A Huawei contatou a SMIC para produzir um novo “sistema em um chip” para smartphones, chamado de Charlotte. Todas as chances estavam contra as duas empresas.
No fim de 2020, a Huawei lutava por sua sobrevivência como fabricante de celulares. Alguns meses antes, o governo do então presidente do Estados Unidos, Donald Trump, tinha golpeado a empresa chinesa com sanções que a excluíram das cadeias mundiais de fornecimento de semicondutores. As sanções impediam a fabricação dos chips projetados pela Huawei por quem não tivesse autorização, o que levou a empresa a ter dificuldades em obter novos chips para lançar aparelhos mais avançados. Como reação, a Huawei decidiu apostar em sua empresa de chips e dispositivos móveis, avaliada em US$ 67 bilhões, em uma transação complexa com a Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), uma companhia sustentada em parte pelo Estado e conhecida por sua pretensão de alcançar o nível dos principais fabricantes de chips do mundo.
Aposta no Charlotte A SMIC tinha anunciado que encontrara uma maneira de produzir chips mais avançados com o uso de equipamentos desatualizados. Os prazos seriam mais longos dos que os do fornecedor anterior da Huawei, a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Além disso, custariam mais e o processo podia não dar certo. Mas era uma esperança. A Huawei contatou a SMIC para produzir um novo “sistema em um chip” para smartphones, chamado de Charlotte. Todas as chances estavam contra as duas empresas. Em dezembro de 2020, a SMIC juntou-se à Huawei na lista de sanções dos EUA – o que significava que qualquer empresa que quisesse vender tecnologia para a SMIC precisaria da permissão de Washington. Para fabricar o Charlotte, a SMIC teria de lidar com um processo avançado com o qual não estava familiarizada e com as novas restrições para aquisição e gestão de equipamentos complexos. Um executivo de uma empresa de chips próximo à SMIC comparou a situação a “medir um elefante no escuro”. E no entanto, quase três anos depois, em agosto de 2023, um novo dispositivo da Huawei foi apresentado discretamente ao público: o celular da série Mate 60, equipado com o Charlotte – hoje conhecido como chip Kirin 9000S. Apesar dos obstáculos, o Kirin 9000S teve um desempenho comparável aos chips da Qualcomm de um ou dois anos antes, de acordo com várias equipes de testes. O Mate 60 se esgotou a uma velocidade recorde nas lojas da China, e a volta dos chips da Huawei depois de anos de sanções foi saudada com entusiasmo por nacionalistas e fãs de tecnologia. Confusão nos EUA Nos EUA, a confusão reinava sobre como a Huawei superara as sanções para conseguir produzir os chips. Jake Sullivan, conselheiro de segurança nacional, disse que os EUA precisavam obter “mais informações” sobre o Kirin 9000S. “Talvez o fato mais surpreendente a respeito desse grande avanço da Huawei é que tantos líderes do governo americano estavam claramente surpresos com ele”, escreveu Gregory Allen, diretor do Wadhwani Center for AI and Advanced Technologies, em um relatório detalhado sobre o novo smartphone da Huawei. Nem a Huawei nem a SMIC deram qualquer pista sobre como conseguiram a façanha. Mas entrevistas com dezenas de especialistas e pessoas bem informadas do setor oferecem a ideia mais precisa até o momento sobre como as empresas investiram vastos recursos no projeto, com apoio do Estado chinês, para manter sua participação no mercado – e hoje abriram a porta para avanços em tecnologias de última geração para a produção de chips de inteligência artificial. Sorte ou competência? Se elas serão capazes de manter ou não esse ímpeto vai determinar se a China conseguirá sustentar seu setor de semicondutores e conquistar supremacia tecnológica mundial em meio aos desafios geopolíticos em curso. O Kirin 9000S é a prova de que o país ainda pode competir com seus rivais, apesar das sanções? Ou será que as empresas simplesmente tiveram sorte e conseguiram algo que parecia praticamente impossível? A maioria das fontes que falaram ao Financial Times pediram que seus nomes não fossem revelados por causa dos aspectos delicados do setor de semicondutores. Máquinas menos eficientes Um dos padrões de excelência reconhecidos de maneira mais generalizada na fabricação de chips é o dos 7 nanômetros. Embora o nome seja obviamente uma referência ao tamanho do nó do processo, ele também é uma forma abreviada que o setor usa para se referir à tecnologia de ponta para produção de chips de alto desempenho que alimentam smartphones e centros de dados. O A12 que é o coração do iPhone XS da Apple e o Dojo D1 que alimenta a direção semiautônoma da Tesla são produzidos com o processo de 7 nanômetros (nm) da TSMC. O chip Kirin 9000S A SMIC ofereceu duas versões do processo de 7 nm, o N+1 e o mais avançado N+2. De acordo com várias fontes familiarizadas com a situação, o processo usado para fabricar o chip Kirin 9000S é o N+2. Mas enquanto empresas do tipo da TSMC e da Samsung usam equipamentos de litografia ultravioleta extrema (EUV na sigla em inglês) para fabricar esses chips, especialistas e analistas do setor dizem que a SMIC usou máquinas de litografia ultravioleta profunda (DUV), que são menos eficientes. “No começo, isso foi feito por causa de limitações orçamentárias”, diz um especialista em semicondutores familiarizado com a trajetória da SMIC para desenvolver a tecnologia. “O EUV é muito caro e o processo avançado da SMIC está atrasado gerações com relação aos da TSMC, o que a deixou sem muitos clientes e receitas.” A litografia, por meio da qual circuitos elétricos são gravados em pastilhas de silício, é fundamental para a fabricação de chips. Máquinas de litografia mais avançadas oferecem uma resolução maior, o que significa linhas mais finas e mais detalhes e permite que os chips sejam menores. Os dois tipos de máquinas podem realizar processos de 7 nm, mas o EUV é mais eficiente e preciso e, com isso, tem menos desperdício. A SMIC usou máquinas de DUV para repetir as etapas de fabricação de chips que outras empresas faziam com unidades de EUV, para aumentar a densidade dos transistores. Mas isso teve um efeito negativo na taxa de rendimento, que mede a proporção entre chips que funcionam e chips defeituosos em cada pastilha de silício. Custo mais elevado De acordo com a ASML, fabricante holandesa de máquinas de litografia, são necessárias 34 passos de litografia para chegar a 7 nm em máquinas de DUV e apenas 9 passos com as de EUV. Os passos a mais resultam em custos de produção mais elevados e taxas de rendimento mais baixas. A cada passo adicional, mais chips seriam jogados fora e os custos com equipamentos subiriam, segundo explica Brady Wang, analista da área de semicondutores da empresa de pesquisa de mercado Counterpoint. Também haveria um consumo mais alto de componentes e materiais. Mas o que começou como um recurso para controlar o orçamento tornou-se uma necessidade depois que a entrega do equipamento de EUV que a SMIC encomendara da ASML em 2019 foi bloqueada, segundo três fontes a par da situação. A máquina de litografia avançada está sujeita às regras do Acordo de Wassenaar, um pacto multilateral de controle de exportação de que participam mais de 40 países e tem como objetivo restringir a venda de produtos que podem ter também uso militar. Duas fontes próximas aos fornecedores da SMIC dizem que a empresa conseguiu juntar equipamentos de fábricas existentes e outros recebidos antes das sanções de Washington para manter a linha de produção de 7 nm em operação. Mas isso ainda a deixou sem o suporte adicional que a ASML costuma oferecer aos clientes de máquinas altamente complexas. “A situação é dura”, diz um executivo de uma empresa de chips próximo à SMIC. “Basicamente, não há atualizações de software nem engenheiros para fazer serviços de manutenção nos equipamentos de fábrica.” Allen conta que autoridades americanas ficaram surpresas com o fato de a SMIC ter conseguido adquirir as peças sobressalentes e os serviços técnicos necessários para manter sua unidade de produção de 7 nm operacional mesmo depois da entrada em vigor dos controles de exportação. Possível violação das restrições Fontes bem informadas dos bastidores do setor e próximas à SMIC reconhecem que é possível que a obtenção de alguns dos equipamentos tenha violado os controles de exportação. Segundo a Reuters, a fabricante americana de equipamentos para semicondutores Applied Materials já está sob investigação por suspeita de violação das restrições à exportação. Em um comunicado aos serviços noticiosos, a Applied Materials informou que “está cooperando com o governo e continua comprometida com a observância das leis internacionais, entre elas as de controles de exportação e regulamentações do comércio”. A empresa não respondeu a um pedido de comentários sobre o assunto. A Huawei serviu de cobaia das linhas de produção de 7nm aperfeiçoadas da SMIC. Mas a fabricante de celulares trouxe receitas e validação para a SMIC e teve um papel crucial na redefinição de várias facetas da linha de produção, de acordo com três fontes internas familiarizadas com as instalações da SMIC. “Os engenheiros da Huawei podem ser vistos em todos os cantos da fábrica da SMIC em Xangai”, diz uma delas. A SMIC também procurou ajuda fora do país. Os americanos estão proibidos de trabalhar para fabricantes chineses de chips avançados, por conta dos controles de exportação, mas segundo dois engenheiros de chips familiarizados com a empresa, ela também empregou especialistas de Taiwan, Japão, Coreia do Sul e Alemanha, em uma tentativa de melhorar a produtividade. “Esses especialistas estrangeiros trazem conhecimento técnico sobre processos avançados que ganharam em outras fundições”, diz um dos engenheiros. “O processo de 7 nm tem milhares de etapas para serem melhoradas”, afirma o segundo engenheiro. “Já nas primeiras horas das manhãs, eu tinha de atender o telefone na fábrica porque a chamada poderia dizer respeito a uma ou duas melhorias críticas.” De acordo com uma fonte que conhece bem a equipe de design de chips da Huawei, quando a SMIC recebeu a encomenda do Kirin 9000S, ela não tinha uma equipe capaz de ajudar os engenheiros de design de chips a adaptarem seus projetos às especificações de processo de fundições diferentes. A Huawei precisou fazer a adaptação por sua conta. As taxas de rendimento da produção do Kirin 9000S continuam envoltas em mistério, e nem a Huawei nem a SMIC faz quaisquer declarações públicas sobre o assunto. Uma fonte próxima da produção desse chip, nos seus primeiros dias, diz que o Kirin 9000S conseguiu uma taxa de rendimento de mais de 30% durante a arriscada fase de produção em volume, a etapa anterior à produção em massa. A fonte descreve esse resultado como um “número positivo em condições difíceis”, mas observa que ele significa “um aumento de custo de pelo menos duas vezes em comparação com uma linha de produção com uma taxa de rendimento de 90%, o marco ideal para a fabricação de chips de dispositivos móveis”.
US$ 948 milhões do governo chinês Especialistas do setor acreditam que o aporte de recursos do Estado permitiu compensar os custos excessivos de produção dos chips. A Huawei recebeu 6,55 bilhões de yuans (US$ 948 milhões) do governo chinês em 2022, mais do que o dobro do montante do ano anterior, de acordo com o relatório anual da empresa. A SMIC recebeu 6,88 bilhões de yuans em subsídios estatais ao longo dos últimos três anos, e teve apoio adicional do Fundo de Investimento da Indústria de Circuitos Integrados da China como um dos principais acionistas. “Aparentemente, o Estado chinês decidiu que vale a pena pagar a enorme conta desse esforço”, afirma Douglas Fuller, especialista no setor de semicondutores da China. Próxima parada: inteligência artificial O Kirin 9000S causou sensação na China e permitiu à Huawei recuperar a participação de mercado que perdera. Especialistas do setor preveem que a empresa aumentará a produção de smartphones equipados com chips Kirin; Jeff Pu, analista da Haitong International Securities, estima que até 70 milhões de smartphones com o Kirin podem ser fabricados até o fim de 2024. Contudo, a SMIC e a Huawei ampliaram suas ambições e traçaram um plano para aumentar a produção de chips para sistemas de inteligência artificial, em resposta às restrições cada vez mais rigorosas impostas por Washington às vendas de chips de alto desempenho para a China. Executivos de gigantes chinesas da internet, como Tencent e Alibaba, reconhecem as dificuldades que enfrentam para a obtenção de chips de alto desempenho, o que as levou a analisar alternativas locais de fornecimento. A série Ascend de chips de inteligência artificial da Huawei tem sido elogiada por analistas do setor e apontada como possível substituta das unidades de processamento gráfico da Nvidia, embora seu desempenho com um todo seja inferior ao do grupo americano. Até a introdução das sanções, em maio de 2020, a Huawei vendia chips de IA Ascend fabricados pela TSMC. Hoje, várias fontes próximas à empresa dizem que ela revitalizou as linhas de produtos, com chips de centros de dados recém-projetados e fabricados pela SMIC. Três fontes próximas à Huawei contam que as gigantes da internet Tencent, Baidu e Meituan compraram chips Ascend 910B da Huawei para testes em pequena escala. Duas fontes próximas à SMIC afirmam que ela já trabalha na expansão da capacidade de produção de 7 nm para as encomendas antecipadas de chips da Huawei e no desenvolvimento do nó de processo de 5 nm mais avançado. A meta de produção do Ascend 910B para o ano que vem mais do que dobrou em comparação com 2023, com mais de 200 mil chips programados para serem produzidos, segundo as duas fontes. Mas a Huawei e a SMIC ainda precisam superar alguns desafios significativos no processo de fabricação de chips para centros de dados antes de que possam começar a tirar participação de mercado da Nvidia. Os chips de inteligência artificial são maiores do que os processadores de smartphones e, portanto, têm mais probabilidade de apresentarem defeitos por causa de erros de produção. De acordo com uma fonte familiarizada com o lado da produção, a taxa de rendimento atual dos chips Ascend 910B da Huawei é de pouco mais de 20%, o que significa que quase quatro em cada cinco chips produzidos são defeituosos. Acredita-se que a SMIC terá mais dificuldade para expandir sua produção do que há três anos, por causa das restrições impostas por EUA, Japão e Holanda. As máquinas de DUV mais avançadas da ASML, que a SMIC utiliza tanto para chips avançados como para chips mais antigos, foram incluídas nos controles de exportação da Holanda e dos EUA. A ASML declarou que “cumpre todas as regras e regulamentações de controle de exportação aplicáveis” e seus clientes estão cientes de que, a partir de 2024, é “pouco provável que recebamos licenças de exportação desses sistemas para envio a clientes chineses no país”. Mas fornecedores da SMIC informam que a empresa recebeu um novo lote de máquinas de DUV avançadas da ASML antes de os EUA endurecerem os controles de exportação, o que significa que um aumento na produção e no desenvolvimento tecnológico ainda será possível ao longo dos próximos dois a três anos. “Muitos dos equipamentos aqui ainda são produtos americanos e japoneses que a SMIC estocou em 2020”, diz uma das fontes. Mesmo assim, especialistas e analistas do setor acreditam que a SMIC pode ficar sem serviços de manutenção de equipamentos e suprimentos de materiais antes de que possa fabricar chips avançados. “Alguns estoques de peças de máquinas se esgotarão em dois ou três anos, sem peças de reposição originárias de empresas locais e com uma parcela mínima de compras no mercado negro”, afirma Leslie Wu, consultor independente sobre o setor de semicondutores da China. “Não há uma resposta adequada para as restrições de componentes”, diz ele. “Seria um problema enorme… [se] as peças em estoque acabarem antes de que surjam alternativas nacionais.” A Huawei e a SMIC não responderam a pedidos de comentários. Campeões nacionais Tanto a Huawei como a SMIC podem pelo menos ter a certeza do apoio estatal enquanto tentam acompanhar o ritmo dos líderes do setor. Uma autoridade do governo da área de elaboração de políticas para o setor de semicondutores afirma que o objetivo atual é estabelecer linhas de produção para chips de última geração “a todo custo”. “Uma cadeia de fornecimento de chips estável é a espinha dorsal dos sistemas de computação de alto desempenho… crucial para o setor de computação de alto desempenho da China manter seu ímpeto de desenvolvimento, em particular com as tensões comerciais em curso e as restrições impostas pelo governo dos EUA”, diz a autoridade. A partir da criação do Fundo de Investimento da Indústria de Circuitos Integrados da China, em 2014, Pequim estimulou seu setor de microchips com recursos estatais. O fundo de investimento acumulou colossais US$ 47 bilhões ao longo da última década e a previsão é de que levante US$ 41 bilhões adicionais, reforçando ainda mais a busca da China pela autossuficiência tecnológica. Um relatório da empresa de pesquisa JW Insights, que analisou o investimento governamental em 25 províncias e regiões, revelou que o governo despejou US$ 290,8 bilhões em setores ligados a semicondutores em 2021 e 2022, com um terço destinado a equipamentos para semicondutores e materiais. O raciocínio por trás desse investimento maciço é simples: libertar-se da pesada dependência das importações, ganhar uma posição mais forte nas cadeias mundiais de fornecimento e tirar dos EUA a capacidade de paralisar uma parte considerável das economias industrial e de defesa da China. “Se você importa a maior parte dos seus chips, você não é uma superpotência manufatureira”, diz Chris Miller, autor de “Chip War” (“A guerra dos chips”, na edição brasileira). “Você está apenas montando componentes de alto valor produzidos em outro lugar.” O Ministério da Segurança do Estado da China parece concordar. “Só se tivermos as tecnologias essenciais nas nossas mãos é que poderemos verdadeiramente tomar a iniciativa na concorrência e no desenvolvimento, e garantir de maneira fundamental a segurança nacional, na economia, na defesa e em muito mais”, escreveu em sua conta no WeChat. Esta aspiração a escapar da dependência da tecnologia estrangeira recai sobre os ombros da Huawei e da SMIC. O lançamento bem-sucedido do Kirin 9000S injetou novo dinamismo no setor de semicondutores e executivos relatam que as startups de chips assistem a uma disparada na oferta de recursos. Mas as ambições de longo prazo da Huawei não se limitam aos mercados na órbita da China. O apelido original do Kirin 9000S – Charlotte – é um símbolo dessas esperanças. O nome não é uma homenagem a uma pessoa, mas à cidade, que fica na Carolina do Norte. Fontes bem informadas do setor dizem que outros semicondutores para celulares em desenvolvimento também recebem internamente nomes de cidades dos EUA. Usar nomes americanos, segundo um funcionário da Huawei, reflete “nosso desejo de um dia recuperar nosso lugar na cadeia de fornecimento mundial”. (Tradução Lilian Carmona)
FONTE:
https://valor.globo.com/empresas/noticia/2023/12/02/ft-como-a-huawei-surpreendeu-os-eua-com-um-chip-de-ltima-gerao-fabricado-na-china.ghtml