Są one mniejsze od koronawirusa.

To one przetwarzają i zapisują nieskończone ciągi zer i jedynek, tworzące moje szyfrowane połączenie z Chrisem na Signalu (oraz te znajdujące się w kilkunastu innych czipach, z których składa się iPhone). Im jest ich więcej, tym dane urządzenie ma większą moc obliczeniową.

To dwuletni czip Apple. Jego ostatnia generacja - A16 - mieści już 16 mld tranzystorów, w których prąd zamienia się informację. Te jedne z najbardziej zaawansowanych układów scalonych produkowane są tylko przez jedną firmę na świecie - TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co), tylko w jednym budynku, w najdroższej fabryce, jaka kiedykolwiek powstała w historii ludzkości.

Co by się stało, gdyby uderzyła w nią chińska rakieta, też naprowadzana dzięki układom scalonym? 

Zatrzymałby się świat, jaki znamy.

- Zniszczenie najbardziej zaawansowanego zakładu produkcyjnego TSMC mogłoby mieć dramatyczny wpływ na światową dostępność smartfonów i komputerów. Firma produkuje kluczowe czipy, które znajdują się w telefonach, a także znaczną część procesorów komputerowych. Oznaczałoby to dla światowej gospodarki setki miliardów dolarów strat - mówi Chris Miller.

Rosja dusi się bez czipów

Czipy są dzisiaj wszechobecne. Większość światowego PKB powstaje na urządzeniach złożonych z układów scalonych. 

Są podstawą całej otaczającej nas technologii: wielkich centrów danych, w których mielą się nasze e-maile, zdjęcia, profile na Instagramie, filmy na YouTubie czy HBO Max itd. Bez półprzewodników nie ma internetu, komputerów, smartfonów, ale też zmywarek, kuchenek mikrofalowych, tosterów, obrotowych szczoteczek do zębów i nowych samochodów (szacuje się, że czipy stanowią w nich średnio 40 proc. kosztu pojazdu). Nie będzie też sztucznej inteligencji, metawersu i wirtualnej rzeczywistości.

Bez czipów nie ma również najnowszych technologii wojskowych. Już pierwsze układy scalone na początku lat 60., mające po cztery tranzystory, opracowano do naprowadzania międzykontynentalnych pocisków balistycznych. Przemysł zbrojeniowy - konkretnie amerykański Pentagon, któremu wtedy nikt nie dorównywał budżetem - był pierwszym i największym klientem branży półprzewodników, i pozwolił jej rozkwitnąć. To dzięki niemu sektor nabrał skali, który pozwoliła mu później wejść na rynek konsumencki.

Dzisiaj bez czipów nie ma radarów, autonomicznych dronów czy nowoczesnych systemów uzbrojenia - i znowu to zbrojeniówka, o której decyduje wielka polityka, a nie wyłącznie zysk, decyduje o półprzewodnikach. Czipy są dzisiaj w centrum geopolitycznej rywalizacji.

- Rosjanie już mają poważne problemy w pozyskiwaniu czipów na potrzeby swojego wojska. Tamtejsze media donosiły, że próby omijania amerykańskich sankcji i przemytu układów scalonych zza granicy sprawiają, że do Rosji trafia coraz więcej wadliwego sprzętu - mówi autor "Chip War".

A trudności armii w uzupełnianiu zaawansowanych systemów uzbrojenia wynikają częściowo właśnie z problemów w pozyskiwaniu układów scalonych. Już w maju amerykańska minister handlu Gina Raimondo informowała, że przez sankcje Rosjanie muszą stosować czipy ze zmywarek i lodówek w niektórych urządzeniach wojskowych.

Zdaniem Millera, po części dzięki nowoczesnym systemom rakietowym, które otrzymała Ukraina od Stanów Zjednoczonych, rosyjska armia jest dzisiaj w odwrocie. Amerykańskie systemy są zwyczajnie lepsze niż rosyjskie - łatwiejsze w obsłudze, dokładniejsze, bardziej odporne na zagłuszanie. Precyzyjniej naprowadzają rakiety właśnie dzięki zaawansowanym czipom.

Rosjanie po prostu mają gorszą technologię, a ich pociski nie trafiają w cele. Dlatego, według Chrisa Millera, nie udało im się np. unieszkodliwić ukraińskiego lotnictwa w pierwszych dniach wojny ani zniszczyć jej sieci telefonii komórkowej. 

Pięta achillesowa Chin

Produkcja czipów jest, jak argumentuje Chris Miller, bardziej skoncentrowana geograficznie niż produkcja ropy. Powszechnie przyjmujemy np. że Arabia Saudyjska odgrywa istotną globalną rolę, bo produkuje 15 proc. światowej ropy.

Dla porównania: Tajwan produkuje około jednej trzeciej wszystkich procesorów i ponad 90 proc. tych najbardziej zaawansowanych, na których oparte są technologie takie, jak sztuczna inteligencja i superkomputery.

Korea Południowa wytwarza ponad 40 proc. światowych układów pamięci. Do tego jedna firma z Holandii - ASML - produkuje 100 proc. maszyn do zaawansowanej litografii (czyli rzeźbienia w krzemie), bez których nie da się wyrabiać czipów.

W tym układzie Chiny, uchodzące za technologiczną potęgę i posiadające jedne z największych spółek cyfrowych, nie potrafią (na razie) samodzielnie produkować najnowocześniejszych czipów. Praktycznie w całości importują je z zagranicy, wydając na to rocznie więcej niż na import ropy.

Do tego większość z nich kupują z krajów, z którymi mają raczej burzliwe geopolityczne relacje - z Tajwanu, USA czy Korei Południowej.

Ta zależność sięga jeszcze czasów przewodniczącego Mao i jego rewolucji kulturalnej. Fizyków i inżynierów, którzy mogli badać i rozwijać pierwsze półprzewodniki na uniwersytetach w latach 60. wysyłano wtedy do pracy na roli.

To największa strategiczna słabość, którą kolejni przywódcy partii komunistycznej starają się od dekad pokonać, dofinansowując lokalny przemysł czipów dziesiątkami miliardów dolarów. We wszystkich innych obszarach, takich jak sztuczna inteligencja czy sieć 5G, Chińczycy przodują. Gdyby Pekin nadgonił w projektowaniu czipów za Stanami Zjednoczonymi oraz w ich produkcji za, uznawanym za swoją "zbuntowaną prowincję" Tajwanem, zmieniłoby to militarno-gospodarczy układ świata.

Dlaczego Tajwan jest potęgą czipów?

Z historią rozwoju technologii półprzewodników splatają się życiorysy wielu innowatorów, zaczynając od fizyka i laureata Nagrody Nobla Williama Shockleya, wynalazcy pierwszego czipa oraz nieudanego biznesmena, który zupełnie poległ na komercjalizacji półprzewodników. I skończył jako kompletny wyrzutek, propagujący rasistowskie i neonazistowskie idee dotyczące poziomu IQ u ludzi.

Nikt jednak nie był bardziej w centrum tej branży, i nie miał większego wpływu na jej kształt niż urodzony w Chinach i wychowany w Hongkongu Morris Chang. Pod koniec lat 40. wyjechał studiować na Harvard, z którego szybko przeniósł się na MiT (Massachusetts Institute of Technology - jedna z najbardziej znanych na świecie uczelni technicznych). Później zaczął pracę u największego producenta czipów Texas Instruments, gdzie spędził, pnąc się po szczeblach kariery, 25 lat.

W latach 80. rząd Tajwanu zaprosił Changa, żeby pomógł zbudować od zera tamtejszy przemysł czipów - nie mający wtedy jeszcze szans z konkurencyjnym w Japonii. Chang opracował wtedy model biznesowy, który zmienił później cały sektor: założony przez niego TSMC z założenia nie projektował układów scalonych, tylko produkował je dla innych. Dominującym wtedy modelem było, że projektowanie i produkcja odbywa się w tym samym miejscu, a firmy nie chciały zlecać innym wykonywania czipów, obawiając się, że konkurencja nauczy się i ukradnie ich technologię. W modelu Changa własność intelektualna pozostawała bezpieczna, jednocześnie można było produkować układy scalone wykorzystując tańszą, azjatycką siłę roboczą. To z kolei pozwoliło TSMC i jego naśladowcom nabierać skali, potrzebnej do inwestycji tej coraz bardziej skomplikowanej i precyzyjnej technologii - dlatego dzisiaj postawienie fabryki czipów jest gigantycznym wysiłkiem, który może kosztować nawet dziesiątki miliardów dolarów. I nawet amerykański Pentagon zamawia je z TSMC.

Czip jest przyszłością wojny

Militarna przewaga USA nad Chinami stopniowo się jednak kurczy. Pekin posiada coraz więcej statków, samolotów czy łodzi podwodnych - i w najbliższych latach planuje dystans do Amerykanów jeszcze bardziej skrócić. Ale, jak tłumaczy Miller, strategią, na którą Stany Zjednoczone stawiają, nie jest rywalizowanie z Chinami liczbą czołgów czy myśliwców, ale ciągłe prześciganie ich mocą obliczeniową, którą dysponują ich wojska i która sprawia, że mają nowocześniejsze i lepsze systemy militarne. 

Konkurencja polega więc przede wszystkim na tym, kto będzie miał więcej miliardów tranzystorów na płytkach krzemu w instalowanych tarczach antyrakietowych czy rojach dronów samobójców. Czyja armia będzie bardziej "smart".

To dlatego Waszyngton nakłada na Pekin kolejne sankcje, próbując zahamować rozwój tamtejszego przemysłu półprzewodników. 

21 października weszły w życie (ogłoszone na kilka dni przed historycznym XX Zjazdem Komunistycznej Partii Chin) kolejne restrykcje administracji Bidena, ograniczające eksport zaawansowanych półprzewodników do ChRL (zarówno produkowanych w USA, jak i projektowanych przez amerykańskie firmy, ale wytwarzanych w państwach trzecich) o wielkości tranzystorów poniżej 14-16 nanometrów.

Waszyngton zabronił też Amerykanom wspierania chińskiego sektora czipowego bez specjalnych licencji. Wywołało to w Chinach masowe rezygnacje ze stanowisk menedżerów i badaczy posiadających obywatelstwo USA (często tajwańskiego lub chińskiego pochodzenia).

Jak pisze Jakub Jakóbowski z Ośrodka Studiów Wschodnich, był to ze strony USA "jeden z najmocniejszych ciosów wymierzonych w Chiny od początku chińsko-amerykańskiej wojny handlowej" oraz "istotny krok w ich polityce odłączenia (decoupling) chińskiego ekosystemu technologicznego od państw rozwiniętych".

- Działania te mają na celu zatrzymanie Chin daleko w tyle, jeżeli chodzi o technologie układów scalonych. Odcinają je od szeregu amerykańskich technologii potrzebnych do rozwoju chmury obliczeniowej czy zaawansowanej sztucznej inteligencji. W krótkim okresie Chiny będą mieć spore trudności z zastąpieniem ich, ponieważ nie są wstanie produkować tych układów scalonych w kraju - komentuje Chris Miller.

I dodaje: - Będą mieć ogromny problem, żeby nadgonić w rozwoju kluczowych technologii. Maszyny do produkcji czipów są jednymi z najbardziej precyzyjnych i skomplikowanych narzędzi, jakie kiedykolwiek opracowano. Dzisiaj Chińczycy nie mają prawie w ogóle własnego oprogramowania i narzędzi potrzebnych do produkcji, muszą je importować. Zajmie im bardzo dużo czasu, żeby opanować tę technologię. A żeby osiągnąć "pełną samowystarczalność", będą musieli zainwestować jeszcze dziesiątki miliardów dolarów i lata pracy.

Inwazja Tajwanu?

Dotychczas wydawało się, że scenariusz siłowego podporządkowania Tajwanu i próba przejęcia jego przemysłu czipów przez Pekin jest mało prawdopodobna oraz - szczególnie dla Chińczyków - bardzo nieopłacalna. Dla Chińskiej Republiki Ludowej oznaczałoby to światowy ostracyzm, sankcje, problemy z eksportem i pozyskiwaniem surowców energetycznych.

Opierając się na założeniu, że wojna jest zbyt kosztowna, firmy dalej inwestowały w produkcję półprzewodników na Tajwanie i w Chinach kontynentalnych (np. TSMC ma tam swoje fabryki). Tegoroczny przykład Niemiec, które w swojej energetyce postawiły na rosyjski gaz, zakładając, że dla Putina inwazja na Ukrainę też będzie nieopłacalna, pokazuje jednak - jak przekonuje Miller - że mogą się przeliczyć.

Wojna rosyjsko-ukraińska uzmysłowiła firmom i politykom, że współzależność gospodarcza nie gwarantuje pokoju.

Prezydent Xi Jinping wprawdzie wydaje się bardziej racjonalny i kalkulujący koszty niż przywódca Rosji, ale dotychczasowe restrykcyjne lockdowny covidowe w ChRL świadczą też o tym, że Chińczycy nie są już skoncentrowani wyłącznie na gospodarczym wzroście - na pierwszym miejscu stawiają teraz na bezpieczeństwo wewnętrzne.

Dlatego komentatorzy od pewnego czasu obawiają się, że dociskane przez Amerykanów do ściany Chiny mogą pokusić się o rozwiązanie problemu zdecydowanie - inwazją na swoją "zbuntowaną prowincję". Niedawno, podczas XX Zjazdu KPCh, sekretarz generalny Xi Jinping mówił w kontekście Tajwanu, że "zjednoczenie ojczyzny musi zostać osiągnięte i zostanie osiągnięte".

Na ile jednak możliwe byłoby przejęcie tamtejszego przemysłu czipów?

- Nawet jeśli Chinom udałoby się skutecznie najechać Tajwan, bardzo mało prawdopodobne, żeby przejęły nietknięte fabryki i ultraprecyzyjny sprzęt potrzebny do produkcji czipów. Raczej nie przetrwałby on inwazji - komentuje autor "Chip War".

Chodzi tu o bardzo delikatne urządzenia litograficzne w supernowoczesnych fabrykach, pełnych łatwopalnych gazów niezbędnych do konstrukcji czipów. - A nawet gdyby one przetrwały, Chiny nadal potrzebowałyby narzędzi i materiałów z Europy, Japonii oraz Stanów Zjednoczonych, żeby utrzymać produkcję. Więc to raczej mało realistyczny scenariusz, żeby udało im się po prostu zaanektować przemysł układów scalonych - dodaje.

Trudno również wyobrazić sobie, żeby Chinom udało się siłą zagarnąć zatrudnionych w tych fabrykach inżynierów i badaczy - wielu prawdopodobnie próbowałoby uciekać.

Pełne odłączenie? Fantazja

Napięcia na linii USA-Chiny stopniowo zmieniają branżę czipów: tajwańscy i koreańscy producenci, w reakcji na kolejne sankcje, nie wysyłają już najnowocześniejszego sprzętu do produkcji półprzewodników do swoich fabryk w Chinach. Dzięki rządowym dopłatom (USA chcą przeznaczyć na stymulowanie krajowej produkcji czipów 39 mld dol.) TSMC i Samsung budują fabryki układów scalonych w Arizonie i Teksasie. Tajwański potentat branży czipów otwiera też zakład w Japonii i - w ramach dywersyfikacji - rozważa kolejny w Singapurze.

Unia Europejska planuje wydać miliardy euro na dofinansowanie lokalnej produkcji czipów - celem ma być do 2030 r. wytwarzanie 20 proc. globalnej produkcji na terenie Europy (teraz to ok. 10 proc.). Korea Południowa, Japonia i Indie również chcą wydać bajońskie sumy na subsydia dla krajowych producentów.

Apple stopniowo przerzuca produkcję swoich komponentów do Wietnamu i Indii. Rozważa też - starając się utrzymać dotychczasowe przychody w Azji - sprzedaż różnych iPhone'ów: z podzespołami chińskimi, produkowanymi przez tamtejszy YMTC (Yangtze Memory Technologies Co.) tylko na rynek chiński oraz tych dla reszty świata.

Ale pełne "odłączenie" Chin, zdaniem Chrisa Millera, jest trochę polityczną fantazją, abstrakcją. Jesteśmy zbyt spleceni gospodarczo-technologicznymi zależnościami, żeby dało się je łatwo - i w pełni pokojowo - rozplątać. I tak, jak XX wiek toczył się pod znakiem rywalizacji najpierw o stal i aluminium, później o ropę i broń atomową, tak w XXI wieku będziemy konkurować o moc obliczeniową, zaklętą w krzemie przez najbardziej precyzyjne maszyny w historii ludzkości.

I dużo wskazuje na to, że będzie to gra o sumie zerowej.