Cina: la corsa ai chip AI e il tallone d'Achille della litografia

La Cina sta mettendo in campo risorse colossali per raggiungere l'autosufficienza nel settore dei semiconduttori, un obiettivo strategico che sta ridefinendo gli equilibri tecnologici globali. Nonostante progressi notevoli in diverse aree della produzione, un recente rapporto del Center for Security and Emerging Technology (CSET) rivela che la litografia avanzata rimane il vero tallone d'Achille di Pechino, un collo di bottiglia che frena l'accesso ai chip più sofisticati, essenziali per l'intelligenza artificiale.

Questo scenario, influenzato dalle rigide restrizioni all'esportazione imposte dagli Stati Uniti, crea un quadro complesso di competizione e adattamento, dove giganti come Huawei cercano di colmare il divario con soluzioni innovative e investimenti massicci.

Investimenti strategici e progressi settoriali

Spinta da ingenti fondi governativi, come il massiccio “Big Fund”, e dalle limitazioni imposte dall'Occidente, la Cina ha guadagnato terreno in settori cruciali. Il CSET, nel suo rapporto "Inside Beijing’s Chipmaking Offensive: Where Is China Gaining Ground?" pubblicato il 14 luglio, evidenzia progressi significativi tra il 2019 e il 2024. Parliamo di strumenti per la planarizzazione chimico-meccanica (CMP), il dry etch e la deposizione, oltre a un rafforzamento nel packaging e nel testing. Ad esempio, la quota di mercato cinese negli strumenti CMP è balzata dall'1,5% nel 2022 a quasi l'11% nel 2023, grazie soprattutto a Hwatsing Technology.

Anche nel dry etch, la Cina ha dimostrato una notevole capacità di crescita, raggiungendo il 35% del mercato negli strumenti di dry stripping, grazie ad aziende come NAURA e AMEC, beneficiarie di cospicui investimenti statali. Questi progressi sono la prova di una strategia nazionale decisa a ridurre la dipendenza dall'estero, sebbene le vulnerabilità persistano nei segmenti più avanzati.

La litografia: il vero ostacolo

Il punto critico, però, è la litografia. Il CSET sottolinea come il guadagno quasi nullo della Cina nel mercato complessivo della litografia evidenzi i minimi progressi compiuti dai fornitori nazionali nel segmento più complesso delle apparecchiature per la produzione di semiconduttori (SME). Anche per i chip meno avanzati (legacy), la quota di mercato cinese si attesta a un modesto 4%. Il dominio globale in questo campo è saldamente nelle mani di pochi, con i Paesi Bassi, e in particolare l'azienda ASML, che detiene un monopolio virtuale nella produzione di apparecchiature per la litografia a ultravioletto estremo (EUV), indispensabili per i semiconduttori più all'avanguardia (da 10 nm a 3 nm).

Le esportazioni di ASML verso la Cina sono soggette a severe restrizioni dal 2019, una politica definita cruciale da esperti come David Sacks, già consigliere per l'AI nell'amministrazione Trump. Questo impedisce alla Cina l'accesso diretto alle tecnologie di punta, costringendola a cercare soluzioni alternative e a volte meno efficienti.

La risposta cinese e l'ambizione di Huawei

Di fronte a queste limitazioni, la Cina non sta certo con le mani in mano. SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation), il produttore di chip logici più all'avanguardia del paese, ha già una linea di produzione attiva di chip logici a 7 nm dal luglio 2021. Nonostante questa capacità, l'espansione è frenata dalla carenza di strumenti statunitensi cruciali per l'incisione, la deposizione e l'ispezione.

In questo contesto, Huawei si erge a protagonista. L'azienda ha istituito due grandi centri di ricerca e sviluppo, investendo circa 1,66 miliardi di dollari solo nello stabilimento di Shanghai. Stanno reclutando un gran numero di veterani dell'industria dei chip da colossi come Applied Materials, Lam Research, KLA, ASML, TSMC, Intel e Micron. L'obiettivo? Sviluppare un'alternativa nazionale alla tecnologia litografica EUV di ASML e, in collaborazione con SMIC, portare in produzione su larga scala un nodo a 5 nm, pur senza accesso diretto alla tecnologia EUV. L'ottimismo è palpabile: il fondatore di Huawei, Ren Zhengfei, ha dichiarato al presidente Xi Jinping che le preoccupazioni sulla mancanza di produzione nazionale di semiconduttori avanzati si sono attenuate grazie alle recenti scoperte, con l'obiettivo di raggiungere oltre il 70% di autosufficienza entro il 2028.

Chip AI cinesi: quantità vs. qualità

Questa spinta all'autosufficienza si traduce nella previsione che entro il prossimo anno o due la Cina sarà in grado di produrre milioni di microprocessori dedicati all'AI, come il Huawei Ascend. Tuttavia, la quantità non sempre si traduce in qualità. Questi chip, pur rappresentando un passo avanti, mostrano prestazioni inferiori rispetto a quelli prodotti da Nvidia nell'addestramento di modelli di AI avanzati. Inoltre, l'ecosistema software che li supporta è ancora molto più debole, un problema che richiederà anni per essere risolto e che ne limita la competitività globale.

Il caso Nvidia H20 è emblematico delle complesse dinamiche geopolitiche. Nonostante le restrizioni, Nvidia ha ottenuto il via libera per riprendere le vendite di una versione specifica di questi chip alla Cina, progettata per conformarsi alle normative. Questo dimostra la tensione costante tra il contenimento tecnologico degli Stati Uniti e le pressioni commerciali delle aziende globali. Il CEO di Nvidia, Jensen Huang, ha minimizzato le preoccupazioni sull'uso militare dei chip AI da parte della Cina, affermando che le forze armate cinesi "non cercheranno di costruire tecnologie basate sulle proprie" e che la Cina "non ha certo bisogno dei chip Nvidia, né delle tecnologie americane, per costruire il loro esercito".

La strada verso l'autosufficienza è ancora lunga

Il percorso della Cina verso la piena autosufficienza nel settore dei semiconduttori è indubbiamente complesso e costoso. I progressi in settori come la planarizzazione, il dry etch e la deposizione sono notevoli e promettono un rafforzamento dei "campioni nazionali" come NAURA, AMEC, Piotech e SMEE. Queste aziende, grazie a nuovi investimenti e quote di mercato crescenti, potranno reinvestire in ricerca e sviluppo, spingendosi verso segmenti di strumenti più avanzati.

Tuttavia, il divario nella litografia rimane un ostacolo imponente. La mancanza di un'alternativa nazionale agli strumenti EUV di ASML e le persistenti restrizioni all'esportazione costringeranno la Cina a percorrere strade innovative ma potenzialmente più lente per i nodi tecnologici più avanzati. La sfida non è solo produrre chip, ma produrre chip competitivi a livello globale, con prestazioni e supporto software all'altezza dei leader di mercato. La capacità di superare questo "collo di bottiglia" tecnologico sarà il vero banco di prova per le ambizioni cinesi nel ridefinire il panorama competitivo globale.