Samowystarczalność w produkcji układów scalonych? Chodzi o strategiczne bezpieczeństwo Polski

Wojna na Ukrainie - raport specjalny Defence24.pl

Prace nad stworzeniem w Polsce miejsca pozwalającego na projektowanie i produkcję scalonych układów półprzewodnikowych trwają tak naprawdę od 2016 roku. Uznano wtedy, że w ważnych urządzeniach nie może być elementów, które stanowią swoistą „czarną skrzynkę" i które mogą wprowadzić intencyjne zakłócenia lub nawet doprowadzić do przerwania pracy. Przy obecnie produkowanych, skomplikowanych układach scalonych jest bowiem bardzo trudno sprawdzić w nich wszystkie połączenia i dodatkowe elementy wprowadzone na etapie produkcji bez wiedzy zamawiającego i odbiorcy.

Między innymi właśnie by uzyskać samowystarczalność w tej dziedzinie postanowiono stworzyć w ramach projektu współfinansowanego przez Unię Europejską sieć pięciu laboratoriów zlokalizowanych w Warszawie, wyposażonych w najnowocześniejsze urządzenia oraz niezbędną infrastrukturę.

Laboratoria te weszły w skład Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT i mają „prowadzić prace badawczo-rozwojowe nad nowymi, posiadającymi potencjał komercyjny, technologiami, które będą miały wpływ na rozwój gospodarki i sukces ekonomiczny Polski". O wadze jaką nadano całemu przedsięwzięciu może świadczyć fakt, że jest ona obecnie uznawana za „jedną z największych inwestycji w dziedzinie badań i rozwoju w obszarze tzw. wysokich technologii w Polsce".

Ważnym celem projektu CEZAMAT było „stworzenie platformy integrującej środowisko badawcze, która umożliwi interdyscyplinarny rozwój badań nad nowoczesnymi materiałami i technologiami". By ułatwić realizację tego projektu stworzono konsorcjum zapewniające wsparcie i stałą współpracę z najlepszymi, polskimi ośrodkami naukowymi. W jego skład wchodzą: Politechnika Warszawska (jako lider), Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, Instytut Technologii Elektronowej, Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Uniwersytet Warszawski i Wojskowa Akademia Techniczna.

Przy tworzeniu CEZAMAT-u od razu założono, że nie chodzi jedynie o zbudowanie infrastruktury badawczej tylko dla „wspólnego prowadzenia badań naukowych i prac rozwojowych na najwyższym światowym poziomie". Zadaniem CEZAMAT-u ma być bowiem przede wszystkim upowszechnienie i wdrażanie nowoczesnych technologii oraz „komercjalizacja wypracowanych pomysłów". Centrum ma być dodatkowo „ośrodkiem stymulującym współpracę pomiędzy mazowieckimi i krajowymi ośrodkami naukowo-badawczymi, biznesem oraz wspiera działania na rzecz rozwoju regionu".

Co już zrobiono?

CEZAMAT to nie jest tylko projekt, ale inwestycja w dużej części już zrealizowana. Ogromny zakres prac jest szczególnie widoczny w Laboratorium Centralnym, zbudowanym w Warszawie na terenie Politechniki Warszawskiej przy ulicy Poleczki. W powstałym kompleksie o powierzchni około 32 tysięcy metrów kwadratowych stworzono bowiem unikalny w Europie kompleks wysoko specjalistycznych laboratoriów o unikatowych kompetencjach zgrupowanych w jednym miejscu.

To właśnie tam zapewniono warunki do bezpiecznego opracowywania i wprowadzania nowych, polskich układów scalonych. W tym celu stworzono m.in. pomieszczenia laboratoryjne typu cleanroom, pozbawione pyłów, zanieczyszczeń chemicznych i mikroorganizmów. Wymagało to zaprojektowania specjalnego układu obiegu powietrza, którego czystość zapewnia kompleks filtrów. Zadbano także o zminimalizowanie drgań, o kontrolę temperatury, wilgotności powietrza, rodzaju światła a nawet odpowiednią jakość systemu zasilania w energię elektryczną (w taki sposób, by nie wpływały one na odczyty bardzo czułej aparatury pomiarowej).

Inwestycja była finansowana z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013. Prace nad projektem CEZAMAT rozpoczęły się 19 grudnia 2007 odpowiednią uchwałą Senatu Politechniki Warszawskiej. Konsorcjum CEZAMAT zostało założone rok później - 19 grudnia 2008 roku. Komisja Europejska potwierdziła finansowanie 13 września 2013, a kamień węgielny pod Laboratorium Centralne położono 10 września 2014.

Budowa została oficjalnie zakończona 31 października 2016 roku. To właśnie wtedy rozpoczęto starania o przygotowanie już gotowego laboratorium do małoskalowej produkcji układów scalonych i półprzewodników. Uznano bowiem, że z bezpiecznymi układami elektronicznymi ma się do czynienia dopiero, gdy kontroluje się cały proces ich wytwarzania: od projektowania układów scalonych do ich złożonego procesu produkcyjnego. By to stało się możliwe CEZAMAT potrzebuje około 4-5 lat i około 500 milionów złotych według cen z 2020 roku (na zakup odpowiednich maszyn).

Inwestycja ta jednak zwróciłaby się bardzo szybko, a dodatkowo zapewniłaby bezpieczeństwo - szczególnie przy realizowaniu projektów związanych z modernizacja Sił Zbrojnych. W ramach programu Narew planuje się np. przenieść do Polski produkcję rakiet przeciwlotniczych krótkiego zasięgu CAMM. Pełną kontrolę nad systemem uzyska się jednak dopiero wtedy, gdy będzie się w stanie samemu projektować i produkować wykorzystywane do produkcji pocisków półprzewodnikowe układy scalone.

Pomysł polonizacji produkcji „czipów" jest oficjalnie popierany przez wszystkich. Jednak brak jest woli, by całemu projektowi nadać odpowiedni priorytet i zapewnić finansowanie. Sprawa stanęła więc praktycznie w miejscu tuż przed dojściem do mety. Co gorsza nie chodzi jedynie o wsparcie ze strony polityków, ale również od wojska i polskiego przemysłu elektronicznego. Okazuje się bowiem, że obie te strony w rzeczywistości nie są zainteresowane samowystarczalnością w produkcji układów scalonych wiedząc, że wymagać to będzie o wiele większych zabiegów niż przy zakupie gotowych, zagranicznych „scalaków" z półki. Nawet, jeżeli byłyby one produkowane w Chinach.

Tymczasem pełne uruchomienie możliwości CEZAMAT-u może przynieść korzyści nie tylko poprzez dostawy dla polskiego przemysłu. Zainteresowanie bezpiecznymi układami półprzewodnikowymi jest bowiem w całej Europie. Liczba europejskich przedsiębiorstw, które są w stanie zapewnić taką samowystarczalność jest bowiem niewielka. CEZAMAT może więc wejść w tą niszę, którą przez opóźnianie decyzji prędzej czy później ktoś zabezpieczy.

Zupełnie inaczej jest w Stanach Zjednoczonych, gdzie wreszcie zrozumiano, że dla zachowania kontroli nad swoimi systemami trzeba dokładnie wiedzieć, co znajduje się w środku, i to w odniesieniu do każdego elementu.

USA - Samowystarczalność półprzewodnikowa sprawą państwową

Kiedy 9 sierpnia 2022 roku prezydent Joe Biden podpisał  prawo „Chips and Science Act", w Stanów Zjednoczonych automatycznie nastąpiło przyśpieszenie prac nad odzyskaniem pełnej samowystarczalności w produkcji półprzewodników.  

„Dziś podpisuję ustawę CHIPS and Science Act. Jest to prawo na pokolenia, które inwestuje w Ameryce, zwiększając nasze wysiłki na rzecz wytwarzania półprzewodników tutaj, w domu. Dziś oznacza bezpieczniejszą gospodarkę, miejsca pracy i silniejszą przyszłość dla naszego narodu. Ameryka nadchodzi.
Joe Biden, prezydent Stanów Zjednoczonych, 9 sierpnia 2022 roku

Amerykanie uznali w ten sposób, że poprzez zwiększenie produkcji układów półprzewodnikowych, zostaną wyeliminowane słabe punkty łańcucha dostaw, dzięki czemu zapewni się bezpieczeństwo gospodarcze Stanów Zjednoczonych. Automatycznie będzie można wyprodukować więcej towarów, nastąpi ożywienie badań naukowych, a także uzyska się pełną kontrolę nad wytwarzanymi systemami elektronicznymi.

O skali przedsięwzięcia może świadczyć fakt, że wdrożenie w życie ustawy „The CHIPS and Science Act" ma być związane m.in. z:

• przeznaczeniem w ciągu pięciu lat środków w wysokości 52,7 miliardów dolarów na sfinansowanie dotacji, pożyczek, gwarancji kredytowych i innych programów zachęcających do produkcji półprzewodników w Stanach Zjednoczonych;
• wprowadzeniem nowej, 25-procentowej ulgi podatkowej na inwestycje w zakłady produkujące półprzewodniki w Stanach Zjednoczonych;
• ograniczenia rozbudowy mocy produkcyjnych w Chinach, poprzez zakaz dla beneficjentów ustawy „CHIPS" rozszerzania produkcji półprzewodników w Chinach przez okres dziesięciu lat (z wyjątkiem produkcji starszych układów). Dla odbiorców finansowania „CHIPS" przepisy nakładają również obowiązek powiadamiania o planowanych transakcjach w Chinach i dają prawo do przeglądu takich transakcji przez agencje, organy kontrolne, itp.
• zatwierdzenie 170 miliardów dolarów w ciągu najbliższych pięciu lat na programy badawczo-rozwojowe, w tym na finansowanie badań i rozwoju w dziedzinach takich jak sztuczna inteligencja, przechowywanie danych i robotyka.

Prezydent Andrzej Duda, który wizytował CEZAMAT, był pod wrażeniem zrealizowanej tam inwestycji i poparł pomysł uzyskania samowystarczalności Polski w produkcji układów półprzewodnikowych. Jednak jak dotąd takiej ustawy, jaką podpisał ostatnio Joe Biden, nikt w polskim Parlamencie jak na razie nie przygotował.