ЧОМУ 90% «передових» чипів виробляється на Тайвані: історія TSMC, «силіконовий щит» і уроки для України

Чипи як «друга нафта» XXI століття

Після локдаунів 2021 року дефіцит напівпровідників паралізував цілі галузі: автовиробники скоротили випуск на мільйони машин і втратили десятки мільярдів доларів. Оцінки різняться, але йдеться про 9–11 млн авто менше лише за 2021 рік — масштаб, який добре ілюструє стратегічну роль чипів у глобальній економіці.

Чому «передові» чипи — це здебільшого Тайвань

• TSMC контролює більшість передового контрактного виробництва (3–5 нм), а Тайвань сумарно випускає приблизно 90% найскладніших мікросхем світу. Навіть найбільші бренди — Apple, Nvidia, AMD, Qualcomm — є клієнтами TSMC.
• Samsung конкурує у топ-сегменті, але поступається стабільністю якості й масштабом екосистеми. Аналітики й політики постійно наголошують: залежність США, ЄС і Китаю від тайванського вузла — питання нацбезпеки.

Заувага: точні відсотки у відкритих джерелах варіюються залежно від визначень («advanced chips», «advanced logic» тощо). Проте консенсус експертів і ключових медіа — Тайвань/TSMC домінують у найскладнішому виробництві.

Як працює чип: від транзистора до мільярдів «увімкнено/вимкнено»

У серці будь-якого мікрочипа — транзистор, «вимикач», що кодує 1 або 0, пропускаючи або блокуючи струм у напівпровіднику (переважно кремнії). Мільярди таких елементів, розкладених шарами на площі нігтя, утворюють процесор. Що менше транзистор — то енергоефективніший і продуктивніший чип. Це і є гонка за нанометрами, у якій TSMC нині випускає 3-нм серії для провідних замовників.

Чому це так складно й дорого

Виробництво напівпровідників — вершина інженерії:

• Фотолітографія EUV (екстремальне ультрафіолетове випромінювання) — ключ до 5/3-нм. Єдиний постачальник надскладних EUV-сканерів — нідерландська ASML, кожна установка коштує близько/понад $100 млн і складається з сотень тисяч деталей. Це «машини, складніші за винищувачі».
• Чисті кімнати, вода й енергія. Фаби — найчистіші простори на планеті; мікроскопічна пилинка масштабу «слона». Потрібні гігантські обсяги ультрачистої води й стабільної електроенергії, що формує височенний поріг входу. (Описані стандарти регулярно наводяться у репортажах із фабрик TSMC.)
• CAPEX та довгі цикли. Один «фаб» коштує десятки мільярдів доларів і будується роками; без державних стимулів і зрілої екосистеми економіка не зводиться.

Тайванський шлях: від «ананасів і парасольок» до TSMC

1. Політичне рішення та інституції (1970-ті). Після дипломатичних ударів і нафтової кризи Тайвань обрав ставку на високу додану вартість. Держава створила напівприватні R&D-інститути (ITRI) й побудувала «міст» між наукою та бізнесом.
2. Трансфер технологій зі США (1976). За угодою ITRI–RCA Тайвань відрядив 19 інженерів у США, які привезли повний технологічний ланцюжок виготовлення ІС. Це запустило власні прототипи й перші лінії.
3. Технопарк як «магніт» талантів і бізнесу (1980). Hsinchu Science Park — тайванська «Кремнієва долина» з податковими стимулами, землею й інфраструктурою. Саме тут виросли TSMC, UMC, MediaTek та десятки суміжних компаній.
4. Геніальна бізнес-модель Морріса Чанга (1987). Замість «робимо все самі» TSMC обрала pure-play foundry: чужий дизайн — наш «залізний» процес. Так потенційні конкуренти стали клієнтами. На старті ключовим інвестором став Philips, а держава дала половину капіталу. Далі — самопосилювальна екосистема.

Геополітика і конкуренція: чи можна «скопіювати» Тайвань

США, ЄС і Китай вливають десятки мільярдів у власні фабрики та ланцюжки постачання — від CHIPS Act до європейських програм стимулювання. Але скопіювати весь вузол одразу неможливо: десятиліття нагромадження інжинірингових практик, кадрової культури та мережі постачальників не відтворити швидко. Навіть Сполученим Штатам, де народилися чипи, доводиться поетапно вибудовувати інфраструктуру та таланти.

Війна дронів і роль напівпровідників

Український досвід показує: від захисту від FPV до засобів РЕБ і «дронів-убивць» — усе впирається у електроніку. Продуктивні, енергоефективні чипи вирішують, хто побачить першим, зманеврує швидше і влучить точніше. Саме тому доступ до передових технологій — питання виживання, а не «люкс-опція».

Що це означає для України: п’ять практичних уроків

1. Людський капітал як стрижень. Системно інвестувати в математичну, інженерну, матеріалознавчу освіту та applied R&D із ранніх етапів — від ліцеїв до PhD. Тайванський результат тримається на «культі знань» і дисципліні.
2. Міст «наука ↔ бізнес». Запускати інституції формату ITRI: держава бере на себе дорогі ризикові дослідження та ділиться результатами з приватними виробниками.
3. Кластери і парки. Створювати «спаяні» з університетами індустріальні парки з довгими податковими горизонтами, землею, енерго/водною інфраструктурою та єдиним «вікном» регуляцій. Модель Hsinchu працює.
4. Ніші, де ми сильні вже сьогодні. Мікроелектроніка для безпілотних систем, сенсори, живлення, тестування/реманфактура, «advanced packaging». Вузька спеціалізація + експорт компетенцій у кооперації із союзниками.
5. Довга державна гра. Без стабільних, багаторічних програм (а не «разових вливань») і захисту інвестицій повторити тайванський успіх неможливо.

Висновки

Тайвань перетворився на серце світової індустрії чипів завдяки поєднанню трьох речей: якісної освіти і культури праці, цільового трансферу технологій та повернення діаспори і державної політики, що зв’язала університети, R&D та приватний бізнес. Інноваційна модель TSMC — «чиста фабрика» під чужий дизайн — дала країні не просто індустрію, а геополітичний щит. Для України це нагадування: стратегія «довгих інвестицій» у знання та інженерію окупається найвищими дивідендами.