Da dificuldade à glória: o caminho para o desenvolvimento nacional de semicondutores (Parte I)

Amigos do Auditório Huaqiang, é ótimo ver todos vocês novamente. Meu sobrenome é Song — embora muitos amigos novos frequentemente confundam e pensem que meu nome é Kinghelm, que na verdade é o nome em inglês da minha empresa. O Auditório Huaqiang sempre foi um lugar para ideias, aprendizado e trocas significativas. Esta é a terceira vez que falo aqui. Na primeira vez, falei sobre KinghelmNa primeira vez, apresentei as antenas e módulos de navegação GPS e BeiDou da Slkor; na segunda, apresentei a tecnologia de carboneto de silício da Slkor. Como alguém conhecido jocosamente como um "economista de rua" em Huaqiangbei, e como um empreendedor que lutou — às vezes até vendendo propriedades para continuar investindo na indústria de circuitos integrados — hoje quero compartilhar minhas ideias sobre "O Caminho para o Desenvolvimento Nacional de Semicondutores".

Em 2020, enquanto a pandemia global assolava o mundo e a competição estratégica entre a China e os Estados Unidos se intensificava, os circuitos integrados estavam no centro das atenções. Na era da informação, os chips são tão essenciais quanto os alimentos. Sob tamanha pressão, a questão que devemos enfrentar é simples, porém profunda: como podemos cultivar nosso próprio "grão" e alcançar a autossuficiência nesse campo crucial?

Sr. Song Shiqiang de Kinghelm durante uma transmissão ao vivo

Para explicar essa jornada, comecei delineando o panorama global da indústria de semicondutores. De modo geral, o mundo pode ser dividido em três grandes blocos: Estados Unidos; Europa, Japão, Coreia do Sul e Taiwan; e China. Essa estrutura define a atual divisão internacional do trabalho em circuitos integrados.

A partir daí, voltei-me para o estado atual do desenvolvimento nacional. Em toda a cadeia de valor — materiais, processos de fabricação, design, talentos, ferramentas de software industrial e vendas — devemos examinar cuidadosamente nossa situação atual e as lacunas que ainda existem. Cada elo revela tanto progresso quanto desafios.

Também compartilhei uma análise SWOT para fornecer uma visão mais completa da indústria de semicondutores da China. Ao analisarmos os pontos fortes, os pontos fracos, as oportunidades e as ameaças, podemos compreender melhor a realidade que enfrentamos e a direção que precisamos seguir.

Por fim, falei sobre o futuro. Minha crença é simples: depois das dificuldades vem a glória. Isso não é apenas otimismo — é um padrão observado ao longo da história e na natureza. A China entrou no campo dos circuitos integrados relativamente tarde e agora enfrenta pressão externa, portanto, as dificuldades são inevitáveis. Fizemos a transição de uma sociedade agrícola semicolonial e semifeudal para a era da informação de forma relativamente curta e desigual. Tradicionalmente, dava-se mais ênfase às ciências sociais do que às ciências naturais, e carecemos da longa acumulação de pensamento científico e experiência industrial observada no Ocidente. Nosso período em uma sociedade industrial plenamente desenvolvida foi breve, e nosso sistema industrial ainda está em processo de amadurecimento.

Se o petróleo e o aço eram o "alimento" da era industrial, os chips de circuitos integrados são o pilar da era da informação. As lacunas que precisamos preencher são significativas e os desafios, reais. Contudo, a nação chinesa sempre se caracterizou pela resiliência e perseverança. Ao longo de mais de cinco mil anos de dificuldades e conquistas, avançamos continuamente. Os esforços determinados daqueles que trabalham hoje na indústria de semicondutores — superando obstáculos e construindo desde a base — refletem o espírito duradouro de que a adversidade pode, em última análise, fortalecer uma nação.

O panorama global dos semicondutores

Ao discutirmos o panorama internacional dos semicondutores, devemos começar pelos Estados Unidos. O país se destaca como a única superpotência mundial, e esse domínio se manifesta de três maneiras principais.

Em primeiro lugar, está o controle sobre a tecnologia e os padrões da indústria. No passado, as guerras eram travadas por território, recursos e sobrevivência. Hoje, estamos na “Guerra 3.0”, onde o campo de batalha são os mercados, os talentos e o lucro. Os EUA garantem sua vantagem estabelecendo padrões de ponta, detendo patentes e criando uma estrutura na qual outros países e empresas devem seguir seu exemplo. Isso ficou evidente na intensa competição pelos padrões LoRa e 5G entre a Huawei e a Qualcomm, onde até mesmo a Lenovo foi criticada por optar pelos padrões americanos. Em essência, controlar os padrões tecnológicos hoje é como ocupar a posição elevada em uma guerra tradicional — confere vantagem estratégica.

Em segundo lugar, destaca-se a força abrangente dos EUA em pesquisa fundamental, materiais, processos, talentos, inovação e sistemas institucionais, incluindo a educação. Mais da metade das 30 melhores universidades do mundo estão nos EUA, com o MIT, Stanford, Berkeley e Harvard liderando em pesquisa e formação de talentos. Os Laboratórios Bell e a Lucent foram pioneiros em ciência de materiais, pesquisa teórica e inovação industrial. A pesquisa fundamental em matemática, física e química impulsiona avanços tecnológicos — é, metaforicamente, a "semente" da indústria. Grandes produtos tecnológicos dos EUA, como o sistema operacional Android do Google, o Microsoft Windows e os sistemas SaaS da Oracle, são usados ​​em todo o mundo, moldando os mercados globais. O ambiente livre e voltado para a inovação dos EUA nutriu empresas como Apple, IBM, Microsoft, Tesla e Amazon, juntamente com a alta conversão da inovação do Vale do Silício e do capital de Wall Street em indústria. Esses elementos, em conjunto, formam a espinha dorsal da supremacia tecnológica.

Senhor Canção de Kinghelm Respondendo a perguntas da plateia

Em terceiro lugar, está a completude da cadeia industrial de alta tecnologia. Certa vez, tive uma longa discussão sobre isso com o Professor Zhou Zucheng, da Universidade de Tsinghua. Uma cadeia completa requer tanto uma cadeia de pesquisa-indústria quanto uma cadeia de produção industrial. A China demonstrou uma notável capacidade de cadeia de suprimentos durante a pandemia — por exemplo, ampliando rapidamente a produção de máscaras e ventiladores —, mas a pesquisa sobre vacinas e materiais de detecção ficou muito para trás, revelando lacunas em P&D fundamental em comparação com os EUA. Produtos americanos de alta tecnologia, como o design, a tecnologia, a marca e a distribuição da Apple, permanecem principalmente nos Estados Unidos, enquanto a China se concentra na montagem e na logística. Além da indústria, os EUA protegem seu domínio tecnológico com influência militar, financeira e midiática, juntamente com o alcance global do sistema do petrodólar — uma complexa rede estratégica.

Voltando-nos para os aliados dos Estados Unidos na Europa, Japão e Coreia do Sul: a Europa alinha-se amplamente com os EUA, mantendo uma relação complementar e competitiva. Empresas como ARM (Reino Unido), Infineon (Alemanha), STMicroelectronics (Itália/França) e NXP (Holanda) dominam campos especializados. Notavelmente, a ASML, na Holanda, lidera em litografia EUV, com produtos tão procurados que a TSMC e a Samsung disputam a sua produção; encomendas feitas pela SMIC em 2018 ainda não foram atendidas.

Japão e Coreia do Sul formam o segundo escalão, fortemente dependentes do apoio dos EUA. O Japão já foi líder em semicondutores na década de 1980, mas as sanções americanas e a pressão estratégica o forçaram a se concentrar em wafers de silício de precisão, fotorresistentes, cerâmicas e gases especiais. A Coreia do Sul, liderada pela Samsung, desenvolveu seu enorme setor de memória com investimentos em escala nacional, expandindo-se posteriormente verticalmente para o ecossistema mais amplo de semicondutores. A Samsung sozinha contribui com cerca de 40% do PIB da Coreia do Sul, enquanto a SK Hynix e a LG Chemicals também detêm posições fortes no mercado.

Os novos produtos de sensores Hall da Slkor

O setor de fundição de Taiwan supera a China continental em alguns aspectos. A TSMC, com o lendário fundador Morris Chang trazendo talentos dos EUA, tornou-se líder mundial na fabricação de wafers neutros, atendendo clientes como Huawei, Apple, Intel e NVIDIA. A UMC vem logo em seguida, e um ecossistema vibrante de design de circuitos integrados existe em torno de Hsinchu, com empresas como MediaTek, Novatek e Realtek detendo pontos fortes em nichos específicos.

Quanto à China continental, após a terceira transferência global de tecnologia e indústria, começamos com a manufatura simples e gradualmente evoluímos para uma cadeia industrial completa. Inicialmente, focando em produção intensiva em mão de obra e de baixo valor agregado, estamos caminhando para setores de alta tecnologia, margens de lucro mais elevadas e ambientalmente mais sustentáveis. Os EUA observam essa evolução com cautela, enquanto indústrias de baixo valor agregado migram para países vizinhos — o Vietnã absorvendo parte da produção da Samsung, algumas fábricas de montagem e componentes passivos se transferindo para as Filipinas ou Malásia —, marcando a quarta onda de transferência industrial.

A indústria manufatureira chinesa também está evoluindo de linhas de montagem manuais para produção automatizada e inteligente. Os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) estão se transformando em fabricantes de design de fábrica (ODMs), passando do processamento básico para o desenvolvimento integrado que abrange pesquisa e desenvolvimento (P&D), design, marca e canais de distribuição. A vantagem demográfica está se transformando em vantagem de talentos: aproximadamente oito milhões de graduados universitários ingressam no mercado de trabalho anualmente, munidos de educação sistemática e experiência prática, formando uma força de trabalho altamente qualificada para as ambições industriais da China.

Principais eventos dos últimos anos

Gostaria de compartilhar alguns dos principais acontecimentos na indústria de semicondutores nos últimos dois anos. O primeiro é a repressão dos EUA à ZTE e o colapso da Fujian Jinhua; o segundo é o jogo estratégico de múltiplas rodadas e amplo espectro entre a China e os EUA; e o terceiro é a pressão coordenada sobre a Huawei, onde a empresa demonstrou uma resiliência notável — ferida, mas não derrotada.

Após a posse do presidente Trump, o governo dos EUA proibiu, em abril de 2018, a venda de semicondutores para a ZTE. Após negociações, a ZTE foi multada em US$ 1 bilhão, colocada sob supervisão de conformidade e obrigada a ajustar cargos-chave de gestão para atender aos requisitos regulatórios dos EUA. Em outubro, a Fujian Jinhua foi adicionada à lista de entidades de controle de exportação dos EUA, bloqueando o acesso a equipamentos de circuitos integrados de alta tecnologia que continham propriedade intelectual americana. Bilhões já investidos em infraestrutura e equipamentos tornaram-se essencialmente inúteis. Em dezembro, a parceira taiwanesa UMC, sob pressão, retirou todos os engenheiros de DRAM, deixando a Jinhua sem tecnologia, equipamentos ou talentos — o que, na prática, encerrou as atividades da empresa.

O segundo desenvolvimento importante foi o jogo estratégico em curso entre a China e os EUA. Embora chamado de "jogo", na realidade, envolvia repetidas tentativas dos EUA de suprimir a China. Por exemplo, o Acordo de Wassenaar de 1996, liderado pelos EUA e pela Europa, restringiu a exportação de equipamentos e tecnologia de ponta para a China. Na SLKOR, nossos principais produtos são MOSFETs de carbeto de silício, que exigem dois dispositivos críticos de alta tecnologia — recozimento em alta temperatura e implantação iônica de alta tensão — que as empresas chinesas não podem comprar. As empresas locais em Pequim tiveram que recorrer a equipamentos de segunda mão, que eram em grande parte inutilizáveis. Os EUA também invocaram a Seção 301 de sua lei comercial para investigar quaisquer violações percebidas das regras antidumping ou de tecnologia, o que lhes conferia autoridade para suprimir empresas que ameaçassem seus interesses. Essencialmente, quem desafia os interesses dos EUA corre o risco de intervenção, com os EUA detendo o poder interpretativo e exercendo "jurisdição extraterritorial" através do Pacífico.

A SMIC, principal fundição da China, enfrentou repetidamente essa pressão. O Dr. Zhang Rujing, seu fundador, saiu da empresa devido à repressão relacionada à TSMC. O professor Zhou Zucheng me lembrou que esses pioneiros se dedicaram integralmente ao desenvolvimento de semicondutores na China. Figuras posteriores como Jiang Shangzhou, Qiu Ciyun, Liang Mengsong e Zhao Haijun são heróis nacionais, e suas histórias merecem ser escritas e celebradas. Outras empresas, como Huajing, Huahong e Wuhan Xinxin, enfrentaram desafios semelhantes durante seu crescimento.

Senhor Canção de Kinghelm durante uma transmissão ao vivo

O terceiro evento importante é o cerco à Huawei. Simplificando, o fundador da Huawei, Ren Zhengfei, é como um agricultor diligente de Guizhou, cultivando tecnologia de comunicação com sementes, fertilizantes e ferramentas importadas do Ocidente. A Huawei não apenas cultivou os campos chineses, mas também ajudou empresas estrangeiras, lucrando mais do que os próprios fornecedores de sementes e ferramentas. Essa expansão agressiva alarmou Trump, que a percebeu como uma ameaça direta. Em dezembro de 2018, o Canadá, atendendo a pedidos dos EUA, deteve a diretora financeira da Huawei, Meng Wanzhou. Embora libertada sob fiança, ela permaneceu impedida de viajar, enfrentando uma possível extradição — uma clara pressão sobre a liderança central da Huawei. Enquanto isso, a Huawei foi banida do mercado de smartphones dos EUA, e países como o Reino Unido, a Índia e a Austrália restringiram os produtos 5G da Huawei em meio a temores de segurança infundados. Em 15 de maio de 2019, os EUA prepararam um corte total no fornecimento para a Huawei, passando de uma restrição parcial à tecnologia de origem americana para uma proibição completa.

A Huawei representa o orgulho da tecnologia chinesa e da própria nação. Uma empresa privada que carrega a bandeira do desenvolvimento de semicondutores e da informação global da China é verdadeiramente extraordinária. Devemos aplaudir sua resiliência. Acreditamos que a Huawei superará esses obstáculos, com o apoio integral do ecossistema doméstico chinês. Esperamos que mais empresas como a Huawei surjam, formando equipes e fileiras para avançar rumo aos mais altos patamares tecnológicos mundiais, impulsionando o desenvolvimento e a prosperidade da China. Ren Zhengfei, seja forte! Huawei, siga em frente!

Comparação com empresas líderes

Como as empresas chinesas estão se saindo em comparação com suas concorrentes globais? Vamos analisar mais de perto os materiais, as ferramentas EDA, os modelos IDM e Fabless, a fundição, a embalagem e os testes, e os canais de venda.

Começando pelos materiais, a chave são os wafers de silício, que exigem pureza e precisão extremamente altas — eles formam a base dos circuitos integrados. As empresas japonesas Shin-Etsu e Sumco, a taiwanesa GlobalWafers e a coreana LG estão muito à nossa frente. No mercado interno, a Shanghai Xinsheng, a Chongqing ChaoSic, a Ningxia Yinhe e a Shandong Tianyue mostram-se promissoras, mas ainda há um longo caminho a percorrer em termos de tecnologia, qualidade e fornecimento em larga escala. Materiais de suporte, como estruturas, alvos, substratos de encapsulamento e compostos de polimento, apresentam lacunas menores, mas os fotorresistores e os materiais de carbeto de silício (SiC) estão muito atrasados. Há alguns anos, a SLKOR (www.slkormicro.com) tentaram produzir substitutos de material SiC nacionais, mas várias tentativas falharam e, por fim, tivemos que recorrer aos wafers epitaxiais da Corning, provenientes dos EUA.

O software EDA é outra ferramenta essencial para o projeto de circuitos integrados. Hoje cedo, consultei o Professor Zhou Zucheng, da Universidade Tsinghua, um dos maiores especialistas em EDA. Globalmente, as principais ferramentas de EDA — Synopsys, Cadence e Mentor — são amplamente controladas pelos EUA, abrangendo cerca de 80% do mercado. A Mentor, vendida para a Alemanha em 2016, ainda mantém raízes americanas. No mercado interno, a Huada Jiutian lidera, juntamente com startups ligadas à Tsinghua, como a Boda Micro (que se fundiu com a Galen Electronics), a Okas Micro e a Xinhe. As ferramentas de EDA chinesas detêm apenas cerca de 5% do mercado, mas isso deixa um potencial considerável de crescimento.

MOSFETs SLKOR

Em seguida, temos as empresas IDM e Fabless. As empresas IDM, ou verticalmente integradas, cuidam de tudo, desde as matérias-primas até a embalagem e as vendas, com Samsung, Intel, TI, ADI e Nvidia como exemplos globais. Na China, a Silan Micro é uma representante. As empresas Fabless se concentram no design sem possuir fábricas. GD Zhiyin, UNISOC, Huawei HiSilicon e Will Semiconductor são empresas nacionais notáveis. Os MCUs da Zhiyin são excelentes, embora a propriedade intelectual principal ainda dependa da ARM. Recentemente, a Zhiyin fez uma parceria com a Nuclei Tech para explorar a arquitetura RISC-V, um caminho promissor. A UNISOC, sob a liderança de Zhao Weiguo, consolidou a Spreadtrum e a RDA, demonstrando o poder do capital chinês. A Huawei HiSilicon está entre as dez maiores projetistas de circuitos integrados do mundo, utilizando principalmente ferramentas EDA americanas, o que comprova as capacidades excepcionais da empresa. A Will Semiconductor também se destaca em P&D, aquisições e na construção de um ecossistema tecnológico robusto.

Senhor Canção de Kinghelm durante uma transmissão ao vivo

As fundições são empresas dedicadas exclusivamente ao processamento de wafers. Globalmente, as líderes incluem Samsung, TSMC, GlobalFoundries e UMC. No mercado interno, a SMIC, apoiada por capital estatal e talentos de alto nível, está se consolidando e já consegue produzir em massa produtos de 14 nm. Recentemente, a Wuhan Xinxin alcançou avanços significativos em tecnologia de memória, aproximando-se dos níveis internacionais. As primeiras joint ventures com o Japão, como a Huahong Hongli e a China Resources Shanghai Huahong, continuam contribuindo para o desenvolvimento de circuitos integrados. As fundições na China ainda necessitam de investimentos contínuos e em larga escala.

O setor de embalagens e testes é um segmento em que a China está próxima da paridade global e até mesmo lidera localmente. Entre os principais players internacionais estão a Amkor, nos EUA, a UTAC, em Singapura, a Nepes, na Coreia do Sul, e a Unisem, na Malásia. Na China, a JCET lidera o mercado, crescendo por meio de esforços internos e aquisições estratégicas, tornando-se a maior empresa do setor no mundo. A Tongfu Microelectronics e a Huatian Technology também são importantes contribuintes.

Dispositivo único SLKOR IGBT

Os canais de vendas incluem grandes distribuidores, plataformas de comércio eletrônico em expansão e comerciantes à vista que sustentam inúmeros empreendedores em Zhongguancun, Pequim, e Huaqiangbei, Shenzhen. Líderes americanos como Arrow e Avnet, e a taiwanesa WPG dominam o mercado global. A Digi-Key lidera o comércio eletrônico com US$ 3.25 bilhões em vendas, seguida pela Mouser e Future Electronics. Empresas nacionais, como a China Electronics Port e o Huaqiang Group, registram vendas anuais superiores a 10 bilhões de yuans, enquanto a Taikoyuan continua crescendo. Embora possam não ter controle tecnológico essencial, suas fortes redes de clientes lhes conferem influência significativa. Plataformas locais de comércio eletrônico como LCSC, Yunhan e Liexin, gerenciadas por colegas conhecidos, estão avançando rapidamente, comparáveis ​​à Digi-Key. Kinghelm Antenas GPS/Beidou (www.kinghelm.net) e MOSFETs SLKOR (www.slkoric.com) também se beneficiaram dessas redes. Os comerciantes de Huaqiangbei não apenas atendem às PMEs, mas também atuam como armazéns e centros de distribuição, garantindo que o ecossistema de componentes eletrônicos prospere. Pessoalmente, gosto de compartilhar conhecimento e histórias sobre circuitos integrados com esses empreendedores — é útil, divertido e nunca cansativo (fiquem ligados para o próximo capítulo).