Semiconduttori, la Ue punta in alto: strategie e nodi da sciogliere - Agenda Digitale

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Semiconduttori, la Ue punta in alto: strategie e nodi da sciogliere

I semiconduttori sono la spina dorsale della moderna economia digitale, per questo la Ue ha piani ambiziosi nel contesto delle strategie di sovranità digitale. Facciamo il punto sulle progettualità europee e le modalità per implementare concretamente questi ambiziosi propositi

09 Apr 2021
Marco Baticci

ricercatore dell’Area Digitale&ICT di AWARE

Edoardo Crivellaro

Director Digital&ICT AWARE, LUISS University

La pandemia da Covid-19 e lo scontro, non solo commerciale, tra Cina e Stati Uniti hanno rivelato la debolezza industriale dell’Unione Europea, le cui filiere strategiche sono state scarsamente presidiate e valorizzate negli ultimi decenni. Al virus può essere dunque riconosciuto un merito: quello di aver accelerato un processo di maturazione e guadagnata consapevolezza riguardo l’importanza di una vera strategia industriale, basata sull’individuazione di settori imprescindibili per lo sviluppo e la crescita del vecchio continente.

I semiconduttori, in quanto spina dorsale della moderna economia digitale, sono indubbiamente uno di questi: senza di essi non si potrebbero nemmeno immaginare i moderni smartphone, i personal computer, i sistemi di infotainment a bordo delle automobili, i televisori smart, per non citare applicazioni più sofisticate di intelligenza artificiale e machine learning.

Per questo, la Ue si è posta un obiettivo molto ambizioso: produrre il 20% dei semiconduttori mondiali entro il 2030. Ma, come vedremo, la strada non è proprio in discesa.

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La Ue a caccia della “sovranità digitale”

L’attuale Commissione europea guidata da Ursula von der Leyen ha fatto della autonomia strategica il proprio cavallo di battaglia, proclamando la necessità di un’Europa capace di fare da sé, acquisendo quella soggettività geopolitica di cui è storicamente stata deficitaria. Nel settore del digitale tale concetto viene declinato nella “sovranità digitale europea”, ovvero l’ambizione di creare uno spazio digitale indipendente dai due colossi, americano e cinese. Tale orientamento riflette in primis gli Stati membri più che la Commissione: la Germania ha infatti rimodulato la propria posizione sulle politiche di concorrenza e sul digitale, avvicinandosi al tradizionale approccio francese, a seguito dell’acquisizione di imprese tedesche ad alta tecnologia da parte cinese (es. Kuka).

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Ecco, dunque, che si arriva ai semiconduttori, argomento centrale di questo articolo. Nella prima parte analizzeremo le progettualità europee nel settore, dal Recovery Fund all’IPCEI, mentre solo in seguito vedremo gli “how to”, ovvero le modalità per implementare concretamente questi ambiziosi propositi.

I semiconduttori come “flagship initiative” del Recovery Fund

Il Recovery Fund, componente fondamentale del Next Generation EU, si pone non solo l’obiettivo di sostenere le economie europee colpite dalla crisi epidemica, bensì risponde anche all’esigenza di lungo termine di ripristinare il potenziale di crescita del continente, facendo leva sui paradigmi del Green Deal e dell’Agenda Digitale europea. Dunque, questi fondi dovranno contribuire al rafforzamento dell’autonomia strategica europea tramite la “riduzione dell’eccessiva dipendenza dalle importazioni per quei beni e servizi maggiormente necessari, quali i prodotti medicali e farmaceutici, le materie critiche e le tecnologie chiave abilitanti […], le infrastrutture strategiche digitali, la sicurezza ed altre aree strategiche”[1]. Essendo un fondo a gestione diretta performance-based, le risorse vengono erogate direttamente da Bruxelles a valle di una valutazione di conformità dei Piani nazionali presentati. In tal senso, risulta utile ai fini della nostra trattazione richiamare l’attenzione del lettore sulle sette “aree progetto bandiera” (flagship), cioè i sette settori in cui gli Stati membri sono sollecitati ad investire tramite delle progettualità previste nei rispettivi PNRR. Una di queste, denominata scale-up, riguarda proprio il sostegno alle capacità industriali europee di produzione di semiconduttori. Lo strumento principe per tale sostegno sembra essere proprio quella dell’IPCEI (Important Projects of Common European Interest).

Dall’alleanza industriale europea sui semiconduttori a un nuovo IPCEI

Nel dicembre 2020, con una dichiarazione congiunta, 17 Stati membri tra cui l’Italia si sono impegnati a collaborare per rafforzare la capacità dell’Europa di sviluppare la prossima generazione di chip per processori con requisiti di elaborazione dei dati per una connettività 5G e 6G sicura. La dichiarazione congiunta “aprirà la strada al lancio di un’alleanza industriale”, ha affermato il commissario Breton, spiegando che “un approccio collettivo può aiutarci a sfruttare i nostri punti di forza esistenti e ad abbracciare nuove opportunità, poiché i chip per processori avanzati svolgono un ruolo sempre più importante per la strategia industriale europea e la sovranità digitale”. L’alleanza industriale dovrebbe essere avviata entro aprile 2021; inoltre, il progetto di un nuovo IPCEI focalizzato su processori e semiconduttori dovrebbe raccogliere investimenti di circa 50 miliardi di euro, secondo il Ministro dell’economia tedesco Altmaier. Quest’ultimo ha inoltre stimato un contributo privato intorno al 60/80%, affiancato a sussidi statali nell’ordine del 20/40%. Questo nuovo IPCEI sulla microelettronica dovrebbe interessare i seguenti settori: infrastrutture di comunicazione, l’industria della mobilità (incluso l’automotive) e l’automazione industriale[2]. Tali sviluppi dovrebbero permettere, almeno nelle ambizioni, di evitare quelle che vengono definite le “insidie della dipendenza”, utilizzando prodotti europei energicamente efficienti, sicuri e affidabili.

Gli IPCEI (Important Projects of Common European Interest) traggono denominazione dall’art.107 del Trattato sul Funzionamento dell’Unione Europea (TFUE) che, dopo aver regolato il divieto di aiuti di stato, inserisce tra le esenzioni “gli aiuti destinati a promuovere la realizzazione di un importante progetto di comune interesse europeo”. Questa disposizione generica fu recepita dal Forum Strategico per Progetti Importanti di Comune Interesse Europeo del 2018, congresso stabilito tra Unione Europea, Stati Membri, rappresentanti dell’Industria e comunità della ricerca che istituzionalizzò lo strumento degli IPCEI come un vero e proprio allentamento delle stringenti norme sugli aiuti di stato a patto che tali aiuti siano indirizzati al rafforzamento di tutti gli elementi delle catene del valore di alcuni settori “strategici” per l’autonomia industriale dell’Unione Europea.

Gli ambiziosi obiettivi della Ue

Il 9 marzo 2021 la Commissione ha rilasciato la comunicazione “2030 Digital Compass: the European way for the Digital Decade”, dove sono stati presentati gli obiettivi e le modalità per conseguire la trasformazione digitale del continente entro la fine del decennio. All’interno di questo documento un passaggio fondamentale è dedicato proprio ai semiconduttori sostenibili ed ai processori: l’UE intende raddoppiare la quota di mercato globale detenuta nel settore dall’attuale 10% ad almeno il 20% nei prossimi dieci anni. Inoltre, la Commissione non si ferma qui, bensì intende sviluppare la capacità di produrre chip inferiori ai 5mm e più efficienti dal punto di vista energetico di quanto non siano oggi.

Come implementare concretamente queste ambizioni

La strada che porta al raggiungimento degli ambiziosi obiettivi europei in questo settore è lastricata di insidie e complicazioni, che possono essere classificate in due categorie: quelle di ordine materiale e quelle di ordine concettuale.

Le complicazioni dietro i piani europei

Appartengono alla prima categoria, in primo luogo, le perplessità che riguardano i fondi destinati a queste iniziative. Il progetto relativo al 2030 Digital Compass non prevede infatti nessuno stanziamento extra di risorse; il Piano si dovrà quindi sostenere sui fondi già stanziati per il Recovery Fund, che, sebbene destini una somma non indifferente al digitale, potrà difficilmente essere una leva così forte da raddoppiare l’attuale quota di mercato europea. Tuttavia, il punto fondamentale è un altro: l’approccio che prevede il consolidamento degli attuali produttori europei di chip è molto complesso da realizzare. Innanzitutto, è irrealistico pensare che attori come GlobalFoundries o STMicro possano raggiungere i livelli di investimenti in R&D di leader industriali come TSMC o Samsung. Le spese in conto capitale (capex) di queste due realtà sono stimate in crescita, intorno ai 55.5 miliardi di dollari nel 2021, cifra che non farà altro che aumentare il già presente gap tecnologico con i competitors[3]. In secondo luogo, le fabbriche avanzate di chip richiedono un aggiornamento continuo per mantenere elevata la qualità produttiva, dunque si renderebbero necessari investimenti costanti e regolari nel tempo. Tali investimenti necessitano di un’adeguata domanda per essere sostenibili, ma questa domanda è ancora assente in Europa: come sostenuto da Tom’s Hardware, la gran parte del fabbisogno europeo attuale di semiconduttori proviene dal settore automotive, il quale non richiede nè chip particolarmente sofisticati nè volumi ingenti di processori (solo il 3% delle revenue di TSMC deriva dall’automotive)[4]. Dunque, nel breve periodo una strategia più efficace potrebbe essere quella di attrarre capitali ed investimenti nel continente da parte di imprese come Samsung e TSMC, che detengono la maggior parte del mercato mondiale dei semiconduttori. In proposito, secondo Bloomberg l’Unione Europea starebbe valutando l’ipotesi di costruire una mega-fabbrica europea con il contributo della sudcoreana Samsung e la taiwanese TSMC[5], ipotesi che però non è mai stata confermata. Tuttavia, ciò potrebbe non risolvere né il problema dell’autonomia strategica, né quello della carenza di semiconduttori per l’industria automotive, rendendo l’Europa un mero “punto di appoggio” di processi che coinvolgono attori asiatici e compagnie high-tech statunitensi, per esempio. Come sottolinea Reinhard Ploss, AD di Infineon, la più grande produttrice europea di chips, la liquidità europea non assicurerà lo sviluppo di una catena di approvvigionamento locale di semiconduttori[6], se i maggiori consumatori di tali tecnologie rimarranno i giganti tech sinostatunitensi. Sia per ripararsi dagli shock di offerta del settore, sia per far crescere le realtà industriali locali, per l’Europa appare quindi fondamentale puntare sulla domanda interna di chip sofisticati, rilanciando settori come l’industria del computer o l’elettronica di consumo.

È però di natura concettuale la principale insidia, e riguarda l’eccessivo focus prestato in Europa al manufacturing dei chip a scapito del design degli stessi. Sviluppare una capacità produttiva endogena ad alto grado di sofisticazione richiederebbe, per le ragioni già elencate, numerosi anni ed investimenti molto elevati. Al contrario, puntare sull’ecosistema europeo di progettazione (design) dei semiconduttori potrebbe rivelarsi una strategia cost-effective per scalare la catena del valore del mercato.

Investire sul design dei semiconduttori, non sull’intera filiera

L’industria dei semiconduttori è caratterizzata da tre elementi: segmentazione, concentrazione e sofisticazione. Sono infatti pochissime le aziende, tra cui Intel, che hanno sviluppato capacità sia di progettazione che di produzione dei chip: la maggior parte dei “designer” di semiconduttori generalmente esternalizzano la produzione, rivolgendosi a realtà come la taiwanese TSMC, che detiene più del 50% di quota di mercato. Proprio l’alto grado di sofisticazione dell’industria rende necessario delegare il processo produttivo, dato che solamente TSMC e Samsung possiedono il know-how per realizzare i chip di ultimissima generazione. Proprio TSMC ha cominciato a produrre su larga scala chip di 5 nanometri durante il secondo trimestre del 2020, mentre prevede di dare inizio alla produzione sperimentale di processori di 3nm entro fine 2021, con una produzione a regime dal 2022.

Tuttavia, ciò non significa che l’Europa non abbia delle realtà interessanti sul proprio territorio. Una di queste è l’olandese ASML, azienda leader nella produzione di macchine litografiche per semiconduttori, nicchia nella quale è la prima azienda al mondo per market share (62%), e macchina EUV (extreme ultraviolet). ASML ha incassato 17 miliardi di dollari nel 2020, crescendo rispetto ai 14 miliardi del 2019, e conta una capitalizzazione di circa 226 miliardi di dollari[7]. I principali clienti di ASML sono colossi come Intel, Samsung e TSMC: l’azienda olandese è dunque vitale nella catena del valore che porta alla realizzazione dei chip di ultima generazione. ASML rappresenta altresì un piccolo grande successo della politica industriale europea; il programma Horizon 2020 ha infatti contribuito agli investimenti R&D necessari all’azienda.

L’Unione Europea sembra voler replicare con i semiconduttori ciò che sta avvenendo con le batterie, investendo su capacità produttive che coprano l’intera value chain. A dispetto di queste ambizioni, occorre però essere realisti e pragmatici, comprendendo che i chip portano con sé una sfida di ordine e grado completamente differente. La realizzazione di una moderna fabbrica di semiconduttori ha un costo compreso tra i 15 ed i 20 miliardi di dollari, molto più dei 3 miliardi di dollari necessari, ad esempio, a Northvolt per costruire due gigafactories[8]. Inoltre, come già accennato in precedenza, la domanda attuale dell’industria europea è molto bassa per quanto riguarda i semiconduttori avanzati. Ciò significa che, qualora nel continente si sviluppassero capacità di high-manufacturing di chip, la domanda per soddisfare l’offerta dovrebbe provenire dagli Stati Uniti, i quali però stanno avanzando piani simili all’Europa finalizzati a rendersi indipendenti nella catena del valore dei semiconduttori.

Conclusioni

L’Europa dovrebbe quindi concentrarsi su capacità produttive meno avanzate e sulla progettazione dei chip. Quest’ultima capacità merita infatti più attenzione di quanta non le sia stata riservata sino ad ora: la gran parte del valore aggiunto dell’industria è infatti catturato dal design e non dal manufacturing. L’esperienza cinese, inoltre, dimostra che scalare la catena del valore nella progettazione è più semplice e veloce rispetto a sviluppare capacità di produzione endogene. Come suggerito dall’European Policy Center, la strategia europea dovrebbe dunque focalizzarsi sulla distribuzione di fondi R&D su una vasta serie di iniziative di progettazione, promuovendo l’ingresso di nuove realtà nell’industria[9]. I 60 miliardi citati da Altmaier in merito all’IPCEI Microelettronica 2 sarebbero una cifra superiore di 19 miliardi agli interi investimenti europei in venture capital nel 2020, nonché tra le dieci e le venti volte più di quanto non spendano in R&D Qualcomm o Nvidia. ASML è la più grande dimostrazione del successo che possono avere programmi europei di ricerca e sviluppo, se opportunamente allocati in base ad una precisa strategia

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  1. SWD (2020) 98 final
  2. https://ec.europa.eu/digital-single-market/en/news/key-digital-technologies-keys-our-digital-future-brochure
  3. https://focustaiwan.tw/business/202103200006
  4. https://www.tomshardware.com/news/europe-tsmc-samsung
  5. https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-02-11/europe-weighs-semiconductor-foundry-to-fix-supply-chain-risk
  6. https://www.ft.com/content/1080deec-1314-4e8e-accb-eceeeb940ddb
  7. Emerging Tech Brew, https://www.morningbrew.com/emerging-tech/r?kid=18d1881c
  8. https://thedriven.io/2020/07/31/battery-developer-northvolt-raises-us1-6-billion-for-two-new-gigafactories/
  9. https://epc.eu/en/Publications/Chips-on-our-shoulder-Is-Europe-neglecting-design-in-its-semiconducto~3c341c

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