W ostatnich latach światowy przemysł motoryzacyjny zmagał się z bezprecedensowym kryzysem związanym z niedoborem półprzewodników, co wywołało poważne zakłócenia w produkcji samochodów. Na skutek pandemii COVID-19, globalne łańcuchy dostaw zostały przerwane, a dodatkowy wzrost zapotrzebowania na elektronikę użytkową jeszcze pogłębił niedobory chipów. Producenci samochodów, w tym europejskie koncerny motoryzacyjne, musieli ograniczać produkcję lub opóźniać dostawy. Co więcej, problem ten zyskał dodatkowy wymiar wraz z rosnącą liczbą samochodów elektrycznych, które wymagają znacznie większej liczby półprzewodników niż tradycyjne pojazdy spalinowe.

Krok ku europejskiej suwerenności

W odpowiedzi na półprzewodnikowy kryzys Europa podejmuje działania mające na celu zwiększenie własnych zdolności produkcyjnych półprzewodników i uniezależnienie się od azjatyckich dostawców, zwłaszcza Chin. Kluczowym elementem tych wysiłków jest rozpoczęta niedawno budowa fabryki European Semiconductor Manufacturing Company (ESMC) w Niemczech. To przedsięwzięcie ma nie tylko rozwiązać problemy związane z zaopatrzeniem w półprzewodniki na Starym Kontynencie, ale także stanowi krok w kierunku technologicznej suwerenności Europy.

Wpływ kryzysu na przemysł motoryzacyjny

Niedobory półprzewodników, które dotknęły wiele branż, w szczególny sposób odbiły się na przemyśle motoryzacyjnym. Nowoczesne pojazdy, niezależnie od tego, czy są to samochody spalinowe, hybrydowe czy elektryczne, są naszpikowane elektroniką, która kontroluje niemal każdy aspekt ich działania – od systemów infotainment, przez czujniki i systemy wspomagania kierowcy (ADAS), po sterowanie silnikiem. W pojazdach elektrycznych liczba wykorzystywanych półprzewodników jest jeszcze większa ze względu na bardziej zaawansowane układy zarządzania energią, systemy baterii oraz kompleksową elektronikę mocy.

Przeciętne auto spalinowe zawiera około 500-700 chipów, podczas gdy samochody elektryczne mogą wymagać nawet do 1500 układów scalonych. To oznacza, że rosnące zapotrzebowanie na samochody elektryczne dodatkowo zaostrzyło problem niedoboru półprzewodników, z jakim przemysł motoryzacyjny zmaga się od kilku lat. W efekcie wiele europejskich fabryk samochodów zostało zmuszonych do ograniczenia produkcji lub czasowego zawieszenia działalności. Koncerny takie jak Volkswagen, Stellantis czy Renault odczuły ten kryzys w szczególny sposób, zmuszając je do zmiany strategii zakupowych i dywersyfikacji dostaw.

Nowa inwestycja w Niemczech – ESMC

Budowa wspomnianej fabryki European Semiconductor Manufacturing Company (ESMC) w Niemczech stanowi kamień milowy dla europejskiego przemysłu półprzewodników. Inwestycja ma na celu zwiększenie lokalnej produkcji zaawansowanych chipów, które są kluczowe dla przemysłu motoryzacyjnego, telekomunikacyjnego, a także obronnego.

Fabryka, zlokalizowana w Dreźnie, ma stać się jednym z najnowocześniejszych zakładów produkcyjnych półprzewodników na świecie. Planowane jest, że będzie produkowała układy scalone w technologii 12- i 16-nanometrowej, które są niezbędne w zaawansowanych systemach zarządzania energią oraz w sterownikach do pojazdów elektrycznych. Inwestycja ta jest bezpośrednią odpowiedzią na ograniczoną dostępność zaawansowanych chipów w Europie i ma na celu zredukowanie zależności kontynentu od producentów azjatyckich, głównie z Chin, Tajwanu i Korei Południowej.

ESMC jest wspólnym przedsięwzięciem (joint venture) kilku kluczowych graczy na europejskim rynku półprzewodników, w tym firm takich jak Bosch, Infineon oraz ASML. Projekt ten korzysta również ze wsparcia rządowego, jako że jego strategiczne znaczenie dla całej gospodarki europejskiej jest nie do przecenienia.

Komisja Europejska zatwierdziła projekt i dała zielone światło na dofinansowanie z niemieckiej – państwowej kasy kwotą 5 mld euro (całość, to koszt nawet 10 mld euro), co wzbudziło sporo kontrowersji, gdyż TSMC (pod jej szyldem realizowany jest projekt), reprezentuje kapitał… tajwański. Zgodnie z „Europejskim aktem ws. czipów” (European Chips Act) UE chce zwiększyć swój udział w globalnej produkcji półprzewodników z 10 do 20% do 2030 roku. Budowa fabryki rozpoczęła się w tym roku, a produkcja ma ruszyć w 2027 roku. Zakład ma produkować 480 000 płytek krzemowych rocznie i osiągnąć pełną zdolność produkcyjną do 2029 r.

Dla Europy szansą były plany budowy fabryk mikroprocesorów w Magdeburgu i pod Wrocławiem, które miał postawić Intel. Z planów nic nie wyszło. Amerykański gigant od lat jest w kryzysie, co spowodowało w ostatnim czasie redukcję zatrudnienia w koncernie o 15 tys. osób i zamrożenie inwestycji na całym świecie na dwa lata.

Europejski rynek półprzewodników

Choć obecnie Europa nie jest globalnym liderem w produkcji półprzewodników, ma ona długą tradycję w tej branży. W przeszłości europejskie firmy, takie jak STMicroelectronics, Infineon Technologies, NXP Semiconductors czy ASML, odgrywały kluczową rolę w rozwoju technologii półprzewodnikowych, zwłaszcza w sektorze motoryzacyjnym i przemysłowym.

Infineon Technologies, z siedzibą w Niemczech, jest jednym z największych producentów półprzewodników w Europie. Firma specjalizuje się w produkcji chipów do zastosowań motoryzacyjnych, w tym systemów zarządzania silnikiem oraz elektroniki mocy do pojazdów elektrycznych. Infineon posiada fabryki w Niemczech, Austrii i Malezji, ale w ostatnich latach zwiększa swoje zaangażowanie w produkcję na terenie Europy, aby odpowiedzieć na rosnące zapotrzebowanie na lokalne dostawy półprzewodników.

STMicroelectronics, z siedzibą we Francji i Włoszech, jest kolejnym znaczącym graczem na rynku półprzewodników. Firma ta produkuje układy scalone, które znajdują zastosowanie w motoryzacji, telekomunikacji oraz elektronice użytkowej. STMicroelectronics posiada fabryki w różnych częściach Europy, w tym we Włoszech, Francji oraz w Szwajcarii, co czyni ją jednym z filarów, wciąż za mało znaczącego, europejskiego rynku półprzewodników.

Jednak mimo silnych graczy w Europie, większość globalnej produkcji półprzewodników jest zdominowana przez firmy z Azji. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) oraz Samsung to światowi giganci, którzy odpowiadają za ponad 60% globalnej produkcji zaawansowanych chipów. Europa, choć posiada silne zaplecze badawczo-rozwojowe, w ostatnich latach była zmuszona do importowania większości półprzewodników, co uczyniło ją podatną na zakłócenia w globalnych łańcuchach dostaw.

Globalny rynek półprzewodników – dominacja Azji i próby Europy

Globalny rynek półprzewodników, którego wartość w 2023 roku, według Fortune Business Insights, przekroczyła 600 mld USD, jest niezwykle złożony i silnie zależny od kilku kluczowych graczy, głównie z Azji. TSMC i Samsung, jako dwaj najwięksi producenci półprzewodników na świecie, odpowiadają za większość globalnej podaży chipów, zwłaszcza tych w najnowszych technologiach 5- i 7-nanometrowych, które znajdują zastosowanie w nowoczesnych procesorach i układach graficznych.

Jednym z głównych wyzwań dla Europy jest zależność od Tajwanu, który jest geopolitycznie narażony na napięcia z Chinami. Tajwan, będący główną bazą TSMC, dostarcza chipy do wielu europejskich firm motoryzacyjnych i technologicznych, a ewentualne zakłócenia w relacjach na linii Chiny-Tajwan mogłyby mieć katastrofalne skutki dla europejskiej gospodarki. Właśnie dlatego budowa własnych zdolności produkcyjnych, takich jak fabryka ESMC, ma kluczowe znaczenie dla strategicznej niezależności Europy. „Tajwański” projekt w który zaangażowały się europejskie firmy, daje dużą gwarancję realizacji dostaw elektronicznych podzespołów.

Uniezależnienie się Europy od Chin

Jednym z kluczowych elementów strategicznych działań Unii Europejskiej jest próba uniezależnienia się od chińskiej produkcji półprzewodników. Chiny, choć nie dominują na rynku zaawansowanych układów scalonych, są jednym z głównych producentów mniej skomplikowanych chipów, które są jednak niezbędne w wielu sektorach gospodarki, w tym w motoryzacji.

Europa, będąc w dużym stopniu zależna od importu z Chin, w ostatnich latach podjęła szereg działań mających na celu ograniczenie tej zależności. Jednym z kluczowych dokumentów w tym zakresie jest European Chips Act, przyjęty w 2022 roku, który zakłada zwiększenie produkcji półprzewodników na terenie Unii Europejskiej do 20% globalnej podaży do 2030 roku. Działania te mają na celu nie tylko zapewnienie stabilnych dostaw chipów dla kluczowych sektorów, takich jak motoryzacja, ale również wzmocnienie bezpieczeństwa technologicznego i gospodarczego Europy w kontekście rosnących napięć geopolitycznych.

Wzrost napięć między Chinami a Europą, szczególnie w kontekście handlu technologiami, spowodował również nałożenie przez Unię Europejską ograniczeń na import niektórych technologii półprzewodnikowych z Chin, zwłaszcza tych o podwójnym zastosowaniu (cywilnym i wojskowym). Europa stara się dywersyfikować swoje źródła dostaw, nawiązując bliższą współpracę z producentami z Korei Południowej, Japonii oraz Stanów Zjednoczonych.

Z geopolitycznego punktu widzenia, dążenie Europy do niezależności od chińskich półprzewodników jest krokiem w stronę zmniejszenia ryzyka związanego z możliwymi przyszłymi napięciami handlowymi lub nawet sankcjami gospodarczymi. Przyspieszona elektryfikacja przemysłu motoryzacyjnego oraz transformacja energetyczna, napędzająca popyt na zaawansowane technologie zarządzania energią, wymusza na Europie konieczność posiadania stabilnych źródeł dostaw chipów.

Wyzwania dla europejskiej produkcji półprzewodników

Mimo ambitnych planów, Europa stoi przed kilkoma wyzwaniami w kontekście budowy silnego sektora półprzewodników. Po pierwsze, konkurencja na rynku jest zdominowana przez gigantów takich jak TSMC, Samsung i Intel, którzy posiadają znacznie większe zasoby finansowe oraz technologiczne. Aby Europa mogła skutecznie konkurować z tymi firmami, konieczne są ogromne inwestycje w badania i rozwój, a także w infrastrukturę produkcyjną.

Kolejnym wyzwaniem są zasoby ludzkie. Produkcja półprzewodników wymaga wysoko wykwalifikowanej siły roboczej, szczególnie w obszarach takich jak inżynieria materiałowa, mikroelektronika i nanotechnologia. Europa musi zatem zainwestować w rozwój programów edukacyjnych, aby stworzyć nową generację specjalistów zdolnych do obsługi i rozwijania zaawansowanych technologii półprzewodnikowych. Dodatkowo, rynek półprzewodników jest bardzo kapitałochłonny, co oznacza, że inwestycje w nowe fabryki i technologie są ryzykowne, a ich zwrot może trwać wiele lat. Europejscy producenci muszą zatem stawić czoła nie tylko globalnej konkurencji, ale także zmieniającym się warunkom rynkowym, takim jak rosnąca inflacja oraz niestabilność polityczna.

Półprzewodniki a elektromobilność

W kontekście europejskiego przemysłu motoryzacyjnego, szczególną uwagę należy zwrócić na pojazdy elektryczne, które stają się kluczowym elementem strategii transformacji energetycznej Unii Europejskiej. Elektromobilność wymaga znacznie większej liczby zaawansowanych układów scalonych niż pojazdy z silnikami spalinowymi, co oznacza, że rozwój europejskiego sektora półprzewodników jest ściśle powiązany z przyszłością motoryzacji.

Samochody elektryczne wykorzystują półprzewodniki w wielu kluczowych obszarach, takich jak:

• Zarządzanie baterią – nowoczesne systemy zarządzania energią w pojazdach elektrycznych wymagają zaawansowanych chipów do monitorowania i kontrolowania parametrów baterii, takich jak temperatura, napięcie i poziom naładowania.
• Inwertery i elektronika mocy – inwertery zamieniają prąd stały z baterii na prąd zmienny, który napędza silniki elektryczne. Te układy wymagają zaawansowanych półprzewodników o wysokiej sprawności, aby zminimalizować straty energii.
• Autonomiczne systemy wspomagania kierowcy (ADAS) – półprzewodniki odgrywają kluczową rolę w przetwarzaniu danych z czujników oraz w sterowaniu systemami wspomagającymi kierowcę, takimi jak adaptacyjny tempomat, automatyczne hamowanie awaryjne czy systemy utrzymywania pasa ruchu.

Ze względu na rosnące wymagania techniczne, producenci chipów muszą stale opracowywać nowe, bardziej zaawansowane technologie, które umożliwią produkcję samochodów elektrycznych o wyższej wydajności i większym zasięgu.

Europejscy producenci, tacy jak Infineon i STMicroelectronics, już teraz rozwijają swoje moce produkcyjne w zakresie elektroniki mocy, aby sprostać rosnącemu popytowi na chipy do pojazdów elektrycznych. Jednocześnie, rozwój elektromobilności w Europie napędza potrzebę większej niezależności od azjatyckich dostawców półprzewodników.

Strategiczna rola półprzewodników dla europejskiej gospodarki

Półprzewodniki odgrywają kluczową rolę w transformacji przemysłu motoryzacyjnego, szczególnie w kontekście elektromobilności i zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy. Kryzys na rynku półprzewodników, który dotknął branżę motoryzacyjną w ostatnich latach, ujawnił kruchość globalnych łańcuchów dostaw i zainicjował dążenie Europy do zwiększenia własnych zdolności produkcyjnych w tej dziedzinie.

Budowa fabryki ESMC w Niemczech oraz inicjatywy takie jak European Chips Act stanowią kluczowe elementy strategii mającej na celu wzmocnienie europejskiego rynku półprzewodników i zmniejszenie zależności od azjatyckich dostawców, w szczególności od Chin. Jednak przed Europą stoją również wyzwania związane z konkurencją, kosztami inwestycji oraz koniecznością rozwijania zaplecza technologicznego i kadrowego.

Sektor półprzewodników stanie się w nadchodzących latach jednym z fundamentów europejskiej gospodarki, a jego rozwój będzie miał bezpośredni wpływ na przyszłość przemysłu motoryzacyjnego, szczególnie w obszarze elektromobilności. Transformacja ta jest nie tylko odpowiedzią na wyzwania klimatyczne i technologiczne, ale także strategicznym krokiem ku większej niezależności i odporności Europy na globalne napięcia geopolityczne.

Maksym Berger