ABD, dünyanın en büyük çip geliştiricisidir. Ancak yarı iletkenler daha yaygın ve önemli hale geldikçe, diğer ülkeler çip tasarım becerisi ve pazar payı kazanıyor.
ABD, dünyanın en büyük çip geliştiricisi konumunu korumak istiyorsa, ABD hükümeti yerel yarı iletken Ar-Ge’sine fon sağlamak zorunda kalacak. bir rapora göre Semiconductor Industry Association ve Boston Consulting Group’tan.
Çip Geliştirme Pahalıdır
Amerikan şirketleri, küresel yarı iletken tasarımıyla ilgili gelirin yaklaşık %46’sını kontrol ediyor – en yakın rakibinden yaklaşık 2,5 kat daha fazla. AMD, Apple, Intel, Nvidia ve Qualcomm gibi şirketler işlemci, grafik kartı ve mobil SoC pazarlarına hakim olduğundan, ABD özellikle CPU’lar, GPU’lar ve diğer çeşitli karmaşık SoC’ler gibi mantık yongalarında güçlüdür.
Ancak %46 düşüşte – SIA’ya göre ABD 2015’te pazarın %50’sinden fazlasını kontrol ediyordu. Bu kayıp, Çin, Güney Kore ve Tayvan gibi ülkelerin yıllardır federal ve yerel hükümet destekli yarı iletken araştırma ve geliştirme faaliyetleri ve yerli yetenek geliştirme sayesinde tasarımla ilgili pay kazanmasından kaynaklanmaktadır. Örneğin, 2021’de Güney Kore, önümüzdeki 10 yıl içinde yerel yarı iletken endüstrisini geliştirmek için 450 milyar dolarlık bir planı onayladı. Bu rakam, AI ve güç çipi tasarımı için 1,3 milyar doları içeriyordu.
Hiçbir şey değişmezse ve ABD mevcut aşağı yönlü gidişatına devam ederse, ABD’nin çip tasarım gelirindeki payı on yılın sonunda %36’ya düşebilir. rapora göre.
resim 1 nın-nin 3
Mantık ve bellek yongaları daha karmaşık hale geldikçe, daha fazla Ar-Ge yatırımı ve daha fazla mühendislik yeteneği gerektiriyor. Hem fiziksel tümleşik devrelerin hem de ilgili yazılımın tasarımını içeren 5nm sınıfı bir proses teknolojisinde üretilecek oldukça karmaşık bir çipin tasarım maliyetinin 540 milyon doları aşacağı tahmin ediliyor. Uluslararası İşletme Araştırması. Amerikan şirketleri, tasarımla ilgili Ar-Ge’ye her yıl milyarlarca dolar harcayarak bu türden düzinelerce çip üzerinde sistem üretiyor. Yalnızca 2021’de ABD’li şirketler çip tasarımına yaklaşık 40 milyar dolar akıttı.
Semiconductor Industry Association’dan analistler, ABD kamu sektörünün önümüzdeki 10 yıl içinde Ar-Ge ve iş gücü geliştirmeye 400 ila 500 milyar $ yatırım yapacağını tahmin ediyor. Ancak bunun tüm ülke için çip tasarım liderliğini sürdürmek için yeterli olmadığına inanıyorlar.
SIA ve BCG’den uzmanlar, ABD yarı iletken tasarım endüstrisinin zaten vasıflı işçi sıkıntısıyla karşı karşıya olduğu konusunda uyarıyor ve 2030’a kadar bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM) mezunları sektörden ayrıldıkça bu eksiklik 23.000’e çıkabilir.
Ayrıca, büyüyen yapay zeka ve yüksek performanslı bilgi işlem uygulamaları (örneğin, AMD’nin Instinct MI250X, Intel’in Ponte Vecchio ve Nvidia’nın her biri 10.000 dolardan fazlaya satılan A100 ve H100 bilgi işlem GPU’ları) için kremalı krema işlemcilere yönelik ihracat kısıtlamaları gibi şeyler ), Amerikan şirketlerinin Ar-Ge’ye yatırım yapma kabiliyetini daha da tehdit ediyor çünkü bu tür sınırlamalar gelir artışlarını sınırlıyor.
Büyük OEM’ler Yongalara Bağlıdır
Yonga tasarım becerisi, yalnızca Amerikalı yonga geliştiricilerin refahını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda komşu orijinal ekipman üreticilerinin de başarısını garanti eder. ABD’de buna Apple, Dell, HP ve HPE dahil olmak üzere 34 birinci sınıf şirket dahildir. Buna karşılık, Çin’de Huawei, Lenovo, BKK ve Xiaomi dahil olmak üzere Halk Cumhuriyeti’nde ve başka yerlerde üretilen çipleri kullanan 27 büyük şirket var.
Çin hükümeti, çipleri yurt içinde geliştirmenin ne kadar önemli olduğunu anlıyor – başka bir yerde üretilseler bile – ve yerel tasarım endüstrisini yıllardır besliyor. SIA verilerine göre, Çin’in en büyük 25 masalsız şirketinin kazancı 2017’de 12,2 milyar dolardan 2020’de iki katına çıkarak 24,4 milyar dolara çıktı.
Kamu Sektörü Çip Geliştirme Finansmanı Gerekli
Bu yılın başlarında kabul edilen CHIPS ve Bilim Yasası, yeni yarı iletken üretim yöntemleri (yani yeni temel üretim teknolojileri), gelişmiş yarı iletken araştırmaları (transistör yapıları, malzemeleri), metroloji araştırmaları ve yenilikçi çip paketlemeye odaklanan çeşitli Ar-Ge projelerine 11 milyar dolarlık harcama yapılmasını içeriyor.
Ancak yasa, çip tasarımcılarına fon sağlamayacak: Micron ve Western Digital, malzemeler, transistörler, üretim yöntemleri, analiz ve metroloji için rekabet öncesi Ar-Ge yapmak üzere bir miktar fon alacak olsa da, bunlarla rekabet edecek gerçek ürünler tasarlamak için hiçbir şey alamayacaklar. başka bir yerde geliştirildi.
Gerçek ürünleri rekabetin önünde geliştirmek çok önemlidir, çünkü ilk hareket edenlerin diğerlerinin takip etmesi gereken yeni pazar standartları belirlemesine olanak tanır. Kendi standartlarını belirleyen şirketler de doğrudan fayda sağlama eğilimindedir. Örneğin, Nvidia’nın tescilli CUDA paralel bilgi işlem platformu ve geliştirme ortamı, rakiplerinin o kadar ilerisindedir ki, şirket bazı yapay zeka ve HPC sektörlerinde yıllarca hakimiyet kazanmıştır.
Şu anda ABD’deki yarı iletken tasarım Ar-Ge’sinin yaklaşık %13’ü kamu yatırımları tarafından finanse edilmektedir. Bu tür Ar-Ge’nin yaklaşık %20 – %30’u Avrupa, Tayvan, Güney Kore ve Japonya’da hükümetler, yerel makamlar veya vergi teşvikleri tarafından finanse edilmektedir. Çin’de çip tasarımıyla ilgili Ar-Ge’nin %45 gibi büyük bir kısmı doğrudan kamu finansmanı (hükümet, yerel makamlar, devlet üniversiteleri vb.), vergi teşvikleri ve diğer girişimler kullanılarak finanse edilmektedir.
Semiconductor Industry Association ve Boston Consulting Group’tan uzmanlar, ABD’nin çip tasarımında liderliğini sürdürmek için kamu sektörü yatırımlarının gerekli olduğuna inanıyor.
Analistlere göre iyi haber şu ki, tasarıma ve Ar-Ge’ye yatırılan her bir kamu doları ek özel sektör yatırımlarını teşvik edecek ve bu nedenle gerçek çip satışlarını önemli ölçüde artıracak.
ABD kamu sektörünün 2030’a kadar tasarım ve Ar-Ge’ye 20 ila 30 milyar ABD Doları yatırım yapması durumunda (15 ila 20 milyar ABD Doları değerindeki tasarım vergisi teşviki dahil), bunun sonunda 10 yılda yaklaşık 450 milyar ABD Doları değerinde tasarımla ilgili satış sağlayacağını tahmin ediyorlar. Ayrıca 23.000 yarı iletken tasarım mühendisinin eğitilip istihdam edilmesine ve 130.000 dolaylı iş yaratılmasına yardımcı olacaktır.
Özet
ABD, gelişmiş mantık işlemcileri ve diğer mantıkta hala liderdir, ancak bellek, sensörler ve optoelektronikte geridedir. Bu yakın zamanda değişmeyecek, ancak devam eden trendler devam ederse, Amerikan şirketleri tarafından kontrol edilen çip tasarımıyla ilgili gelir payı da önümüzdeki yıllarda düşebilir.
Endüstri uzmanları, Avrupa ve Asya’daki çip tasarımı ve Ar-Ge’ye yönelik kamu sektörü finansmanının, ABD’nin harekete geçmemesi durumunda ABD dışındaki şirketlerin çip tasarımıyla ilgili gelir paylarını artırmalarına izin vereceğine inanıyor.
Çip geliştirme ekosistemi zaten mevcut olduğundan ve ülkede düzinelerce rekabetçi çip tasarımcısı bulunduğundan, ABD’de çip tasarımı Ar-Ge’sine yapılan kamu yatırımlarının çok yüksek olması gerekmez.
SIA ve BCG’nin raporuna göre, ABD kamu sektörü 2030’a kadar tasarım ve Ar-Ge’ye (vergi teşvikleri dahil) 20 ila 30 milyar dolar arasında yatırım yaparsa, bu özel sektör yatırımını artıracak ve tasarımla ilgili satışları yılda yaklaşık 450 milyar dolar artıracak. 10 yıl. Bu, ABD’nin dünyanın önde gelen çip geliştiricisi konumunu koruması için fazlasıyla yeterli olacaktır.