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Oggi tutti si improvvisano esperti di semiconduttori. E a ragione: la catena che collega i produttori di lenti di Oberkochen ai costruttori di macchinari di Veldhoven, poi alle linee di produzione di Hsinchu e infine ai data center Stargate di Abilene, dove vengono addestrati i modelli di IA all’avanguardia, è una vera meraviglia. Indispensabile per l’IA all’avanguardia, ha dato vita a un campo di studio a sé stante, la governance della potenza di calcolo, e ha fatto triplicare le vendite di Chip War nelle capitali mondiali dell’IA, grazie ad analisti che non esitano a infilare la parola «rendimento» in ogni minima conversazione.
Il collo di bottiglia più critico di questa catena non è nelle mani di nessuna delle due superpotenze dell’IA e non si trova a Taiwan. Le macchine che tanto stupiscono osservatori e analisti sono prodotte esclusivamente dalla società olandese ASML. Tuttavia, ASML non sembra apportare grandi benefici all’Europa, per il momento. Nvidia si aggiudica la maggior parte dei ricavi, gli Stati Uniti traggono vantaggio dal vantaggio strategico rappresentato dallo sviluppo di sistemi di IA e Taiwan beneficia di una leva strategica ospitando gli stabilimenti di produzione dei chip. Al contrario, si sente parlare poco del ruolo determinante dell’Europa nel campo dell’IA.
È davvero notevole: Taiwan rafforza il suo «scudo di silicio», gli Stati Uniti sviluppano la superintelligenza – ed entrambi lo fanno con apparecchiature europee acquistate a prezzi stracciati.
È difficile non pensare che l’Europa si stia facendo fregare. In teoria, i paesi europei dispongono di un collo di bottiglia di importanza schiacciante. In pratica, è Washington a dettare le loro politiche di esportazione strategiche, e sono le sue aziende a raccoglierne i frutti. Nel frattempo, ASML non vende assolutamente nessuna delle sue macchine EUV sul territorio europeo. Lo sanno tutti, il che significa che il nostro bluff viene continuamente messo alla prova: ovviamente non venderemo EUV alla Cina, e ovviamente non interromperemo la catena di approvvigionamento americana – a chi altro potremmo vendere?
Ora l’Europa intende porre rimedio alle carenze della propria strategia in materia di IA. Dai corridoi del Berlaymont alle pagine dei giornali, le élite del continente sembrano sempre più determinate ad agire. Tutti concordano sul fatto che questa leva dovrebbe portare a risultati più significativi di qualche visita dei giornalisti del New Yorker a Veldhoven. Ma cosa fare, esattamente? Su questo punto, le certezze vacillano. La maggior parte delle idee non piace: i modelli all’avanguardia sono troppo costosi, gli accordi che barattano potenza di calcolo in cambio di accesso sono troppo americani e i tentativi di produrre chip europei raramente hanno dato risultati convincenti. Stanno cercando un progetto realmente realizzabile che possano sostenere e portare avanti, e che rafforzi almeno in parte la sovranità tecnologica europea.
La grande strategia europea per l’IA presenta quindi una lacuna che merita di essere colmata: si tratta di sfruttare l’attuale slancio politico per trasformare il collo di bottiglia rappresentato da ASML in una leva strategica e in una forza economica. Un progetto in grado di concretizzare tutto ciò risponderebbe sia alla carenza di idee mobilitanti in Europa sia alle preoccupazioni di ASML di fronte al monopsonio di TSMC. Consentirebbe inoltre di riunire in modo duraturo, attraverso un’integrazione verticale, risorse oggi disperse per trasformarle in una vera e propria forza strategica.
Questo vuoto si concretizza sotto forma di uno stabilimento per la produzione di chip. Dovremmo puntare alla costruzione, in Europa, di uno stabilimento per la produzione di chip logici orientato alla ricerca e sviluppo e di importanza strategica: Eurofab.
Il problema
I veterani dello sfruttamento delle interdipendenze accoglieranno questa idea con un sospiro, e non avranno torto. Le politiche di rilocalizzazione dei semiconduttori presentano, nella migliore delle ipotesi, un bilancio contrastante. La produzione di chip sembra un settore del futuro, ma è molto difficile e molto costosa, e ci vogliono anni prima che un fallimento si manifesti. Si tratta quindi di un argomento ideale per i discorsi sulla sovranità, ma di un settore in cui spesso si rimane ben al di sotto delle ambizioni iniziali.
Nel bene e nel male, ci riproveremo: un “Chips Act” europeo 2.0 è già in fase di preparazione. Basterebbe un clamore mediatico intorno al MATCH Act o un allarme a Taiwan per rilanciare il dibattito sulla produzione di chip in Europa. Facciamo meglio questa volta – e per farlo, guardiamo a ciò che si sta già facendo altrove.
Il successo emblematico è quello di TSMC Arizona: una vera e propria impresa quella di aver trasportato, in sostanza, un pezzo di Taiwan con un ponte aereo fino nel deserto americano, grazie al CHIPS Act. L’Europa ha avuto il proprio Chips Act, ma i risultati non sono affatto paragonabili. Lo stabilimento in Arizona produrrà chip con processo di produzione inferiore a 2 nm, la precisione richiesta per i chip di intelligenza artificiale all’avanguardia. Il suo equivalente europeo, l’ESMC in Sassonia, punta ai 16 nm, la precisione richiesta per i robot aspirapolvere.
Per produrre chip di qualità servono molti soldi, e di solito siamo troppo tirchi; occorre anche il sostegno di un produttore di chip, e né Intel né TSMC ci apprezzano abbastanza; infine, occorre un peso geopolitico sufficiente per convincere i taiwanesi o gli americani a condividere tecnologie sensibili, cosa che ci manca.
La politica europea sui semiconduttori ha quindi privilegiato la conquista di quote di mercato in generale, anche nei nodi tecnologici maturi. In realtà è uno sforzo vano. Si naviga nel luogo comune della resilienza: basterebbe sviluppare capacità sufficienti in Europa affinché il resto del mondo possa sprofondare senza che noi ne risentiamo; alzeremmo i ponti levatoi a Gibilterra e sul Bosforo, e lasceremmo che la Cina e gli Stati Uniti mettessero il pianeta a ferro e fuoco.
Si tratta di un’illusione. Il mondo continua a essere caratterizzato da margini ristretti, interdipendenze profonde e scarse ridondanze. Se Taiwan dovesse cadere, l’economia crollerebbe, indipendentemente dal numero di fabbriche trasferite in Arizona. Se gli Stati Uniti dichiarassero all’Europa una guerra commerciale totale, la situazione sarebbe comunque catastrofica. Se una superpotenza sviluppasse l’intelligenza artificiale generale senza l’Europa, quest’ultima verrebbe schiacciata in ogni caso. La politica industriale europea dovrebbe mirare a creare interdipendenze che rendano questi scenari meno probabili, e non limitarsi a cercare di resistervi meglio.
Il capitolato d’oneri
La questione non è quindi quella di costruire lo stabilimento più ridondante possibile, ma il meno ridondante possibile. In altre parole, è più sensato cercare di diventare strategicamente indispensabili per la catena di approvvigionamento dell’IA all’avanguardia.
Il programma di ricerca di Eurofab si basa quindi su due domande. Quali nicchie strategicamente preziose sono ancora libere nel mercato della produzione di chip? E quali dovrebbero essere le specifiche per un’Eurofab che realizzi qualcosa di nuovo, piuttosto che fare male qualcosa che esiste già? Tutto si riassume in cinque requisiti.
Eurofab deve realizzare qualcosa di unico.
I grandi produttori mondiali dispongono di un vantaggio schiacciante in termini di quote di mercato e volumi; qualsiasi piano europeo volto a conquistare una quota significativa della produzione di chip all’avanguardia è destinato al fallimento. Questo è stato l’errore dei tentativi passati: competere sui volumi richiede una padronanza industriale e un’efficienza unitaria che richiedono anni, se non decenni, per essere acquisite e perfezionate. Persino TSMC Arizona, pur godendo del pieno sostegno del governo americano, ha ben poche possibilità di conquistare una quota significativa del mercato.
L’ESMC, il suo equivalente europeo, rappresenta più o meno tutto ciò che l’Europa ha ricavato dal proprio Chips Act. È apprezzabile e utile; senza dubbio aggiunge un po’ di resilienza, o, per lo meno, due anni di autonomia nel settore degli elettrodomestici una volta che Taiwan sarà nelle mani dell’Esercito popolare di liberazione. Ma non è, evidentemente, una risorsa strategica. Nessuno rinuncia a mettere sotto pressione l’Europa per paura di perdere l’accesso all’ESMC e, nonostante questo impianto, l’Europa rimane mal equipaggiata di fronte a una grave crisi dei semiconduttori; e la domanda marginale di macchine DUV che ne deriva non risolve affatto il rompicapo ASML.
Per un attore di dimensioni più ridotte, la vera leva risiede piuttosto in un contributo qualitativo difficile da sostituire: acquistare le migliori macchine di ASML, introdurre una nuova tecnica, fare di tutto per renderla fondamentale e conquistare l’intero mercato che essa crea. La rapida specializzazione in ASIC su misura e l’iterazione nella ricerca e sviluppo, sia che si tratti di ottimizzare i nodi esistenti o i processi, potrebbero rappresentare le nicchie più promettenti.
Eurofab non deve minacciare TSMC
Nulla di tutto ciò sarà possibile senza un certo sostegno da parte di TSMC e senza i trasferimenti di tecnologia da parte sua. L’azienda è leader nella costruzione di stabilimenti per la produzione di chip logici e intrattiene stretti rapporti con ASML; qualsiasi progetto trarrà vantaggio dal poter contare sul suo know-how. Tuttavia, l’interesse del governo taiwanese – e quindi di TSMC – è quello di mantenere l’isola all’avanguardia nel settore tecnologico. I tentativi passati volti a creare valore lungo la catena di produzione miravano a rendere TSMC meno indispensabile: spostare l’incapsulamento in Arizona e una parte significativa della produzione in Sassonia, affinché un’invasione di Taiwan fosse meno devastante. TSMC si è opposta a tali iniziative.
Questi progetti si sono quindi spesso arenati in interminabili trasferimenti di tecnologia senza riuscire a costruire una vera resilienza e sono rimasti confinati, più a lungo del previsto, a tecnologie di secondo piano. La lezione è chiara: non bisogna intaccare le redditizie quote di mercato di TSMC e occorre trovare un anello della catena che integri gli impianti taiwanesi esistenti. Ciò si concilia perfettamente con l’esigenza di insostituibilità: ciò che costruiremo aggiungerà un anello debole alla catena senza però eliminare quello già esistente. È una cattiva notizia per i massimalisti della resilienza, ma una buona notizia per coloro che hanno capito che TSMC probabilmente non cederà di buon grado quote di mercato all’Europa.
Eurofab deve collaborare con ASML
L’EUV è l’unico vantaggio distintivo dell’Europa e lanciarsi in questa avventura senza sfruttarlo non avrebbe alcun senso. La litografia è il cuore della produzione dei chip, e una tecnica litografica leggermente più efficiente può migliorare notevolmente i rendimenti e la precisione di incisione. Eurofab ha il potenziale per diventare il centro di litografia più avanzato al mondo: accesso esclusivo alle nuove generazioni di macchine, ingegneri ASML in loco, macchine EUV High-NA progettate su misura per le sue esigenze specifiche. Quanto ai clienti di ASML che griderebbero al favoritismo, sono liberi di rifornirsi altrove di macchine EUV.
Non basta costruire uno stabilimento in grado di acquistare gli stessi macchinari EUV di chiunque altro, né chiedere ad ASML di garantire una quota pari della propria produzione. Qualunque sia il progetto scelto, l’integrazione con ASML dovrà essere più stretta di quanto i concorrenti abbiano ottenuto finora. A causa delle differenze culturali e delle difficoltà imposte dal monopsonio di TSMC, ASML non si è mai integrata con il proprio cliente così strettamente come avrebbe potuto. Questo è l’unico vantaggio sleale di cui dispone l’Europa nella battaglia dei chip: ASML è già sul proprio terreno. Un’Eurofab di successo dovrebbe basarsi su questo presupposto: l’Europa può incoraggiare, o addirittura imporre, una profonda integrazione tra il proprio stabilimento e ASML, cosa che i suoi rivali non possono fare.
A Bruxelles, questa idea suscita spesso scetticismo: i responsabili politici e gli alti funzionari vi faranno notare che ASML è un’azienda privata e non una risorsa strategica nelle mani della Commissione europea. Mi limiterò a rispondere che ho visitato tutti gli altri paesi che producono beni strategici e che nessuno di essi nutre simili scrupoli nell’esercitare le proprie prerogative in materia di esportazioni e sicurezza nazionale. È ora di metterci al passo: per trarre vantaggio da ASML, dobbiamo abituarci a trattarla come una risorsa strategica, proprio come ogni nazione fa con la propria industria dei semiconduttori.
Eurofab deve credere nell’IAG
L’IA trasformerà la filiera dei semiconduttori in due modi: modificherà i chip necessari e il modo in cui vengono prodotti. Man mano che l’IA verrà utilizzata per progettare chip dedicati ad applicazioni specifiche, la ricerca e lo sviluppo subiranno un’accelerazione e le architetture diventeranno sempre più specializzate. È prevedibile che le generazioni di chip diventino obsolete più rapidamente, che le innovazioni progettuali si moltiplichino e che le attrezzature si svalutino molto più in fretta. La capacità di iterazione, sia nella progettazione che nei processi, acquisirà molto più valore, mentre la scalabilità di un’unica architettura, progettata esclusivamente a tale scopo, ne perderà altrettanto.
Al di là dell’aspetto tecnico, questa scommessa sull’IA ha una conseguenza economica: gran parte dei ricavi di Eurofab proverrà senza dubbio dai laboratori di IA all’avanguardia. Forse nel frattempo l’Europa sarà riuscita a costruire un laboratorio di questo tipo, che diventerebbe allora il cliente principale. Altrimenti, gli sviluppatori americani saranno probabilmente, in ultima analisi, gli acquirenti dei chip di Eurofab, sia tramite produttori come Nvidia, sia direttamente attraverso le loro attività di produzione di chip integrate verticalmente. I progetti passati sono stati talvolta concepiti sulla base della sola domanda europea. Sarebbe un grave errore: per diventare un anello strategico della catena, non si tratta di produrre chip di seconda categoria per produttori di software europei di seconda categoria, ma di inserirsi – e di mantenersi – nella vera catena di approvvigionamento all’avanguardia tecnologica. A tal fine, sarà inevitabile, sin dall’inizio, collaborare con i laboratori statunitensi per sondarne l’interesse e adeguarsi alle loro esigenze.
Eurofab deve suscitare entusiasmo
Uno dei suoi punti di forza fondamentali è di natura tattica: Eurofab è uno dei rari progetti la cui economia politica è favorevole. I responsabili europei hanno voglia di agire, senza sapere bene a quale scopo. Sono pronti a rimuovere gli ostacoli e a sostenere un’iniziativa, ma nessuna di quelle attualmente sul tavolo li entusiasma davvero. Da qui deriva la loro ricorrente tentazione di sovvenzionare modelli all’avanguardia di intelligenza artificiale: è l’unica cosa che un europeo possa desiderare e che appaia al tempo stesso finanziabile e difendibile. Uno stabilimento per la produzione di chip ha le giuste dimensioni per l’economia politica del momento: è abbastanza costoso da sembrare ambizioso, abbastanza accessibile da poter essere portato a termine, sufficientemente integrato nelle catene globali da essere utile e sufficientemente improntato alla sovranità da sedurre le sensibilità golliste.
Eurofab ha quasi lo stesso valore come strumento per intercettare lo slancio sovranista del momento quanto per i chip stessi. I decisori politici sono molto più propensi a rendere possibile un progetto specifico che a modificare un quadro normativo privo di punti di riferimento. Per molti degli interventi pubblici necessari – coordinamento europeo, aiuti di Stato, autorizzazioni, accesso all’energia, gestione degli interessi statunitensi – Eurofab può fungere da punta di diamante. Ma per questo non deve essere mediocre: nessuno vuole spendere il proprio capitale politico per consentire a una manciata di ingegneri sassoni di produrre chip di vecchia generazione.
Questo per quanto riguarda il capitolato d’oneri. Questi criteri non delineano tanto un progetto quanto un programma di ricerca: è possibile trovare il modo di costruire in Europa uno stabilimento che soddisfi tali criteri?
La tabella di marcia
Eurofab potrebbe funzionare come un piccolo stabilimento dedicato alla ricerca e sviluppo, dove i processi di produzione ideati dall’intelligenza artificiale verrebbero prototipati e perfezionati più rapidamente che in qualsiasi altro luogo. Ciò consentirebbe di trasformare il monopolio europeo della litografia in una posizione imprescindibile nella catena di approvvigionamento all’avanguardia.
Diventerebbe così il centro di ricerca e sviluppo di riferimento per la progettazione di chip assistita dall’intelligenza artificiale.
Forse è l’unica opportunità di salto tecnologico rimasta in questa filiera, dato che tutto il resto è controllato dagli attori già affermati e sempre più plasmato dai laboratori, diventati clienti di primo piano. A meno che nei prossimi anni non si verifichi un’esplosione di intelligenza puramente software, la strada più promettente affinché i sistemi di IA ne costruiscano di migliori passa senza dubbio attraverso la progettazione di chip: seguendo i loro consigli, verranno prodotti nuovi chip che serviranno a loro volta a creare sistemi ancora più performanti.
Questa fase di iterazione richiede più rapidità che volume. È inutile produrre ogni prototipo su larga scala; occorre invece poterlo realizzare, testare e perfezionare più volte all’interno della stessa generazione.
Ci sono due fasi da ottimizzare: la progettazione di chip migliori e quella di processi migliori. La prima consiste essenzialmente nell’elaborare un’architettura logica, ricavarne un’implementazione fisica che consenta di avviare la produzione dei chip e poi testarli. Attualmente, la progettazione a monte della produzione e la verifica a valle occupano gran parte del processo. Se l’intelligenza artificiale ne riduce la durata, la rapidità di esecuzione della fase fisica assume un’importanza ancora maggiore.
La seconda è decisamente più complessa e richiede tempi molto più lunghi: è così che gli stabilimenti passano da un nodo all’altro. Oggi ci vogliono anni, soprattutto perché la regolazione degli strumenti, la messa a punto delle linee di processo, la progettazione delle maschere, ecc. richiedono innumerevoli tentativi. Anche in questo caso, l’IA potrebbe ridurre gran parte del lavoro svolto prima della produzione vera e propria, tanto che la realizzazione fisica diventerebbe il principale fattore di risparmio di tempo. Il centro di ricerca pre-commerciale IMEC svolge già gran parte di questo lavoro, ma gli manca un mandato strategico.
Eurofab dovrebbe essere concepito innanzitutto intorno ai processi, poiché è proprio in questo ambito che l’integrazione con ASML dà il meglio di sé e che i vantaggi in termini di accelerazione sembrano più significativi. Idealmente, tuttavia, si dovrebbero portare avanti entrambe le attività in parallelo: un impianto dedicato al ciclo dei processi che offra il proprio processo migliore del momento sotto forma di servizio di foundry puro.
A titolo illustrativo, supponiamo che un futuro modello di Anthropic, Claude Fable 8, trovi il modo di costruire la prossima generazione di chip per l’IA. Considerando come funziona la produzione dei chip, ci vorranno ancora alcuni tentativi per applicare alla lettera le sue istruzioni: cinque iterazioni per mettere a punto il processo, effettuare misurazioni e test, identificare ciò che funziona e migliorarlo, e poi altre cinque per ottimizzare il progetto all’interno del processo finalizzato, prima di poter produrre il chip su larga scala.
Il fattore limitante diventa quindi la durata di queste dieci iterazioni. Per le prime nove, del resto, la scala di produzione non ha alcuna importanza: basta una linea di produzione molto flessibile e attentamente monitorata su cui testare, iterare e restituire i risultati al modello. La decima richiederà comunque una produzione di massa altrove, ma se Eurofab riuscirà a portare a termine le prime nove più velocemente di chiunque altro, darà un contributo concreto all’accelerazione del processo.
Dal prototipo al mercato
Il risultato finale di questo processo iterativo può essere facilmente implementato in produzione? Gli stabilimenti attuali avranno difficoltà a mettere immediatamente in pratica progetti provenienti dall’altra parte del mondo. Una soluzione consiste nel modellare Eurofab sulle grandi fabbriche: più il suo progetto di base si avvicinerà a quello di un sito TSMC, più sarà facile riprodurne i risultati presso i grandi foundry. A prima vista, ciò sembra rappresentare una minaccia per TSMC, ma tutto dipende dal volume ridotto: se TSMC esporta solo un clone in miniatura dei suoi processi più avanzati, la sua strategia geopolitica basata sui volumi non ha nulla da temere da Eurofab.
Anche le tendenze del settore potrebbero giocare a favore dell’Europa, favorendo una maggiore adattabilità e trasferibilità. La progettazione di chip sempre più specializzati, così come la tendenza generale al miglioramento ricorsivo autonomo dei chip, con o senza Eurofab, implica che saranno comunque necessari stabilimenti in grado di passare più rapidamente a nuovi progetti.
Il modello migliore è forse quello del consorzio giapponese Rapidus. In pochi anni, il governo giapponese ha dato vita a una sorta di filiera nazionale grazie a ingenti sovvenzioni: riunendo colossi industriali e start-up, Rapidus ha prodotto prototipi di chip in tempi piuttosto rapidi. Ne produce ben pochi, e a costo di ingenti sovvenzioni, ma questo esempio dimostra che è possibile passare in pochi anni da una decisione strategica alla produzione di chip con dimensioni di pochi nanometri. Rapidus ha potuto contare su punti di forza esclusivi, come una stretta partnership con IBM, ma anche l’Europa: l’IMEC è europeo, è uno dei principali centri di ricerca sui processi e collabora già strettamente con ASML, il che offre l’embrione di un’integrazione verticale su cui costruire Eurofab.
Rapidus offre un’idea delle tempistiche realistiche: il consorzio ha ottenuto un prototipo di chip da 2 nm con una velocità di elaborazione soddisfacente in meno di tre anni e sembra sulla buona strada per raggiungere i 1,4 nm in sei anni. Già allo stato attuale, corrisponde quasi alla «fabbrica di ottimizzazione ricorsiva» qui descritta. Seguire questa prova di concetto e condividere questo mercato in parti uguali con Rapidus costituirebbe già un successo. L’Europa potrebbe tuttavia fare di meglio per due ragioni: la vicinanza ad ASML, già menzionata, e la tempistica. Il momento è propizio, poiché oggi si sa di più sulla progettazione di chip assistita dall’intelligenza artificiale rispetto a quando è stata fondata Rapidus. Collaborando con ASML, TSMC e i laboratori, sarà possibile individuare gli ostacoli alla rapida iterazione presso Rapidus o presso TSMC a Taiwan e porvi rimedio presso Eurofab.
Questa Eurofab orientata alla ricerca e sviluppo non supererebbe TSMC, né avrebbe bisogno di farlo. Un impianto di questo tipo apporterebbe notevoli vantaggi a numerosi utenti senza intaccare minimamente il collo di bottiglia taiwanese. Eurofab elaborerebbe rapidamente i principi di progettazione che TSMC e altri implementerebbero in seguito; ma da sola, senza le capacità su larga scala di Taiwan, non varrebbe granché. Se ben concepita, sarebbe un vantaggio per TSMC: offrirebbe ai taiwanesi una rara opportunità di espandersi al di fuori dell’isola senza per questo indebolire la deterrenza geopolitica.
L’obiettivo di Eurofab non è quello di produrre in serie chip che altri già realizzano, ma di individuare un nuovo anello della catena, di arrivare per primi e di mantenerne il controllo prima che il resto del settore si precipiti a occuparsene. Del resto, è proprio questo che una scommessa sui semiconduttori potrà apportare all’Europa: né una resilienza significativa, né tantomeno l’autarchia, ma lo status di attore strategicamente indispensabile.
La realizzazione concreta di questo impianto richiederà una politica industriale mirata e una strategia diplomatica in materia di trasferimento di tecnologia nei confronti di TSMC; in questa fase, si tratta soprattutto di individuare il vuoto strategico con cui l’Europa si trova a dover fare i conti.
Improvvisarsi esperti di semiconduttori è una cosa, ma esserlo davvero è più difficile. Si può aver letto “Chip War” più volte e aver pranzato in mezzo a wafer di silicio, senza per questo sapere come costruire uno stabilimento.
Di una cosa, in ogni caso, si può essere certi: la strategia europea sull’IA presenta un vuoto grande come una fabbrica.
