Microchip strategici: il ruolo delle Big Tech europee e italiane

Il 20 agosto la Commissione Europea ha approvato un finanziamento di cinque miliardi di euro per la realizzazione di una fabbrica di microchip ad alte prestazioni in Germania. Lo stabilimento sarà sviluppato da un’azienda creata ad hoc, la European semiconductor manufacturing company (Esmc), una joint venture formata dalla taiwanese Tsmc, leader globale del settore, e tre aziende tedesche: Bosch, Infineon e Nxp, le ultime due specializzate nella produzione di microchip. 

La scelta della Commissione non era scontata e può essere interpretata come un modo per dare concretezza al Chips Act, la direttiva emanata nel 2023 per incentivare lo sviluppo della filiera europea dei semiconduttori, in particolare il settore della produzione, in modo da rendere più autonomi i Paesi dell’Unione rispetto ai produttori asiatici. 

I microchip sono ovunque ed è molto complicato realizzarli; dalle auto passando per l’energia eolica, fino all’intelligenza artificiale e agli armamenti, tutte le tecnologie necessarie per l’innovazione e la difesa ne hanno bisogno. 

La filiera industriale per produrre i componenti elettronici è formata da decine di processi e necessita di centinaia di materiali chimici. Alcuni dei passaggi chiave della catena sono in mano alle grandi aziende statunitensi e taiwanesi, con altri Paesi asiatici che sono riusciti a ritagliarsi un ruolo importante, come la Corea del Sud ed il Giappone. 

Lo sviluppo di un microchip può essere suddiviso in quattro macro-fasi: la prima è la progettazione del singolo componente, in base all’impiego; la seconda fase è la produzione primaria, cioè il processo di incisione del silicio per ricavare il chip; la terza fase è la produzione secondaria, durante la quale più chip vengono impacchettati a formare componenti elettronici come i circuiti integrati; la quarta fase è l’integrazione, in cui i componenti vengono assemblati per formare apparecchi utilizzabili, come una scheda elettronica di un computer. 

Le aziende statunitensi Intel, Nvidia e Qualcomm sono le più importanti nel settore della progettazione: dominano il mercato e hanno la capacità di progettare i microchip con le più elevate prestazioni, come quelli usati per sviluppare i modelli di intelligenza artificiale. 

Le fasi di produzione sono invece in mano alle aziende di Taiwan; in particolare la Tsmc, che ha gran parte dei suoi stabilimenti sul territorio taiwanese, produce circa il 60% di tutti microchip venduti al mondo, e circa il 90% di quelli ad alte prestazioni.

Da ciò ne deriva che l’economia moderna si basa sugli impianti di produzione di un Paese al centro della disputa geopolitica tra Stati Uniti e Cina: Taiwan, il quale in futuro potrebbe essere il luogo di scontro militare tra le due superpotenze. Questo elemento rende molto fragile la catena di produzione dei microchip e da qualche anno sia l’Unione Europea sia gli Stati Uniti stanno provando ad aumentare la loro autonomia.

I Paesi europei soddisfano solo circa il 10% del proprio fabbisogno di semiconduttori con la produzione interna, che consiste in larga parte di componenti a medie o basse prestazioni; il resto arriva dall’altra parte dell’oceano. Durante la pandemia del Covid è apparso evidente che in questo scenario non solo le dispute geopolitiche, ma anche i problemi logistici, come la chiusura di alcuni porti, possono mettere in ginocchio l’approvvigionamento di componenti essenziali. 

L’Europa sta cercando di rimediare, provando a portare in casa parte della capacità produttiva di microchip. Ma la fase di produzione non è tutto.  Analizzando i processi della catena, è evidente che Taiwan e gli Stati Uniti abbiano un ruolo centrale e indispensabile, tuttavia esistono numerosi sotto processi e componenti ausiliari in cui i Paesi europei possono giocare un ruolo di primo piano.

Gli stabilimenti taiwanesi e sudcoreani hanno bisogno di macchinari ad altissime prestazioni prodotti in Europa per incidere il silicio, e lo stesso vale per i componenti chimici necessari al processo. In questo contesto, l’elevata complessità dell’ecosistema di produzione diventa un vantaggio, in quanto è ragionevole pensare che nessuna singola azienda o singolo stato riusciranno mai a controllare tutta la catena, dall’inizio alla fine. 

Quindi la strategia europea dovrebbe muoversi su due binari: da un lato è saggio recuperare terreno in alcuni settori, come la produzione e la progettazione, in modo che l’Europa non resti ostaggio delle dinamiche geopolitiche o dei problemi logistici del commercio mondiale; d’altro canto, è necessario investire in quelle nicchie di processo talvolta meno evidenti ma indispensabili alla produzione di microchip, in cui i Paesi europei hanno già dei ruoli di rilievo.

Il Chips Act europeo e l’aiuto esterno

La Commissione Europea ha varato nel 2023 la direttiva Chips Act, con la quale sono stati stanziati 43 miliardi di euro fino al 2030, con l’obiettivo di stimolare gli investimenti nel settore della produzione di chip e dell’innovazione di processo. 

Per recuperare il tempo perduto, i Paesi europei avranno ancora bisogno della collaborazione delle grandi aziende statunitensi e asiatiche. Nel corso del 2023 l’americana Intel ha presentato un piano di investimenti da 88 miliardi di dollari in Europa, da suddividere in diversi progetti. 

Il più importante sarà un impianto di produzione a Magdeburg, in Germania, finanziato dal governo tedesco con 11 miliardi di euro, a cui si aggiungono 30 miliardi forniti da Intel. In aggiunta, l’azienda della Silicon Valley investirà circa 12 miliardi per l’ampliamento del suo stabilimento a Leixlip, in Irlanda, unico stabilimento per la produzione di microchip ad alte prestazioni già attivo in Europa. 

Infine, sempre Intel ha presentato un progetto per realizzare un sito in Polonia, in cui saranno testati i componenti innovativi prodotti negli altri stabilimenti europei.

Anche Nvidia, leader nella progettazione di microchip per l’Ia, ha messo in campo investimenti in Europa, in particolare in società che si occupano di sviluppare modelli di intelligenza artificiale, come la francese Mistral AI e l’incubatore di start-up tedesco Ai Accelerator.

Tuttavia, l’aiuto americano non deve essere dato per scontato. Gli Stati Uniti, sin dalla prima presidenza di Donald Trump, stanno provando ad essere meno dipendenti dalle aziende di Taiwan, a causa delle tensioni con Pechino. In questo contesto, Washington sta cercando Paesi alleati che possano sostituire almeno in parte Taiwan, nel sud-est dell’Asia e in Europa.  

Allo stesso tempo, con la presidenza di Joe Biden, gli Stati Uniti hanno reso la produzione di microchip una questione di sicurezza nazionale, quindi è probabile che vogliano mantenere le tecnologie più efficienti ed avanzate in casa. Inoltre, con il ritorno di Trump gli investimenti verso l’estero potrebbero essere in qualche modo ostacolati, per favorire la rinascita dell’industria interna. 

Le Big Tech europee, un punto di partenza

Il Chips Act ha già attratto investimenti da colossi come Intel e Tmsc, che porteranno parte delle loro competenze in Europa. Ma bisogna restare realisti: è molto improbabile che Taiwan ceda il suo vantaggio tecnologico, su cui basa anche la propria posizione geopolitica nel mondo. 

Tmsc investe dagli anni ’80 nei semiconduttori ed i Paesi europei impiegheranno decenni a recuperare nel processo di produzione, quindi nel frattempo dovrebbero concentrarsi sui loro punti di forza: i componenti ausiliari, i materiali chimici e i sotto processi. Una delle critiche mosse al Chips Act è proprio di aver tralasciato lo sviluppo dei cavalli di battaglia dell’Europa. 

Facciamo quindi una panoramica delle Big Tech europee nel campo dei microchip. L’Asml è un’azienda olandese, con sede a Veldhoven, che sviluppa macchine per la litografia ultravioletta estrema (Euv). In pratica, sono dei macchinari che permettono di tagliare il silicio con incisioni dell’ordine dei nanometri, con cui si realizzano i chip più avanzati al mondo. Tra i clienti principali di Asml c’è proprio la taiwanese Tsmc, che senza questi macchinari non potrebbe produrre nulla. 

Poi abbiamo la Carl Zeiss Smt, azienda tedesca leader nella realizzazione di strumenti ottici come specchi e lenti, indispensabili per i macchinari che creano i microchip. 

Per quanto riguarda i materiali e i precursori chimici, le eccellenze del mercato sono Merck e Basf, con sede in Germania, leader mondiali nella fornitura di elementi chimici e polimeri necessari per i semiconduttori, insieme alla giapponese Jsr. Ognuna di queste aziende ricopre un ruolo indispensabile per l’economia globale dell’elettronica.

l’Italia a che punto è in questo scenario? L’azienda più importante nel settore con sedi italiane è l’italo-francese STMicroelectronics, che ha due siti di produzione, uno in provincia di Milano e l’altro nel catanese. 

Insieme alla tedesca Infineon e all’olandese Nxp, è una delle poche aziende europee con capacità produttive avanzate, e di recente ha ricevuto un finanziamento dal governo di Roma di circa cinque  miliardi di euro per ampliare la sede produttiva di Catania.

Quanto descritto finora ci porta a due conclusioni. Gli investimenti spinti dalla Commissione Europea nel settore della produzione di microchip sono utili, ma porteranno dei frutti nel lungo termine e con molta difficoltà daranno un’elevata autonomia ai Paesi europei. Gli impianti produttivi in Europa devono essere pensati più come un supporto nel caso di gravi emergenze di approvvigionamento a livello globale. 

In secondo luogo, l’industria dei microchip ha una struttura che costringe i Paesi del mondo a interfacciarsi tra loro, che lo vogliano o meno: essere completamente autonomi sarebbe una chimera, anche per gli Stati Uniti, Taiwan o la Cina. I Paesi europei devono sfruttare questa complessità per provare a rendersi indispensabili in alcuni punti della catena e ottenere così una leva da sfruttare nel campo dell’innovazione digitale, energetica e della difesa.

Foto in evidenza.  Inaugurazione della joint Venture Esmc ad agosto 2024; presenti i vertici europei e i dirigenti delle aziende coinvolte: Tsmc, Bosch, Infineon e Npx. Fonte: Presidenza della Commissione Europea.