پادشاه تراشهها/درباره کالایی استراتژیک که تایوان را به نبض رقابتهای جهانی تبدیل کرده است
نیمههادی که به آن تراشه نیز گفته میشود مولفهای حیاتی در رشد اقتصادی، امنیتی و نوآوری فناوری است. کوچکتر از سایز تمبر پستی، نازکتر از موی انسان که روی آن ۴۰ میلیارد جزء قرار میگیرد.

نیمههادی که به آن تراشه نیز گفته میشود مولفهای حیاتی در رشد اقتصادی، امنیتی و نوآوری فناوری است. کوچکتر از سایز تمبر پستی، نازکتر از موی انسان که روی آن 40 میلیارد جزء قرار میگیرد. اثری که نیمههادیها در توسعه جهان دارند فراتر از انقلاب صنعتی است. از تلفنهای همراه هوشمند، کامپیوترها، دستگاه ضربانساز قلب، خودروهای برقی، هواپیماها تا سلاحهای هایپرسونیک، نیمههادیها در تمام دستگاههای الکترونیکی و دیجیتالی شدن کالاها و خدماتی مثل تجارت الکترونیک جهانی نقش دارند.
از آنجایی که فناوریهای نوظهور مانند هوش مصنوعی، صنایع را با چالشها و فرصتهای متعددی روبهرو کرده، تقاضای جهانی برای نیمههادیها سر به فلک کشیده است؛ چون این تراشههای پیشرفته تماماً در محاسبات کوانتومی، اینترنت اشیاء یا IoT (دستگاههای مجهز به حسگرهای الکترونیکی و متصل به اینترنت)، وسایل ارتباطی بیسیم پیشرفته بهویژه 5G مورد نیازند. نیمههادیهای سیلیکونی، نازک بهاندازه ویفر (برش نازک از یک نیمرسانا مانند سیلیکون) که حالا به تراشه شناخته میشود در قلب تمام فناوریهایی است که استفاده میکنیم.
پارک علمی هسینچو در ساحل غربی تایوان، شهرک صنعتی سرسبز و باشکوه با خیابانهایی است که بهدقت طراحی و علامتگذاری شدهاند. ساختمانها مدرناند و از تمیزی برق میزنند؛ بسیاری از گردشگران از بیرون حتی نمیدانند که روبهروی مهمترین کارخانههای جهان ایستادهاند.
تا قبل از نیمههادیها شهر هسینچو به کوفتهماهیهای کنار خیابانش شناخته میشد. اما حالا به آن سیلیکونولی تایوان گفته میشود؛ جهان کوچک فناوریمحور که کارمندان خود را از مدرسه به دانشگاه و سپس وارد صنعت نیمههادی پیشرو در جهان میکند که برای زنجیره تامین جهانی امری حیاتی بهشمار میروند.
این تراشهها یا بهتر بگوییم نیمههادیها، تکههای کوچکی از فناوریاند که برق تقریباً تمام لوازم مورد نیاز از جمله کامپیوترها، موبایلها و خودروها را تامین میکنند. یک تراشه بهتنهایی میتواند دهها میلیارد ترانزیستور مورد نیاز برای راهاندازی کالاهای الکترونیک را حمل کند. مدلهای پیشرفتهتر آن، که اکثراً در تایوان تولید میشوند، ترانزیستورهای بیشتری دارند.
موقعیت استراتژیک تایوان
نیمههادیهای تایوانی بار دیگر در دور دوم ریاستجمهوری دونالد ترامپ برجسته شدهاند چون او تصمیم گرفت ادعای قبلی خود مبنی بر اینکه تایوان کسب و کار آمریکایی را از آنها گرفته، تکرار کند. او از این ادعا استفاده میکند تا حمایتهای درازمدت آمریکا از تایوان را زیر سوال ببرد. دونالد ترامپ، رئیسجمهور آمریکا تایوان را متهم میکند که صنعت تراشههای آمریکا را در دست گرفته است اما تایپه دهههاست که در این صنعت پیشتاز بوده است.
به گزارش گاردین، در برخی از گوشه و کنارهای تایوان، ادعاهای ترامپ مثل درخواست پول گانگسترهاست. آمریکا مهمترین شریک امنیتی تایوان مقابل تهدیدهای چین برای الحاق بهشمار میرود.
تایوان 90درصد از پیشرفتهترین نیمههادیهای جهان را تولید میکند. شرکت تولیدکننده نیمههادیهای تایوان یا TSMC، بزرگترین تولیدکننده آن و بزرگترین تامینکننده شرکت اپل و انویدیاست. ریموند کو، کارشناس علوم سیاسی در اندیشکده رند میگوید: «تایوان خیلی راحت از کشورهای دیگر جلو زد.»
تولیدکنندگانی مانند TSMC با تمرکز بر بخش تحقیق و توسعه و کارآمدی حداکثری، توانستند با نصب ترانزیستورهای بیشتر روی تراشههای کوچکتر و کوچکتر از رقبای خود پیشی بگیرند. کارمندان تایوانی تحصیلات بالایی دارند و در کشوری که دستمزدها در مقایسه با هزینه زندگی کم است، دستمزد بالایی دریافت میکنند. قوانین محافظت از کارگران در تایوان بسیار کمتر و ضعیفتر از کارگران آمریکایی است. برای یک تایوانی، کار در TSMC یا کارخانههای مشابه آن شغلی بااعتبار با آیندهای روشن است.
ریموند کو میگوید: «در این کمپانیها هر روز کارمندانی با تحصیلات کارشناسی ارشد یا دکترا کار میکنند. اکوسیستم صنایع ثانویه نیز برای حمایت از کارخانههای تولیدکننده تراشهها ساخته شدهاند.» معاون وزیر علوم و فناوری تایوان میگوید که این کشور بین 30 تا 40 سال وقت گذاشته تا این صنعت را توسعه دهد، بنابراین «جایگزین کردن آن امری غیرممکن است و کپی کردن آن، کاری سخت».
بهگزارش گاردین کشورهای دیگری نیز تلاش کردهاند از تایوان پیشی بگیرند اما گزارشها نشاندهنده عمیقتر شدن این شکافاند. چیرگی تایوان در قطعهای که بهمعنای واقعی کمله برق جهان را تامین میکند نگرانیها درباره شکنندگی زنجیره تامین جهانی را افزایش داده؛ بهویژه اگر رهبران چین روزی دستور تصرف یا حمله به تایوان را صادر کنند.
ریموند کو معتقد است که پکن از کنترل خود بر کارخانجات تولیدی استفاده میکند تا کشورهای دیگر را مجبور کند کشورگشایی او را بپذیرند: «نیمههادیها میتوانند به اهرم دیگری تبدیل شوند که پکن از آن در زورآزمایی اقتصادی یا سیاسی با دیگر کشورها استفاده کند.»
وابستگی اقتصادی تایوان و آمریکا
در حالی که رشد صنعت تراشههای تایوان تاحدی به شرکتهای آمریکایی و نوآوری متکی است، این وابستگی کاملاً دوطرفه است. زمانی که طراحان تراشه در ایالات متحده در دهه 1990 برای دستیابی به ظرفیت ساخت نیمههادیها در داخل کشور تلاش میکردند، شرکت TSMC با پیشگامی و پایهریزی در یک الگوی کسب و کار جدید در «طراحی مجتمع یکپارچه» که در آن هر قسمت در شرکت یا زیرمجموعهای جداگانه تولید میشود، به پر کردن این شکاف کمک کرد و قراردادهای انحصاری را برای طرحهای شرکتهای دیگر ارائه داد.
شرکتهای آمریکایی از ظرفیت و تخصص روبه رشد TSMC برای توسعه پیشروی آمریکا در طراحی تراشهها (مثل انویدیا) و در لوازم الکترونیکی مصرفی مثل تلفنهای هوشمند (مثل اپل) استفاده کرد. بهعبارت دیگر این دو اقتصاد بیش از 30 سال با هم مرتبط بودهاند و تایوان نقش کلیدی در پیشرفتهای فناوری ایالات متحده داشته است.
به گزارش اندیشکده CSIS، همانگونه که کمپانیها و مصرفکنندگان آمریکایی بهطور فزایندهای از رشد تراشهسازان تایوانی منفعت بردهاند، شاخههای محلی کمپانیهای تراشه تایوانی در سراسر زنجیره تامین از جمله در بخشهایی مانند بستهبندی، طراحی، مواد اولیه و خدمات لوازم الکترونیک پخش شدهاند؛ تغییری که وابستگی آمریکا و تایوان را در مورد نیمههادیها عمیقتر میکند. شهرک صنعتی هسینچو امروز محل درآمد 363 میلیارددلاری از نیمههادیهاست.
در دوران همهگیری کرونا، جهان مزه بحران در زنجیره تامین و کمبود تراشهها را که میتواند بر تجارت جهانی اثر بگذارد، چشید؛ زمانی که تعطیل شدن کارخانهها منجر به کمبود تراشهها در جهان شد و تولید را بهتاخیر انداخت و در نهایت باعث شد قیمت خودروها و دیگر کالاها جهش پیدا کنند.
در پی این بحران دیگر کشورها تلاش میکنند تا منابع خود را متنوع کنند؛ عمدتاً از طریق کمپانیهای تایوانی که کارخانههای خود را در خارج از کشور بنا کردند، اما موفقیت چندانی کسب نکردهاند.
برخی از کارخانههای تایوانی بهدلیل مزایایی که آمریکا پیشنهاد میکند، به این کشور منتقل شدهاند. TSMC میلیاردها دلار برای ساخت کارخانههای خود در خارج از کشور هزینه کرده که شامل 65 میلیارد دلار برای سه کارخانه در ایالت آریزونای آمریکاست. اما گزارشها از داخل تاسیسات آریزونا بیانکننده چالشهایی در مشابهسازی مدلهای تایوانی است که دلایل مختلفی از جمله شامل رویکردها در قبال حقوق کارگران و درخواستها از کارگران است.
موریس چانگ، بنیانگذار و رئیس پیشین TSMC پیشتر اعلام کرده بود که هزینههای پروژههای آمریکا بسیار بیشتر خواهد بود و آن را اقدامی گرانقیمت و بیهوده میدانست. برای تایوان چیرگی در این صنعت از منظر امنیت ملی امر خوبی است. ناظران ژئوپلیتیک اغلب صنعت نیمههادیهای تایوان را «سپر سیلیکون» میدانند که بهعنوان مزایایی برای جامعه بینالمللی برای دور نگه داشتن تایوان از کنترل پکن عمل میکند.
در واکنش به اظهارات ترامپ، مقامات تایوانی بر روابط قوی آمریکا و تایوان و همکاری بینالمللی گسترده در صنعت تراشهها تاکید میکنند و همچنان اصرار دارند که بخش تحقیق و توسعه را در خاک خود نگه دارند و برتری خود در این صنعت را حفظ کنند.
به اعتقاد ریموند کو، «تنوعگرایی» به این معنی است که کشورها دلیل کمی برای دفاع از تایوان خواهند داشت: «چرا وقتی که بهراحتی میتوانید به تولیدکننده دیگری روی آورید از این کشور دفاع کنید؟»
«آیا مشتریان شما نگرانند؟» این را یک تحلیلگر مسائل اقتصادی از مارک لیو، رئیس TSMC میپرسد. مدیران اجرایی شرکتها به سوالات سخت درباره هزینههای مربوط به سرمایه و حاشیه سود خود عادت دارند. اما مدیران بزرگترین تولیدکننده نیمههادیها با سوالات وجودی بیشتری روبهرو هستند.
به گزارش اکونومیست ساخت تراشههای پیشرفته نیازمند استفاده از سختافزارهای پیچیده، مواد شیمیایی انفجاری، سیلیکون فوقالعاده خالص و دستگاههایی است که برای نقش بستن میلیاردها ترانزیستورهای سایز نانو روی ویفرهای سیلیکونی صدها میلیون دلار هزینه دارند.
لیو سال 2021 در پاسخ به این سوال گفت که هیچ جایی برای نگرانی نیست: «در مورد حمله چین بگذارید به شما بگویم، همه میخواهند در تنگه تایوان صلح برقرار باشد.» لیو در تایپه بهدنیا آمده و در برکلی درس خوانده است. مهارت او در ارزیابی خطر جنگ با این حال باید به آزمایش گذاشته شود. او میگوید: «صلح در تنگه تایوان به نفع تمام کشورهاست.» او معتقد است که هیچکس نمیخواهد در زنجیره تامین نیمههادیها در تایوان اختلال ایجاد کند.
چرا تایوان؟
زمانی که شیه چینتی 23 ساله در تابستان 1969 سوار هواپیما شد تا به آمریکا برود، در جهان دیگری پرواز میکرد. او در روستایی محصور از زمینهای کشت نیشکر بزرگ شده بود که اکثر ساکنان آن به ماهیگیری مشغول بودند. او در دانشگاه تایوان در تایپه و سپس در شهری با خیابانهای غبارآلود و آپارتمانهای خاکستری، جایی که بهندرت کسی خودرو داشت، درس خوانده بود.
او حالا به دانشگاه پرینستون میرفت. در آن زمان آمریکاییها بهتازگی روی کره ماه فرود آمدند و بوئینگ 747 را به آسمان فرستادند. اقتصاد آمریکا از مجموع اقتصاد اتحاد جماهیر شوروی، ژاپن، آلمان و فرانسه بزرگتر بود.
شیه که حالا 79 ساله است به بیبیسی میگوید: «زمانی که هواپیمایم نشست، شوکه شدم. با خودم فکر کردم: تایوان چقدر فقیر است. باید تلاش کنم و کمک کنم وضع آن بهتر شود.» او واقعاً هم همین کار را کرد. شیه بههمراه گروهی از مهندسان جوان و جاهطلب جزیرهای را که شکر و تیشرت صادر میکرد، به قطب الکترونیک جهان تبدیل کرد.
تایپه امروز غنی و بسیار مدرن است. قطارهای پرسرعت، مسافران را در امتداد ساحل غربی جزیره با سرعت 350 کیلومتر بر ساعت جابهجا میکنند. تایپه 101، که برای مدت کوتاهی بلندترین ساختمان جهان بود، بر کل شهر سایه میانداخت و اِلمانی از شکوفایی آن بود. دلیل عمده این موفقیت همین نیمههادیهای بسیار کوچکی است که بزرگی آن به اندازه ناخن انگشت هم نمیرسد.
تایوان حالا بیش از نیمی از تراشههایی را که زندگی ما را روشن نگه میدارد، تولید میکند. بزرگترین کارخانه آن، TSMC نهمین کسب و کار باارزش جهان است. همین امر، تایوان را غیرقابل جایگزین میکند و با ارزش. به گزارش بیبیسی، چین که نگران است دسترسی خود را به تراشههای پیشرفته از دست بدهد، میلیاردها دلار برای دزدیدن تاج تایوان هزینه کرده است.
اما مسیر تایوان در رسیدن به پادشاهی بهراحتی قابل همسانسازی نیست. این جزیره یک عنصر مرموز دارد که از طریق دههها کار پرزحمت مهندسان خود پالایش شده است. علاوه بر آن، تولید این تراشهها به مجموعهای از روابط اقتصادی وابسته است که تشدید رقابت فزاینده چین و آمریکا در تلاش است آن را خنثی کند.
از شکر تا سیلیکون
یک دهه از زمانی که رابرت نویس، «مدار مجتمع یکپارچه»، مجموعهای از مدارهای الکترونیکی که روی سطح صاف کوچک (ویفر) از جنس مواد نیمرسانا یا همان سیلیکون قرار داده میشود، میگذرد؛ نسخه اول میکروچیپ که انقلاب کامپیوترهای شخصی را آغاز کرد.
دو سال پس از اینکه شیه فارغالتحصیل شد، او در Burroughs Corporation (در آن زمان پس از کمپانی آیبیام در جایگاه دوم ساخت کامپیوتر قرار داشت) تراشه حافظه یا RAM را طراحی کرد. در آن زمان، تایوان به دنبال صنعت ملی جدید پس از بحران نفت بود که صادرات این کشور را نابود کرده بود. شیه میگوید: «فکر کردم الان زمان بازگشت به خانه است.»
در اواخر سالهای 1970، او با بهترین و بااستعدادترین مهندسان برق در یک آزمایشگاه تحقیقاتی مشغول به کار شد که نقش بزرگی در احیای اقتصاد این جزیره بازی کرد. کار آنها در هسینچو آغاز شد. این کارخانههای تراشهها، هر کدام بهاندازه چندین زمین فوتبال، برخی از تمیزترین نقاط روی کره زمیناند. جزئیات ظریفتر تولید این تراشهها رموزی هستند که بهخوبی از آنها محافظت شده است و هیچ دوربین خارجی حق ورود به این مجموعه را ندارد.
تمام این موارد فراتر از آن چیزی است که شیه و همکارانش زمانی که کارخانه آزمایشی خود را در دهه 70 میلادی بازگشایی کردند، تصور میکردند. آنها امیدوار بودند چون مجوزهای فناوری را از سوی بزرگترین کارخانههای الکترونیکی آمریکایی داشتند اما کارخانه آنها در میان تعجب همه از کارخانه اصلی خود جلو زد. بهگزارش بیبیسی توضیح چرایی این موضوع بسیار سخت است و تا به امروز فرمول دقیق موفقیت تایوان همچنان کشف نشده است.
برای راهاندازی کارخانه TSMC، موریس چنگ، مهندس آمریکایی-چینی و مدیر پیشین شرکت Texas Instruments، کارخانه تولید محصولات الکترونیکی آمریکایی، استخدام شد. امروز او بهعنوان پدر صنعت نیمههادیهای تایوان شناخته میشود. در آن زمان، او بهسرعت متوجه شد که جلو زدن از غولهای آمریکایی و ژاپنی قیاسی بازنده است. در عوض شرکت TSMC تراشههای خود را برای دیگر کمپانیها تولید کرد.
سال 1987 که الگوی مورد استفاده در تایوان کمتر شنیده شده بود، چشمانداز این صنعت را تغییر داد و مسیر را برای پیشرو شدن تایوان باز کرد. زمانبندی، کمک بسیاری به تایوانیها کرد. در آن زمان استارتاپهایی مانند اپل، کوالکام و انویدیا سرمایه کافی برای ساخت کارخانههای خود را نداشتند و نمیتوانستند کارخانههایی را برای تراشههایی که بدون آنها نمیتوانستند کالایی تولید کنند، پیدا کنند.
شیه میگوید: «آنها باید به سراغ کمپانیهای پیشرو در زمینه تولید نیمههادیها میرفتند و درخواست میکردند که در صورت ظرفیت تولید بیشتر، تراشههای خود را در اختیار آنها قرار دهند. اما سپس TSMC وارد کار شد.» حالا شرکتهایی که کارخانه تولیدی نداشتند، میتوانستند با تولیدکنندگان تراشه در تایوان شریک شوند که هیچ علاقهای به دزدیدن طراحیهای آنها یا رقابت با آنها را نداشتند. شیه میگوید: «قانون اول در TSMC این است که با مشتریان خود رقابت نکنید.»
رمز موفقیت تایوان
جهان سالانه بیش از یک هزار میلیارد تراشه تولید میکند. یک خودروی مدرن بین 1500 تا 3000 تراشه دارد. طبق گزارشها، در آیفون 12از حدود 1400 نیمههادی استفاده شده است. کمبود تراشهها در سال 2022 که بهدلیل افزایش تقاضا برای کالاهای الکترونیک در دوران همهگیری کرونا رخ داد، فروش ماشین لباسشویی و خودروی بیامدبلیو را بهطور یکسان تحتتاثیر قرار داد.
موفقیت فوقالعاده تایوان که شامل صادرات بیش از نیمی از این هزاران میلیارد تراشه و تقریباً تمام مدلهای پیشرفته آن است، از برتری در تولید حجم بالا سرچشمه میگیرد. به عبارت دیگر، تولیدات تایوانیها بهطور فوقالعادهای کارآمد شدند. تولید تراشههای سیلیکونی، گرانقیمت و روندی پرزحمت است. چرا کمپانیهای تایوانی اینقدر در کار خود خبره شدند؟ هیچکس دقیقاً نمیداند.
شیه فکر میکند بهدلیل داشتن جدیدترین امکانات با بهروزترین تجهیزات و بهترین مهندسان است. او میگوید: «حتی اپراتورهایی که ماشینها را کنترل میکنند نیز مهارت بالایی دارند. ما فقط فناوری را وارد نکردیم، ما درسهای خود را از معلمان آمریکایی یاد گرفتیم و بهطور مستمر پیشرفت را عملی کردیم.»
بهگزارش بیبیسی مردی جوان که چندین سال در یکی از بزرگترین کمپانیهای الکترونیک کار کرده میگوید: «فکر میکنم کمپانیهای تایوان در ارائه فناوری پیشرفته خوب نیستند اما بهخوبی میتوانند ایده یک نفر دیگر را بگیرند و آن را بهتر کنند. این کار میتواند با آزمون و خطا انجام شود تا بهطور مستمر تنظیمهای کوچک لازم پیاده شوند.»
این امر مهم است چون در کارخانههای نیمههادیها، ماشینآلات باید مدام کالیبره شوند. تولید میکروچیپ نیازمند مهندسی است. اما علاوه بر آن، برخی آن را به آشپزی تشبیه میکنند، مثل یک برنامه حسابی. به دو آشپز یک دستورپخت و مواد اولیه مشابهی بدهید، آشپز بهتر، غذای بهتری درست میکند.
اما همهگیری بیماری کووید-19 و مناقشات تجاری بینالمللی، در شرایطی که رقابت میان ایالات متحده و چین بر سر برتری فناوری بالا گرفته خطر تجزیه بیشتر زنجیره تامین را در پی دارند.
در حالی که نیمههادیها در قلب رقابت استراتژیک و فناوری آمریکا و چین قرار دارند، این صنعت همچنان بازهای از تعرفههای حمایتی و اقدامات غیرتعرفهای را تجربه میکند که تولید و رقابتپذیری آن را تهدید میکند. نیمههادیهای تایوان باعث شدهاند تا کمپانیهای آمریکایی بهرهوری اقتصادی خود را به حداکثر برسانند. همکاری آمریکا و تایوان همچنان یکی از ویژگیهای امنیت ملی آمریکاست. توسعه چندین صنعت مهم آمریکایی به نیمههادیهای تایوان گره خورده است.
فارغ از تراشهها، تایوان نقش کلیدی در چندین زنجیره تامین مهم اقتصادی بازی میکند. کارخانههای تولیدی بسیاری از کالاهای پرطرفدار مانند نایک و آدیداس، برندهای مشهور دوچرخه مانند جاینت و مریدا و دیگر کالاهای مصرفی مانند بابل تی یا چای تایوانی که در آمریکای شمالی بسیار محبوب است، در تایوان قرار دارند.
دولت تایوان همواره سرمایهگذاریهای مستقیم خارجی را از طریق سیاستهایی که اقتصاد این کشور را برای سرمایهگذاران خارجی جذاب نشان میدهد، ترویج میکند. در سال 2021، میزان سرمایهگذاریهای مستقیم خارجی در تایوان به 5میلیارد و 400 میلیون دلار رسید که نسبت به 5 سال گذشته 43درصد کاهش داشت اما تولید ناخالص داخلی این کشور 6/2 درصد رشد پیدا کرد. در حالی که با افزایش نگرانیهای تجارت ایالات متحده درباره امنیت ملی تایوان، دوام این روند نامشخص است اما این جزیره در طول تاریخ از نظر اقتصادی با ایالات متحده و زنجیره تامین آن یکپارچه بوده است.