Europejski Ślad Cyfrowy

Intel, AMD, Nvidia, Qualcomm … to tylko kilka z firm, które przychodzą nam do głowy kiedy zaczyna się dyskusja na temat rynku mikroprocesorów. Covid pokazał, że współczesny przemysł, pozbawiony tych małych, niezwykle precyzyjnych układów scalonych dostaje nagłej zadyszki i zaczyna zwalniać. Czasami jest to tylko niewielka zapaść a czasami, jak w przypadku przemysłu samochodowego prawdziwy zawał, powodujący zatrzymanie produkcji i dystrybucji nowych samochodów. Fascynuje nas historia Nvidii, która z niszowego gracza procesorów graficznych wskoczyła na szczyty giełdowych rankingów napędzana szybkim wzrostem rozwiązań w dziedzinie sztucznej inteligencji stając się ulubienicą inwestorów. Zacięcie dyskutujemy o potencjalnym konflikcie którego centrum od wielu lat jest Tajwan – lider w produkcji mikroprocesorów i o nagłym przebudzeniu wielkich mocarstw które zrozumiały, że oszczędności to nie wszystko, a produkcja mikroprocesorów może być pomocna nie tylko w walce o klienta ale także, a może przede wszystkim, w geopolitycznych zmaganiach Stanów Zjednoczonych i Chin – żeby wymienić dwóch największych oponentów.

Bardziej zorientowani pamiętają także o prawie Moora, które tak naprawdę było bardziej przepowiednią niż naukową tezą. Warto dodać, że samospełniającą się przepowiednią, która napędzała rozwój rynku układów scalonych przez dekady, choć w zamyśle autora miała obowiązywać znacznie krócej.

Ale niewiele osób wie o dwóch spółkach, które rozwijały się w cieniu największych graczy ale bez których rynek mikroprocesorów mógłby wyglądać dzisiaj zupełnie inaczej.

Arm Holdings plc to spółka która powstała w Wielkiej Brytanii i ostatecznie wyspecjalizowała się nie tyle w produkcji mikroprocesorów co w tworzeniu modelu ich architektury, który następnie (w formie licencji) udostępniała takim gigantom jak Nvidia, Samsung czy Qualcomm. W praktyce, niemal wszyscy producenci mikroprocesorów wykorzystywanych w smartfonach korzystają z licencji firmy Arm.

Arm, przez lata opierał swój marketing na założeniu, że stosunkowo niewielkie opłaty licencyjne zniechęcą inne firmy do budowy kosztownych centrów rozwoju i pozwolą na budowanie przyszłości Arm w oparciu o unikalny know-how i skalę biznesu. I tak dokładnie się stało. Nic zatem dziwnego, że spółka zaczęła być atrakcyjna także dla inwestorów i wkrótce po swoim debiucie giełdowym na giełdzie londyńskiej została wykupiona przez fundusz Softbank, (przy wycenie 32 miliardów dolarów). Softbank, po serii nietrafionych inwestycji, próbował sprzedać swoje udziały w Arm do Nvidii ale to posunięcie spotkało się z natychmiastową reakcją takich potęg jak Google, Microsoft czy Qualcomm, których mikroprocesory korzystały z architektury Arm i które obawiały się przejęcia firmy, przez któregoś z konkurentów. Zaniepokojenie to podzielali także regulatorzy rynku oraz rząd brytyjski, który planowaną transakcję uznał za zagrożenie bezpieczeństwa narodowego. Zamiast do sprzedaży, doszło zatem do nowego „debiutu” giełdowego, tym razem na Nasdaq. W ciągu niespełna 6 lat wycena Arm wzrosła do 54.5 miliardów dolarów. Obecnie, wycena Arm oscyluje wokół 120 miliardów dolarów – choć w połowie 2024 roku była o 60 miliardów większa.

Druga spółka, która odcisnęła swoje piętno na rynku układów scalonych narodziła się w roku 1984, kiedy to Apple swoją orwellowską reklamą rzucał wyzwanie firmie IBM. ASML powstała w Holandii jako joint-venture dwóch innych firm – Adavanced Semiconductor Materials International oraz firmy Philips. ASMI był pierwszym europejskim dostawcą sprzętu do produkcji układów scalonych dla takich firm jak Intel czy Motorola. Produkował zestawy do nakładania na płytki krzemowe specjalnej warstwy która podlegała naświetleniu oraz urządzenia litograficzne, które nanosiły projekt układu scalonego na tak przygotowane krzemowe podłoże, wytrawiane następnie w procesie obróbki chemicznej. Ale pomimo posiadanego doświadczenia i podpisanych kontraktów, ASMI miał olbrzymie problemy z konkurowaniem z firmami japońskimi takimi jak Cannon czy Nikon. Stąd wybór Philipsa na partnera. Firma, oprócz środków na inwestycje posiadała dodatkową zaletę. Był firmą europejską. A to oznaczało, że nowe joint-venture mogło rozpocząć współpracę z konsorcjum EUV LLC (Intel, Motorola i AMD), które miało podpisany kontrakt z Departamentem Energii rządu Stanów Zjednoczonych i dostęp do wyników prac naukowych związanych z wykorzystaniem technologii ekstremalnego ultrafioletu. Współpracę o którą bezskutecznie wcześniej ubiegał się Nikon. ASML mogła też przejąć amerykańską spółkę Silicon Valley Group, czego wcześniej bezskutecznie próbował dokonać Cannon i tym samym stać się głównym dostawcą urządzeń litograficznych dla amerykańskich gigantów technologicznych.

To wszystko spowodowało, że kiedy na rynku pojawiło się urządzenie NXE3400B, którego przygotowanie pochłonęło prawie 20 lat prac i ponad 10 miliardów euro, jego możliwości były niesamowite. Wykorzystanie fal o długości 13,5 nanometra w celu zmniejszenia rozmiaru elementów układów scalonych oraz zwiększenia gęstości ich upakowania dawały szanse na przedłużenie życia Prawa Moora o kolejne 10-15 lat. Wystarczy sobie wyobrazić, że przy wykorzystaniu światła o tej długości, najmniejsze elementy nanoszone na krzemowe płytki mogą mieć rozmiar 8 nanometrów. Dla porównania – ludzki włos ma grubość prawie 80 tysięcy nanometrów.

Pozostałe elementy tego urządzenia były równie imponujące. Kropelki cyny podgrzewane za pomocą lasera do temperatury 100 razy wyższej niż panująca na powierzchni Słońca. Sześć idealnie gładkich luster (każde w cenie 1.6 milionów euro) które powiększone do powierzchni Niemiec nie posiadałyby nierówności większej niż jedne milimetr. I na koniec wiązka promieniowania EUV która uderza w krzemowy podkład z niesamowitą precyzją. Dla porównania – precyzją jaka byłaby wymagana żeby osoba stojąca na ziemi i strzelająca z łuku mogła trafić w jabłko znajdujące się na powierzchni księżyca.

Nic zatem dziwnego, że wycena rynkowa tej firmy, do której należy obecnie 67% globalnego rynku urządzeń litograficznych (i jako jedyna produkuje urządzenia EUV) , przekracza obecnie 300 miliardów dolarów (a w połowie 2004 oscylowała w okolicach 420 miliardów dolarów).

Bardzo często słychać narzekania, że Europa przespała rewolucję cyfrową pozwalając na opanowanie rynku transformacji cyfrowej firmom amerykańskim i z pewnością twierdzenie to nie jest pozbawione podstaw. Jeżeli jednak spojrzymy na rynek układów scalonych, których projektowanie i wytwarzanie staje się jedną z głównych aren zmagań o globalną dominację, to okazuje się, że firmy europejskie odegrały olbrzymią rolę zarówno w jego powstawaniu i rozwoju.

Warto prześledzić dokładnie historię tych firm i wyciągnąć wnioski na przyszłość. Książka Jamesa Ashtona „Druga Rewolucja Krzemowa” koncentruje się co prawda na firmie Arm ale jest równocześnie fantastyczną opowieścią o tym co dzieje się w maszynowni globalnej transformacji cyfrowej.

Trudno bowiem oprzeć się wrażeniu, że komputery i urządzenia mobilne z których korzystamy i które tak diametralnie zmieniają nasz sposób życia zawdzięczają swoje możliwości prawu nie będącemu prawem i dwóm europejskim firmom o których mało kto słyszał.