

No entanto, analistas acreditam que, como a fabricação de novos materiais que suportam a nova geração de tecnologia de chips exige o apoio de toda a cadeia de suprimentos de chips, bem como o suporte de equipamentos e ferramentas de produção avançados, incluindo máquinas de fotolitografia, a China ainda enfrenta desafios na transição para a fabricação de chips de ponta e precisa dar tempo ao desenvolvimento da indústria e de talentos.

Construir um ecossistema autossuficiente

A China elevou a tecnologia de fabricação de chips ao status de estratégia nacional para apoiar a concretização das metas nacionais de manufatura avançada em 2030. De acordo com o plano, o fornecimento local de chips da China aumentará para 40% este ano e para 70% até 2025.

O American Rhodium Group previu, há cinco anos, que era essencial para a China desenvolver sua indústria de semicondutores. Rongding afirmou que a China é altamente dependente da importação de chips, especialmente os de alta tecnologia. Esses chips são utilizados em todos os aspectos da infraestrutura nacional e representam um risco do ponto de vista da segurança.

Isso também significa que é imprescindível para a China aumentar o investimento em áreas tecnológicas, incluindo chips e software. Em um ambiente de negócios global complexo, a China está construindo seu próprio ecossistema tecnológico para reduzir sua dependência de produtos estrangeiros.

Em um contexto de restrições impostas a empresas como a Huawei, a China busca maneiras de estimular o desenvolvimento de novas tecnologias disruptivas de chips, incluindo o fornecimento de amplos incentivos para toda a indústria de semicondutores e a transição direta dos atuais chips de silício para chips de "terceira geração" fabricados com novos materiais.

Com a forte promoção da indústria de chips na China, diversas empresas com valor de mercado de 100 bilhões de yuans surgiram no mercado chinês de semicondutores, como a Semiconductor Manufacturing International Corporation, a Weill Corporation, a Zhuosheng Microelectronics, a Sanan Optoelectronics, a Northern Huachuang, a Wingtech Technology, a China Resources Micro, a GigaDevice e a Zhonghuan Technology.

Mao Junfa, vice-presidente da Universidade Jiao Tong de Xangai e membro da Academia Chinesa de Ciências, afirmou na Conferência Mundial de Semicondutores de 2021, em Nanjing, neste mês, que a China pode manter sua posição de liderança na indústria de chips por meio da "integração heterogênea", ou seja, a integração de componentes fabricados individualmente. "A integração heterogênea é a nova direção da indústria na era pós-Lei de Moore, o que proporciona oportunidades para a China ultrapassar a concorrência na indústria de circuitos integrados", disse Mao Junfa.

Segundo Mao Junfa, existem atualmente duas principais vias de desenvolvimento para chips. Uma é dar continuidade à Lei de Moore, e a outra é contorná-la. Hoje, a Lei de Moore enfrenta diversos desafios, e existem muitas maneiras de contorná-la, sendo os circuitos integrados heterogêneos uma delas.

À medida que a Lei de Moore se aproxima dos limites físicos, o uso de novos materiais para chips e métodos de integração heterogênea são vistos como as duas áreas com maior probabilidade de produzir inovações disruptivas.

Os novos materiais para chips de próxima geração, ou seja, chips de terceira geração, incluem o carbeto de silício (SiC) e o nitreto de gálio (GaN). No entanto, atualmente, a maioria dos analistas do setor acredita que a China poderá levar vários anos para atingir a autossuficiência em semicondutores.

Atualmente, os wafers à base de silício ainda dominam toda a cadeia de valor global. Em termos de materiais para wafers de silício, os três principais fornecedores – a japonesa Shin-Etsu Chemical, a japonesa SUMCO e a taiwanesa Global Wafer – detêm cerca de dois terços da participação no mercado global de materiais de silício.

Segundo o relatório da Gartner, em termos de cadeia de suprimentos para fabricação de chips, a participação de mercado das empresas chinesas em equipamentos e materiais para wafers é inferior a 3% e 5%, respectivamente, o que representa um grande desafio técnico; já em relação ao software EDA (ferramenta de projeto de chips), a participação de mercado é inferior a 1%.

Os dados da Gartner também mostram que, em 2020, a participação de mercado global dos fabricantes chineses de semicondutores foi de 6.7%, e a principal fabricante de semicondutores da China, a Shenzhen HiSilicon Semiconductor Co., Ltd., detinha uma participação de mercado global de 1.75%.

No entanto, a Gartner enfatizou que a China desempenha um papel importante na cadeia de suprimentos global de equipamentos eletrônicos. Mais de 70% dos equipamentos eletrônicos do mundo são fabricados na China, e a capacidade de produção de semicondutores da China continental representa 18% da capacidade mundial.

Uma entrada maciça de capital

A Gartner acredita que diversos fatores irão impulsionar o fornecimento de semicondutores locais na China.

A primeira medida é a promoção em nível governamental. Em outubro de 2019, a National Integrated Circuit Industry Investment Fund Phase II Co., Ltd. foi registrada e estabelecida com um capital social de 204.15 bilhões de yuans, com foco em investimentos em empresas de materiais e equipamentos semicondutores.

A SMIC anunciou que atingirá a produção em massa do processo de 14 nm no quarto trimestre de 2019. No entanto, a SMIC ainda tem um longo caminho a percorrer para se tornar uma líder globalmente competitiva na fabricação de chips.

Especialistas do setor acreditam que, se o termo "nacional" se referir ao design, fabricação e embalagem locais, esse objetivo foi de fato alcançado. No entanto, se a intenção for estender esse conceito à cadeia produtiva como um todo, incluindo o uso de estruturas e módulos de propriedade intelectual nacionais no design, e o uso de equipamentos e materiais nacionais na fabricação, será difícil atingi-lo em curto prazo.

Li Shixuan, analista da S&P Global Ratings, declarou ao China Business News: "A taxa de autossuficiência da China em chips ainda é baixa. Analisando as matérias-primas, o design e o processo de fabricação da cadeia produtiva de chips, as matérias-primas ainda são controladas pelos Estados Unidos, Alemanha e Japão; o software de ferramentas de design é dominado principalmente por fabricantes americanos; ainda existe uma defasagem de cerca de 5 anos entre a fabricação de chips na China continental e a da TSMC, portanto, o desenvolvimento de chips independentes ainda tem um longo caminho a percorrer."

A S&P acredita que o governo chinês precisa aumentar o apoio financeiro e operacional às empresas de tecnologia em áreas-chave, como a de semicondutores, inclusive de diversas formas, como injeções de capital, subsídios, cortes de impostos, aprovações regulatórias aceleradas ou procedimentos simplificados.

A Gartner acredita que o segundo fator que impulsiona o desenvolvimento da indústria de semicondutores da China é a participação dos compradores fabricantes de equipamentos. A Gartner prevê que, até 2025, os dez maiores compradores de chips da China terão capacidade de desenvolvimento de chips interna. Esses compradores incluem fabricantes chineses de smartphones como Xiaomi, vivo e OPPO, e gigantes da internet como Baidu. Esses fabricantes desenvolvem chips internamente para reduzir a dependência de fornecedores globais de chips.

O terceiro fator impulsionador vem da expansão de ecossistemas como o 5G, a inteligência artificial e a Internet das Coisas, bem como do investimento de capital em áreas não relacionadas à fabricação de chips. Yin Zhiyao, presidente da fabricante de equipamentos semicondutores China Microelectronics, disse ao China Business News: "O desenvolvimento industrial requer um efeito de aglomeração e precisa visar a tecnologia de ponta da indústria de chips, combinando design, fabricação, equipamentos e fornecimento de materiais de alta qualidade com a aplicação de novas tecnologias como 5G e IA."

Segundo dados da instituição de pesquisa de investimentos PitchBook, o investimento total da China em semicondutores em 2020 atingiu US$ 16.75 bilhões (aproximadamente 108.3 bilhões de yuans), dos quais o investimento de capital na fabricação de produtos não relacionados a semicondutores ultrapassou US$ 10 bilhões.

O analista da Gartner, Sheng Linghai, disse ao China Business News: "Temos observado que muito capital de setores não relacionados à fabricação de chips está entrando no setor de semicondutores. Embora isso tenha elevado a avaliação das empresas de chips até certo ponto, ainda acreditamos que isso é bom para aprimorar a tecnologia e a capacidade de produção de toda a indústria de chips."

No entanto, Sheng Linghai afirmou que, embora uma grande quantidade de capital tenha sido investida no setor de semicondutores na China, o investimento é relativamente disperso e o montante recebido por cada empresa é muito limitado, dificultando a concentração dos investimentos.

Wu Gengyuan, cofundador e CEO da Shencong Intelligent, uma joint venture entre a Spirit e a SMIC Juyuan, da SMIC, disse ao China Business News: "A capacidade de produção de chips no mercado interno ainda enfrenta uma grave escassez, especialmente em processos avançados. Não há muitos projetos com processos maduros que possam ser implementados. Os principais motivos para essa situação são os altos custos de investimento em manufatura, a fraca capacidade de gestão e controle de riscos, a falta de incentivo à localização da produção e a insuficiência de equipamentos e materiais nacionais para a formação de uma cadeia industrial e um ecossistema consolidados."

Wu Gengyuan acredita que, para a indústria de semicondutores, as capacidades de fabricação devem ser expandidas e aprimoradas, e o nível de exigência para o projeto deve ser elevado de acordo.

"Materiais, equipamentos e processos são atualmente as maiores deficiências. A manufatura é a locomotiva do desenvolvimento de toda a indústria. Ela pode sanar as deficiências na retaguarda da cadeia industrial e impulsionar vigorosamente a fabricação de chips na direção correta", disse Wu Gengyuan. "Mas existem muitas empresas de design de chips, o nível de exigência é baixo e é impossível formar sinergia. Por um lado, isso desperdiça recursos nacionais e subsídios governamentais e, por outro, dificulta a obtenção de economias de escala."

Um profissional que já atuou como executivo no Grupo Unisoc disse ao China Business News que está lançando um projeto de embalagem e teste de alta tecnologia em nível de wafer na China, com o objetivo de preencher as lacunas na cadeia produtiva de circuitos integrados do país, fortalecer os elos fracos na embalagem e teste em nível de wafer e formar capacidades de fabricação de embalagem e teste de suporte com empresas nacionais de chips de ponta, como a HiSilicon, para apoiar o desenvolvimento da indústria nacional de circuitos integrados.

Empresas de tecnologia, incluindo a Huawei, aumentaram o investimento na produção independente de chips nos últimos dois anos e acreditam que a situação de "estagnação" irá se amenizar gradualmente.

Os profissionais mencionados acima disseram ao China Business News: "Não existem atalhos na fabricação de chips e só se pode contar com o acúmulo de experiência ao longo do tempo. No passado, os principais problemas no desenvolvimento de circuitos integrados na China eram a falta de talentos e de capital, mas agora, com a implementação de políticas mais favoráveis ​​por parte do governo, a situação em ambos os aspectos está melhorando."

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