Wyzwania i osiągnięcia polskiego przemysłu półprzewodnikowego

— Rynek półprzewodników w Polsce, szczególnie w zakresie produkcji prostych elementów krzemowych, pozostał w dużej mierze niezmieniony od czasów PRL. Wyjątkiem jest firma Vigo, która od wielu lat specjalizuje się w produkcji niestandardowych, niesilikonowych półprzewodników. Te specjalistyczne komponenty, charakteryzujące się wąską przerwą energetyczną, znajdują zastosowanie głównie w konstrukcji fotodetektorów pracujących w zakresie podczerwieni. Vigo, jako jedyna firma w Polsce, osiągnęła poziom technologiczny pozwalający na obsługę klientów na całym świecie, stając się tym samym naszą wizytówką na rynku półprzewodników — mówi dr hab. inż. Mariusz Sochacki, prof. uczelni Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW.

Rozwój technologii azotkowych i fotoniki w Polsce

— Polskie przedsiębiorstwa działające w sektorze półprzewodników napotykają na znaczące ograniczenia w zakresie rozwoju. Szanse na sukces mają tak naprawdę jedynie te firmy, które specjalizują się w projektowaniu przyrządów półprzewodnikowych, układów elektronicznych oraz układów scalonych opartych na technologii krzemowej.

Mariusz Sochacki zaznacza, że w naszym kraju istnieje kilka młodych firm z dużym potencjałem, zatrudniających specjalistów i absolwentów uczelni technicznych: — Skupiają się one na projektowaniu układów elektronicznych i rozwijają branżę związaną z fotoniką, która stanowi ważny segment przemysłu półprzewodnikowego. 

Na ścieżkę innowacji, eksplorując nowe możliwości w sektorze półprzewodników niekrzemowych i azotkowych polskie przedsiębiorstwa wkroczyły po 2022 roku.

— Nasz kraj wykazuje duży potencjał w dziedzinie półprzewodników azotkowych, które są stosowane w przetwarzaniu energii elektrycznej oraz w konstrukcji urządzeń o wysokiej efektywności energetycznej. W kontekście tych technologii realizowane są działania B&R wspierane przez Sieć Badawczą Łukasiewicz, w tym konkretnie przez Instytuty: Mikroelektroniki i Fotoniki oraz Wysokich Ciśnień. Inicjatywy te skupiają się na rozwijaniu technologii azotkowych, z obecnie toczącymi się rozmowami na temat utworzenia europejskiego konsorcjum, gdzie Polska mogłaby pełnić funkcję Centrum B&R. Kluczowym zamierzeniem tego przedsięwzięcia jest opracowanie linii pilotażowych dla innowacyjnych przyrządów stosowanych w elektrotechnice, z naciskiem na przetwarzanie energii elektrycznej w kontekście elektromobilności i odnawialnych źródeł energii.

Raport ESPAS a rzeczywistość polskiego sektora półprzewodnikowego

Zgodnie z raportem ESPAS, 'Global Semiconductor Trends and the Future of EU Chip Capabilities - 2022', Unia Europejska, w tym Polska, stoją przed szansą wzmocnienia swojej pozycji na globalnym rynku półprzewodników. 

— Obecna sytuacja geopolityczna na świecie rzeczywiście sugeruje, że znacząca część produkcji półprzewodników może zostać przeniesiona na kontynenty amerykański i europejski. Trzeba jednak zaznaczyć, że raport ESPAS koncentruje się na aktualnych trendach w polityce światowej oraz strategiach przyjmowanych przez wiodące globalne korporacje. Nasz wpływ na te procesy jest ograniczony, głównie z powodu braku zainteresowania ze strony polskich władz. 

Mariusz Sochacki podkreśla, że mimo iż raport zwraca uwagę na znaczne możliwości rozwoju sektora półprzewodnikowego w Polsce, to jednak nie spowodował on żadnych deklaracji ze strony polskiego rządu dotyczących przygotowania strategii dla rozwoju tego przemysłu.

— Od lat 90. nie powstał żaden dokument, który by regulował tę kwestię w jakikolwiek sposób. Brak jasnej strategii działania przekłada się na wiele aspektów, począwszy od edukacji – brakuje specjalistycznych kierunków kształcących w zakresie projektowania i produkcji półprzewodników – po brak wsparcia dla polskich firm z tej branży. Wszystko to uniemożliwia rozwój tak wymagającego sektora, jakim jest rynek półprzewodników.

Rola rządu i Unii Europejskiej w rozwoju polskiego sektora półprzewodnikowego

— Kluczowe dla rozwoju technologii półprzewodnikowych w Polsce jest posiadanie klarownych i dobrze udokumentowanych deklaracji rządowych. Uczestniczyłem wielokrotnie w spotkaniach w Ministerstwie Rozwoju i Technologii, gdzie omawiano strategie rozwoju tej branży. Reprezentanci Unii Europejskiej, obecni na tych posiedzeniach, podkreślali, że alokacja środków z Krajowego Planu Odbudowy (KPO) zależy bezpośrednio od zobowiązań rządowych do finansowania tego typu inwestycji. 

Ostatnie tendencje wskazują na zauważalną zmianę w dynamice konkurencji na rynku półprzewodników w Europie Środkowo-Wschodniej. 

— Z niepokojem odnotowuję, że konkurencja w regionie Europy Środkowo-Wschodniej intensyfikuje się, głównie dzięki rosnącemu potencjałowi i możliwościom tych krajów. Jest to szczególnie widoczne w przypadku Czech oraz Rumunii, a w przyszłości może dotyczyć również Bułgarii. Polska nie jest więc jedynym krajem rozważanym do lokalizacji nowych fabryk półprzewodnikowych. 

Inwestycja Intela w Polsce

Mariusz Sochacki zwraca uwagę na fakt, że technologia Intela w Polsce będzie koncentrowała się na tzw. 'back-endach', czyli przede wszystkim na montażu i pakowaniu gotowych chipów. — Choć technologie montażowe są ważne, nigdy nie będą dominujące w branży półprzewodników, ponieważ są one końcowym etapem produkcji, przygotowującym produkt do sprzedaży. Polska staje się niestety atrakcyjnym miejscem tylko dla 'montowni' na skalę światową i europejską, co już zaobserwowano w przypadku produkcji dekoderów, odbiorników TV i innego sprzętu elektronicznego. 

Inwestycja amerykańskiego giganta pod Wrocławiem może stworzyć nowe możliwości dla lokalnych firm z sektora elektronicznego. 

— Zwłaszcza jako potencjalnych dostawców różnorodnych materiałów. Jednakże możliwości te zależeć będą w dużej mierze od strategii i polityki Intela. Z doświadczenia wiem, że firmy często korzystają z usług sprawdzonych i wiarygodnych dostawców z różnych części świata. Obawiam się, że w przypadku amerykańskiego konsorcjum może być podobnie. Zanim firma taka jak Intel zaufa możliwościom i potencjałowi polskich przedsiębiorców, może przez wiele lat korzystać z usług obecnych dostawców. 

Czy w takim razie tezy, że nowa fabryka Intela stanie się katalizatorem odrodzenia rynku półprzewodników w Polsce, są zbyt optymistyczne? 

— Z pewnością fabryka ta przyczyni się do rozwoju polskiego sektora półprzewodnikowego, ale głównie poprzez tworzenie nowych miejsc pracy. Bardzo prawdopodobne jest bowiem, że w wyniku tej inwestycji, wiele przedsiębiorstw współpracujących z Intelem zacznie rozważać przeniesienie swoich działów do Polski lub innych krajów Europy Środkowo-Wschodniej. 

Rządowe programy wsparcia dla polskiego przemysłu półprzewodnikowego

Ożywieniu sektora półprzewodników w Polsce mają służyć rządowe programy wspierający inwestycje, które przyczyniają się do zwiększenia innowacyjności i konkurencyjności polskiej gospodarki. 

— Obecnie mamy do czynienia ze wstępnymi zarysami polityki i projektów dotyczących technologii półprzewodnikowych w Polsce. Ich dalszy rozwój będzie zależał od skutecznej implementacji tych planów. Kolejnym krokiem powinno być wprowadzenie konkretnych aktów wykonawczych, które umożliwią rozwój specyficznych obszarów, takich jak edukacja w zakresie projektowania układów scalonych czy wsparcie dla małych i średnich przedsiębiorstw w tej dziedzinie. Cieszę się, że pojawiają się takie deklaracje, ponieważ przez ostatnie kilka dekad nie zanotowano większego postępu w tej dziedzinie. To daje pewne nadzieje, choć nadal pozostaję ostrożny i uważam, że są to na razie tylko wstępne zapowiedzi. 

Rekonfiguracja globalnego rynku półprzewodników: skutki pandemii i wojny

Światowy rynek półprzewodników doświadczył znaczących wstrząsów w wyniku pandemii COVID-19 oraz wojny na Ukrainie. 

— Teraz z tych zdarzeń możemy wyciągnąć dwa istotne wnioski. Po pierwsze, nastąpiła dywersyfikacja w przenoszeniu produkcji półprzewodników z Dalekiego Wschodu do innych lokalizacji, głównie w USA i Europie. Chodzi o coś więcej niż tylko plany czy zapowiedzi. Mamy do czynienia z rzeczywistymi programami, które finansowo wspierają rozwój dużych instytutów badawczych i firm półprzewodnikowych. Inicjatywy te, zabezpieczone konkretnymi budżetami, są realizowane zarówno w Europie, jak i w Stanach Zjednoczonych. Trend ten jest już nieodwracalny i z perspektywy Polski oraz Europy wydaje się bardzo korzystny. Po drugie, patrząc na wskaźniki ekonomiczne, znajdujemy się w momencie stopniowego wychodzenia z kryzysu. Jeśli nie dojdzie do kolejnych nieprzewidzianych wydarzeń, powinniśmy obserwować umiarkowany, ale dynamiczny wzrost. 

Monopol w energetyce i blokady prawne w technologii V2G

Według Mariusza Sochackiego głównym czynnikiem hamującym rozwój przemysłu półprzewodnikowego i elektronicznego w Polsce, szczególnie w sektorach związanych z energią i odnawialnymi źródłami energii, jest dominacja dużych korporacji oraz państwa w branży energetycznej.

— Rozumiem znaczenie bezpieczeństwa w telekomunikacji i energetyce, gdzie pewne aspekty muszą pozostać pod ścisłą kontrolą. To kwestie zrozumiałe, szczególnie dla specjalistów IT. Jednak dla tych, którzy zajmują się implementacją sprzętowych rozwiązań i modernizacją sieci przesyłowych oraz całego systemu energetycznego, monopol w branży znacząco ogranicza działania, spowalniając je niemal do zera. Bez liberalizacji rynku energetycznego, w tym dostępu do usług i możliwości wykorzystania linii niskiego napięcia, zmiany w taryfikacji energii pozostają ograniczone. Sprawia to, że Polska pozostaje daleko w tyle za innymi krajami pod względem innowacji i efektywności w sektorze energetycznym. Prowadzi to do dwóch negatywnych konsekwencji: zmniejszenia zainteresowania prywatnych przedsiębiorstw w inwestowanie w nowe technologie oraz, co istotne, obniżenia bezpieczeństwa sieci energetycznych.

Mariusz Sochacki zwraca uwagę na fakt, że polska energetyka stoi przed wieloma wyzwaniami, które są ściśle związane z rozwojem rynku półprzewodnikowego. 

— Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, jak ściśle branża półprzewodnikowa powiązana jest z sektorem energetycznym. Firmy, które dostrzegają te powiązania, mogą skutecznie inwestować w obiecujące technologie, które z kolei mogą zrewolucjonizować nie tylko sektor energetyczny, ale i inne powiązane branże.

Kluczowym elementem nowoczesnych systemów energetycznych staje się rozwój technologii magazynowania energii, zwłaszcza w kontekście wykorzystania samochodów elektrycznych.

— Należy zwrócić uwagę na globalne dążenia do magazynowania energii, co jest kluczowe dla zarządzania nią. Koncepcja samochodu elektrycznego, powiązana z ekosystemem energetycznym, obejmuje nie tylko produkcję energii (np. przez fotowoltaikę), ale także jej magazynowanie, przy czym to właśnie samochody elektryczne są doskonałymi 'magazynkami'. Możliwość dwukierunkowego ładowania akumulatorów to światowy trend, który w Polsce jest zablokowany przepisami prawnymi. Ta technologia, znana jako V2G (Vehicle-to-Grid), pozwala samochodom elektrycznym nie tylko pobierać energię z sieci do ładowania baterii, ale również oddawać ją z powrotem, co może pomóc w stabilizacji sieci energetycznej, szczególnie w okresach wysokiego zapotrzebowania na prąd. W porównaniu do Francji, Wielkiej Brytanii, Chin czy USA, gdzie rozwój i implementacja technologii V2G jest już na zaawansowanym etapie, wspierana przez odpowiednie regulacje prawne oraz programy pilotażowe, Polska nie prowadzi jeszcze żadnych działań umożliwiających wykorzystanie potencjału tej technologii. 

Zapraszamy na TEK.day Wrocław, 14 marca 2024. Zapisz się już dziś!