Wszyscy zainteresowani wiedzą, że w Miękini pod Wrocławiem amerykańska firma Intel chce wybudować Zakład Integracji i Testowania Półprzewodników. Ma to być największa inwestycja nie tylko w Polsce, ale również w tym regionie Europy. Koszty budowy sięgną 19 miliardów złotych. Wielu z nas przeżywało ostatnio chwile grozy spowodowane informacją, że poprzedni rząd nie dopełnił wszystkich formalności, co mogło wpłynąć na cofnięcie decyzji i przesunięcie inwestycji do Niemiec. Okazało się jednak, że nowy rząd nie tylko nie będzie przeszkadzał, ale nawet spróbuje renegocjować umowę w celu pozyskania większych środków na rozwój polskiej nauki.

Grzegorz Kamiński, Regional Account Manager i Field Sales Engineer w Onsemi

Tak nowoczesny zakład potrzebuje wykwalifikowanej kadry. Współpracę z Intelem rozpoczął już warszawski Instytut Łukasiewicz-IMiF, który podczas jesiennych warsztatów zaproponował utworzenie centrum B+R do opracowywania precyzyjnych przyrządów półprzewodnikowych. Wspólnie z innymi Instytutami Łukasiewicza oraz polskimi uczelniami technicznymi, zabiega o opracowanie specjalnego programu szkoleń obejmujących fizykę, elektronikę i inżynierię materiałową.

Najbliższa produkcji półprzewodników jest dzisiaj firma VIGO Photonics z Ożarowa Mazowieckiego, która opracowuje technologię zintegrowanych fotonicznych układów scalonych przeznaczonych do detekcji w zakresie średniej podczerwieni. W lutym spółka otrzymała dofinansowanie w ramach Priorytetu II Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki 2021-2027 i dzięki pozyskanym środkom w wysokości prawie pół miliarda złotych zbuduje kompletną linię produkcyjną i łańcuch dostaw dla tych układów.

Trudno nie zauważyć, że emocje związane z odbudową przemysłu półprzewodnikowego w Polsce są wysokie. Odbudową, ponieważ jeszcze w latach 90-tych, kiedy Amerykanie zaczęli przenosić produkcję układów scalonych do Azji, a na Tajwanie powstawała TSMC, w Warszawie działała fabryka TEWA, gdzie również wytwarzano układy elektroniczne. Mieściła się przy ul. Wołoskiej, w miejscu, gdzie teraz jest Galeria Mokotów. Jednym z jej technologów był inżynier Grzegorz Kamiński, obecnie tuż przed emeryturą w firmie Onsemi. Wiedząc, że brał udział w produkcji ówczesnych układów scalonych, zapytałam go niedawno, czy teraz produkcja półprzewodników w Polsce jest możliwa. To, co usłyszałam, było jak wiadro zimnej wody.

— Jako Polacy nie jesteśmy w stanie przekonać inwestorów, że mamy zasoby ludzkie do obsługi takiej fabryki, nawet jeśli znajdą się pieniądze na jej zbudowanie. Mamy bardzo mało ekspertów, bo nie kształciliśmy ich przez ostatnie 30 lat. Zakład TEWA, gdzie produkowaliśmy 3-4 calowe płytki z półprzewodnikami w technologii mikronowej, został zamknięty w 1990 roku. To prawda, że umiejscowienie fabryki nie było korzystne, ponieważ produkcja półprzewodników wymaga dużej ilości wody do mycia płytek, używane są substancje toksyczne, a niezbędne do procesu tlen i wodór przechowuje się w zbiornikach, co jest niebezpieczne. Produkowaliśmy wszystko – od najprostszych układów scalonych, prostych diod i tranzystorów, aż po mikroprocesory. Na dłuższą metę okazało się to nieekonomiczne. Po upadku Komuny rynek się otworzył i pojawiła się konkurencja, dysponująca nowszymi i tańszymi rozwiązaniami. Nie było wówczas inwestora, który chciałby kontynuować produkcję i rozwijać naszą technologię. Inaczej zdarzyło się na przykład w Saksonii, gdzie po rozpadzie NRD dawną fabrykę układów scalonych przejął Infineon. Tam znalazły się środki na rozbudowę i kształcenie wykwalifikowanej kadry. Podobnie było w dawnej Czechosłowacji z fabryką w Rożnowie, którą kupiła dawna Motorola, dzisiaj Onsemi.

Grzegorz Kamiński w Clean Roomie z lat 90-tych

— Niektórzy wyrażają opinię, że Polska powinna mieć fabrykę półprzewodników. Ja mam ogromne wątpliwości. Musiałby się znaleźć inwestor dysponujący olbrzymimi środkami finansowymi. Litewska firma Teltonika poinformowała niedawno, że buduje największą i najnowocześniejszą w Europie fabrykę PCB. Kwota, jaką muszą na to przeznaczyć przekracza 150 milionów euro. W fabrykę półprzewodników trzeba zainwestować kilka miliardów euro. Jest to inna skala inwestycji. Tak dla porównania: do postawienia hali produkcyjnej i nowej linii do montażu elektroniki wystarczy kilka milionów euro, w fabryce półprzewodników jedna maszyna technologiczna kosztuje milion euro.

Widok wnętrza fabryki półprzewodników w Newport (UK)

— Mówi się o produkcji półprzewodników, ale nie wiemy w jakiej technologii miałyby być wytwarzane – mikronowej czy nanometrowej. Nie można przecież zbudować fabryki uniwersalnej. Jeśli chcielibyśmy używać technologii mikronowych czy submikronowych 250 nm, 180 nm, na maszynach, gdzie możemy produkować 10-22 nm, bo takie są obecnie standardy, to koszt takiej produkcji byłby zbyt duży. Nikt by nie kupił tych chipów. Są to zupełnie różne linie technologiczne. Jeśli chcielibyśmy mieć własną produkcję, to musielibyśmy się przede wszystkim zastanowić, jakie chipy, po co i dla kogo produkować. Wszystkiego rynek nie wchłonie. Fabryki półprzewodników też bankrutują, bo istnieje silna konkurencja.

Myślę, że przy tej okazji warto przypomnieć kawałek historii TSMC. Kiedy już Morris Chang przekonał tajwański rząd w latach 80-tych ubiegłego wieku do swojego pomysłu budowy fabryki produkującej chipy na zlecenie zewnętrznych klientów, dostał od ówczesnego premiera czek in blanko i środki pokrywające 48% kapitału początkowego. Ciekawe, że nie poparły go wówczas ani Intel, ani Texas Instruments. Kwotę 58 milionów dolarów na rozwój fabryki przeznaczyła firma Philips. Dużym ułatwieniem były też ulgi podatkowe. Tym, co przede wszystkim pozwoliło tajwańskiej firmie stać się największym producentem półprzewodników, był pomysł na biznes, czyli współpraca z firmami typu fabless. Dzięki temu Morris Chang nie musiał się martwić o rynki zbytu i zamówienia. Specjalizując się w produkcji coraz mniejszych chipów, TSMC postawił na rozwój technologii, którą trudno będzie kiedykolwiek doścignąć.

— Postawienie fabryki półprzewodników to jeszcze nie wszystko. Do ich produkcji potrzebne są odpowiednie kwalifikacje pracowników. Oprócz elektroników niezbędni są fizycy i chemicy, którzy mają dużą wiedzę na temat fotolitografii, materiałów i samego procesu produkcji. Tym, nad czym należałoby się jeszcze zastanowić to montaż. Każdy układ scalony musi mieć przecież jakąś obudowę, a zauważyłem, że w różnych analizach ten etap jest pomijany. Chyba, że zdecydowalibyśmy się na sprzedaż samych wafli. Teraz montaż odbywa się zazwyczaj w krajach, gdzie jest dużo siły roboczej, głównie w Azji, ale też w Tunezji. Czy to oznacza, że powinniśmy zbudować drugą fabrykę przeznaczoną do montażu w Polsce, czy może raczej w Azji, bo tam będzie taniej? We wszystkich informacjach, jakie pojawiają się w mediach, nie widzę pełnej koncepcji. Nie ma jej nawet Klaster Mikroelektroniki, który powstał po to, aby lobbować przemysł półprzewodnikowy w Polsce. Jedyną firmą, która ma szanse coś zbudować, jest niszowy VIGO Photonics z Ożarowa Mazowieckiego.

Fabryka półprzewodników w Newport (UK)

— Pytanie na co my, jako kraj, chcielibyśmy postawić. Na razie nie widzę pomysłu, a jest to zbyt duży projekt, żeby najpierw zacząć, a później się zastanawiać co dalej. To byłaby inwestycja na poziomie 20 miliardów złotych, czyli mniej więcej tyle, ile kosztowałoby 10 przekopów Mierzei Wiślanej. Na sam montaż trzeba by było przeznaczyć kolejny miliard. Testery do układów scalonych są drogie. Jak słyszę o budowie w Polsce fabryki do produkcji półprzewodników, to myślę, że zupełnie pomijany jest aspekt ekonomiczny i panuje przekonanie, że wszystko się sprzeda. Nie sprzeda się. Mam tego własny przykład w Onsemi, gdzie niektóre produkty zostały wycofane z portfolio, bo nie przebiły się na rynku. Podejrzewam, że tak samo jest u innych producentów układów scalonych.

Wiele osób może się nie zgodzić się z poglądami Grzegorza na temat rozwoju produkcji półprzewodników w Polsce. Jeśli ktoś ma inne zdanie to zapraszam do dyskusji. Być może ktoś chciałby przytoczyć kawałek swojego udziału w historii rozwoju elektroniki. Zapraszam też przy okazji do planowanej serii artykułów o technologiach półprzewodnikowych, którą wraz z Grzegorzem opracujemy w niedługim czasie.

Rozmawiała i opracowała Agnieszka Kubasik