صحيح أن عوامل عدة أدت إلى ذلك النقص في سلاسل الإمداد والتوريد الخاصة بـ"أشباه الموصلات"، بداية من تفشي وباء كورونا، والإغلاقات العالمية الناتجة عنه، وما تسببت فيه من تعطيل لسلاسل الإمداد والتوريد، إضافة لتعرض أحد أكبر المصانع اليابانية المتخصصة في إنتاج أشباه الموصلات لحريق في مارس 2021، ما أدى إلى توقف حركة الإنتاج فيه لما لا يقل عن 120 يوماً، لكن بوادر الأزمة الحقيقية في نقص الرقائق الإلكترونية بدأت حتى من قبل أن يحل وباء كورونا على العالم.
ما هي أشباه الموصلات؟
في الهواتف المحمولة والسيارات والأجهزة الإلكترونية وحتى الأسلحة وصناعات أخرى عديدة، تعد "أشباه الموصلات" مكوناً رئيساً في تصنيعها، فهي تعمل على نقل التيار الكهربائي عن طريق سيل من الإلكترونات المتجهة نحو القطب الموجب، مصحوباً بسيل من الفجوات ذات الشحنة الموجبة المتجهة إلى القطب السالب.
وينتقل التيار الكهربائي عبر "أشباه الموصلات" بصعوبة، إذ يجري التحكم في درجة توصيلها للكهرباء من خلال إضافة عناصر أخرى بكميات مختلفة، في ما يُعرف باسم "عملية التشويب"، التي تستهدف إضافة شوائب من معادن وعناصر أخرى للتحكم في درجة توصيل الكهرباء، أما المقاومة الكهربائية لـ"أشباه الموصلات"، فهي تقع في مرحلة ما بين الموصلات والعوازل.
تلك الرقائق تعد مكوناً أساسياً في صناعة الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة الاتصالات والحاسبات والرعاية الطبية والأنظمة العسكرية وأنظمة النقل، بالإضافة إلى معدات وأجهزة إنتاج الطاقة النظيفة وغيرها الكثير من التطبيقات التي تستخدم فيها هذه الرقائق، ما يعني باختصار أنه بدونها لن تكون هناك أية أجهزة إلكترونية أو عسكرية أو غيرها.
المصدر: المسح الجيولوجي للولايات المتحدة (USGS) لعام 2021
حرب تجارية
الشرارة الأولى في أزمة نقص "أشباه الموصلات" عالمياً، اندلعت مع إعلان الرئيس الأميركي السابق دونالد ترمب الحرب التجارية على الصين في عام 2018، حين قرر فرض رسوم جمركية تصل إلى 25% على بضائع صينية مستوردة تبلغ قيمتها 34 مليار دولار، بما في ذلك "أشباه الموصلات" التي مثلت آنذاك 6.3 مليار دولار من تلك البضائع، وهو قرار تبعته إجراءات أخرى بفرض رسوم جمركية متزايدة على واردات صينية بلغت قيمتها نحو 300 مليار دولار بحلول أول أغسطس 2019، ما تسبب في انخفاض هائل لحصة الصين من صادرات "أشباه الموصلات" إلى الولايات المتحدة لنحو 5% فقط.
لم تقتصر قرارات ترمب آنذاك في حربه التجارية على الصين عند ذلك الحد، فالرئيس الأميركي السابق فرض حظراً أيضاً على صادرات الولايات المتحدة من الرقائق الإلكترونية إلى مجموعة من الشركات الصينية من بينها "هواوي"، ما تسبب في تراجع صناعة الرقائق الإلكترونية في الولايات المتحدة، بسبب عدم القدرة على بيعها إلى واحدة من أكبر المستهلكين في العالم وهي الصين.
رد صيني
القرارات الأميركية، دفعت الصين أيضاً إلى دعم خطتها التي أطلقتها عام 2015 لتعزيز صناعة "أشباه الموصلات" لديها لتلبية احتياجاتها الداخلية ووقف الاستيراد الخارجي تدريجياً، وتضمنت الخطة الصينية، وفق وسائل إعلام آسيوية، إلغاء الضرائب عن شركات تصنيع الرقائق الإلكترونية وتقديم حوافز لها، وبحلول نهاية عام 2021، أشارت رابطة صناعة أشباه الموصلات الأميركية إلى أن الصين حققت نمواً في أرباحها بمعدل 30.6% مقارنة بعام 2020، ما يرفع حصتها من إجمالي الإنتاج العالمي لـ"أشباه الموصلات" إلى 9% تقريباً، ويضعها خلف اليابان وأوروبا على التوالي، مقارنة بـ3.8% عام 2016.
المعادن النادرة
بعيداً عن أن تصنيع "أشباه الموصلات" يحتاج إلى بيئة ومصانع خاصة مجهزة بإمكانيات هائلة، فإن المرحلة الأولى في التصنيع هي الحصول على المعادن الأرضية النادرة، وهي 17 نوعاً من العناصر الكيميائية في الجدول الدوري بحسب تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، وتحتكر الصين بحسب تقارير دولية ما يزيد على ثلثي الإنتاج العالمي منها منذ عام 2008، فيما تشير إحصاءات حديثة إلى أن إنتاج الصين بلغ 90% من الإنتاج العالمي للمعادن الأرضية النادرة، إضافة إلى سيطرتها شبه الكاملة على إنتاج السيليكون والجاليوم، اللذين يعدان المكون الرئيسي لتصنيع "أشباه الموصلات".
ولأنها المهيمن الأكبر على تلك الصناعة، لجأت بكين إلى تقييد صادرات المعادن الأرضية النادرة واشترطت الحصول على تراخيص خاصة من وزارة التجارة الصينية، وهو ما كان مثار نزاع بين الصين من ناحية والاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة من ناحية أخرى أمام منظمة التجارة العالمية، بسبب اتهام بكين بعدم الامتثال لقواعد التجارة النزيهة والسعي إلى تحقيق أفضلية للأسواق والمنتجين المحليين من خلال منحهم إمكانية الحصول على تلك المواد بسعر أرخص، قبل أن تنتهي الدعوى أمام منظمة التجارة العالمية باتفاق بين واشنطن وبكين بشأن قواعد وإجراءات التصدير.
المصدر: المسح الجيولوجي للولايات المتحدة (USGS) لعام 2021المصدر: المسح الجيولوجي للولايات المتحدة (USGS) لعام 2021
لكن، وعلى وقع الحرب التجارية بينهما، عادت بكين في فبراير 2021 لتبحث من جديد إمكانية فرض قيود على تصدير المعادن النادرة في صناعة أسلحة متطورة من بينها مقاتلات F 35 الأميركية، بحسب ما نقلت صحيفة "فاينانشيال تايمز" البريطانية عن مصادر وصفتها بأنها منخرطة في تلك المشاورات آنذاك.
نصيب روسيا
تعقيدات صناعة "أشباه الموصلات" لا تنتهي فقط عند حرب واشنطن وبكين التجارية، فقبل أيام على اندلاع الغزو الروسي لأوكرانيا، تعالت المخاوف الأميركية من أن تنجح موسكو في الإضرار بصناعة "أشباه الموصلات"، ليست الأميركية وحسب، وإنما التايوانية أيضاً، وفي 11 فبراير 2022، دعا البيت الأبيض مصنعي الرقائق الإلكترونية إلى تنويع سلاسل الإمداد والتوريد الخاصة بالمواد الأولية لصناعتها، خوفاً من انتقام روسي بفرض قيود على وصول واشنطن إلى المواد الأولية اللازمة للتصنيع.
ووفقاً لما نقلته وكالة "رويترز" عن مصادر في البيت الأبيض، فإن السبب في تلك المخاوف هو الاعتماد الأساسي على روسيا وأوكرانيا في الحصول على مواد أولية تستخدم في تصنيع "أشباه الموصلات"، على رأسها غاز النيون ومعدن البلاديوم.
ووفقاً لشركة Techcet لأبحاث التكنولوجيا والأعمال، فإن أكثر من 90% من إمدادات غاز النيون المستخدمة في صناعة "أشباه الموصلات" لدى الشركات الأميركية تأتي بشكل حصري من أوكرانيا، وتحديداً من مناطق باتت خاضعة لسيطرة روسيا أو قاربت على السقوط تحت سيطرتها مثل شركة "إن جاس" التي تتخذ من ماريوبل مقراً لها، وشركتا "كريوين" و"آيس بليك" اللتان تتخذان من أوديسا المحاصرة منذ انلاع الحرب، مقراً لهما.
ووفقاً لـ"رويترز"، توفر "إن جاس" و"كريوين" ما بين 45% إلى 54% من إنتاج غاز النيون عالمياً، فيما يصل حجم الاعتماد على معدن البلاديوم القادم من روسيا إلى 35% تقريباً.
ووفقاً لإحصاءات Techcet، فإن استهلاك غاز النيون المستخدم في صناعة "أشباه الموصلات" بلغ 540 طناً مترياً عام 2021، وبما أن أوكرانيا تنتج أكثر من نصف إنتاج العالم من تلك المادة، فإن التوقعات تتزايد بشأن انخفاض الإنتاج العالمي لعام 2022 من غاز النيون إلى 270 طناً مترياً فقط، ما يعني بالضرورة تأثر صناعة "أشباه الموصلات" عالمياً.
وما كان مجرد توقعات ومخاوف في مارس 2022، تحول إلى واقع في الثاني من يونيو 2022، حين أعلنت الحكومة الروسية فرض قيود على تصدير مكونات إنتاج الرقائق الإلكترونية، من بينها الغازات الخاملة "النيون" و"الأرجون" و"الهيليوم"، التي تبلغ حصة روسيا من الاستهلاك العالمي فيها نحو 30%، وبموجب القرار الذي جاء رداً على قرار تايوان بحظر تصدير الرقائق التي يزيد ترددها على 25 ميجاهرتز إلى روسيا وبيلاروس، فإن تصدير تلك المواد الأولية من روسيا إلى أي دولة في العالم لن يجري إلا بقرار مباشر من الحكومة الروسية وحدها.
تحديات التصنيع
ما سبق أعلاه، يطرح تساؤلات عدة، فإن كانت الصين وروسيا تمتلكان أغلب المواد الأولية التي تدخل في صناعة "أشباه الموصلات"، فما السبب وراء عدم قدرتهما على التحكم في تلك الصناعة عالمياً؟
السبب، وفق صحيفة "وول ستريت جورنال" الأميركية، هو التحديات التي تفرضها عملية التصنيع، فتلك العملية معقدة وتمر بمراحل عدة وتتطلب استثمارات هائلة ومنشآت ومصانع خاصة تكلف مليارات الدولارات لبنائها، كما أن إنتاج الرقاقة الواحدة التي تسمى بـWafer (وهي تنتج في النهاية ما بين 1000 و1500 شريحة من أشباه الموصلات)، قد يستغرق 6 أشهر كاملة تبدأ من مرحلة سبك الرقاقة ثم تنقيتها في غرف خاصة مغلقة توصف بأنها "أكثر تعقيماً بـ1000 مرة من غرفة عمليات بمستشفى"، لأن وجود ذرة واحدة من الغبار على الرقاقة يعني أنها ستخرج معطوبة وغير قادرة على أداء وظيفتها، كما أن تلك الرقائق حساسة للضوء خلال عملية التصنيع.
الرقاقة الواحدة (Wafer) تحتاج إلى نحو 3 أشهر من العمل، حيث تمر بما يصل إلى 700 خطوة في عملية التصنيع، تغطى من خلالها أقراص السيليكون تدريجياً بنقوش معقدة تشكل المليارات من النواقل (Transistors)، التي تتحكم في التيارات الكهربائية وتسمح للرقاقة بأداء مهامها، ما يتطلب خصائص محددة لمناطق التصنيع، بحسب ما نقلت "وول ستريت جورنال" عن دانيال راج كامور مدير عمليات التصنيع بشركة "جلوبال فاوندرز" لإنتاج الرقائق الإلكترونية في سنغافورة.
وبسبب المتطلبات الخاصة التي تحتاجها عملية تصنيع الرقائق الإلكترونية، بدءاً من الغرف المعقمة والآلات والأضواء الخاصة وعمليات الاختبار وغيرها، فإن تكلفة المصنع الواحد لإنتاج تلك الرقائق تتراوح بين 7 و15 مليار دولار وفقاً للقدرة الإنتاجية المستهدفة، بحسب نائب الرئيس والمدير العام لـ"جلوبال فاوندرز" تان يو كونج، الذي يضيف أنه ليست هناك حلول سحرية لأزمة نقص الرقائق الإلكترونية بسبب صعوبة عملية تصنيعها.
من المسيطر؟
وعلى الرغم من الأهمية الكبرى التي تحظى بها صناعة "أشباه الموصلات" عالمياً، فإن دول شرق آسيا تسيطر على ما يصل إلى 87% من تلك الصناعة، علماً بأن تايوان وحدها تنتج نحو 90% من الرقائق الإلكترونية عالية التقنية من حجم الإنتاج العالمي.
امتلاك تايوان للحصة الأكبر من إنتاج ومبيعات الرقائق الإلكترونية، جعلها محور التنافس الأميركي الصيني بشكل رئيسي، فما يبدو أنه صراع سياسي يُعلي ما تقول الولايات المتحدة إنها "قيم ديمقراطية" من خلال دعم تايوان في مواجهة ما تقول إنه محاولات صينية لضمها إلى أراضيها قسراً، يراه آخرون على أنه جزء من الصراع الجيوسياسي ولعبة التنافس على السيطرة على الموارد بين واشنطن وبكين.
هذا الأمر، تقر به تايوان نفسها التي قالت وزيرة اقتصادها وانج مي هو، لوكالة "رويترز" في سبتمبر 2021، إن صناعة "أشباه الموصلات" تتداخل إلى حد كبير في تحديد مستقبل الجزيرة، ولا يتوقف السبب عند كون الشركة التايوانية هي أكبر منتج للرقائق الإلكترونية عالمياً، بل إن الشركة نفسها هي المنتج الرئيسي للرقائق الإلكترونية وأشباه الموصلات المستخدمة في مقاتلات F 35 الأميركية الأكثر تطوراً، بالإضافة إلى مركبة "ناسا" الجوالة التي أطلقتها في مهمة إلى كوكب المريخ باسم "برسفيرنس".
وعلى الرغم من النقص الحاد الذي شهدته سوق "أشباه الموصلات" العالمية، فإن إحصاءات الربع الأول من عام 2022 تظهر ارتفاعاً بقيمة 23% في مبيعات الرقائق الإلكترونية مقارنة بالربع ذاته من عام 2021، بحسب الرابطة الأميركية لصناعة أشباه الموصلات، إذ بلغ إجمالي المبيعات العالمية 151.7 مليار دولار في الربع الأول من 2022، بينما بلغت إجمالي مبيعات الرقائق الإلكترونية في 2021، نحو 556 مليار دولار بزيادة قدرها 26 مليار دولار عن عام 2020.
تلك الحاجة الضخمة إلى الرقائق الإلكترونية، دفعت دول عدة إلى تغيير خططها وحاولت الهيمنة على ذلك القطاع، والبداية بإعلان تخصيص مليارات الدولارات للأبحاث والتطوير ومنشآت السبك والتصنيع لإنتاج "أشباه الموصلات".
المصدر: المسح الجيولوجي للولايات المتحدة (USGS) لعام 2021
تحركات أميركية أوروبية
على خطى الصين، تسعى إدارة الرئيس الأميركي جو بايدن التي تتوقع استمرار أزمة نقص الرقائق حتى عام 2024، إلى محاولة إعادة تلك الصناعة إلى الولايات المتحدة، وأعلن الرئيس الأميركي عن استثمارات تتخطى 80 مليار دولار لشركات عدة في الولايات المتحدة من أجل تعزيز صناعة "أشباه الموصلات" لديها بحلول عام 2025.
من بين تلك الاستثمارات، شركة "إنتل" الأميركية التي أعلنت عن استثمار بقيمة 20 مليار دولار لبناء مصنع جديد لإنتاج الرقائق الإلكترونية في "كولومبوس" بولاية "أوهايو" الأميركية، وهو ما اعتبره بايدن "استثماراً تاريخياً"، كما أعلنت شركة "سامسونج" الكورية الجنوبية إنشاء مصنع جديد باستثمارات تصل إلى 17 مليار دولار في ولاية "تكساس" الأميركية، فيما أعلنت شركة "تكساس إنسترومنتس" وشركات أخرى عن استثمارات بقيمة 30 مليار دولار للغرض ذاته، ومن قبلهم، أعلنت شركة TSMC التايوانية عن استثمارات بقيمة 12 مليار دولار لإنشاء مصنع لإنتاج الرقائق الإلكترونية في ولاية "أريزونا" الأميركية بحلول عام 2024.
وبالمثل، يسعى الاتحاد الأوروبي إلى احتواء تأخره في التنافس على تصنيع "أشباه الموصلات"، ما دفعه إلى إقرار "قانون الرقائق الأوروبي"، الذي يهدف إلى تحقيق السيادة والاكتفاء الذاتي في مجال تصنيع الرقائق الإلكترونية.
ويسمح القانون الذي أقر في منتصف مارس 2022، بتخصيص 15 مليار يورو إضافية للاستثمارات في القطاعين الخاص والحكومي حتى عام 2030 في مجال صناعة "أشباه الموصلات"، بالإضافة إلى 30 مليار يورو سبق تخصيصها للاستثمارات الحكومية في المجال.
وعلى غرار استثماراتها في الولايات المتحدة، أعلنت "إنتل" تخصيص 36 مليار دولار لدفع صناعة الرقائق الإلكترونية في أوروبا، على أن تبدأ الإنشاءات في منتصف 2023 ويبدأ الإنتاج بحلول 2027، بحسب ما أعلنته "إنتل".
ووفقاً لذلك الإعلان، فإن استثمارات الشركة ستزيد عن 18 مليار دولار في ألمانيا، في ما سيكون نصيب إيرلندا من الاستثمارات أكثر من 13 مليار دولار، بالإضافة إلى التفاوض على إنشاء مصنع آخر في إيطاليا بقيمة تزيد على 5 مليارات دولار.
النقص الهائل في الرقائق الإلكترونية عالمياً، تسبب في خسائر كبيرة لقطاعات عدة، أبرزها قطاع صناعة السيارات الذي تكبد 210 مليارات دولار خلال عام 2021 بسبب تعطل تصنيع ما يزيد على 7 ملايين سيارة بسبب نقص "أشباه الموصلات" التي تعد مكوناً رئيسياً بهاً، وفق "رويترز".
لكن على الرغم من الاستثمارات الضخمة التي تعهدت بها الدول والشركات لتعزيز تلك الصناعة، تبقى مخاطر نقص الرقائق الإلكترونية مستمرة لفترة لن تقل عن عامين، بحسب الإدارة الأميركية، ما يعني أن التنافس الصيني الأميركي على الأصعدة الجيوسياسية والاقتصادية والتكنولوجية، سيبقى مستمراً لأجل غير مسمى سعياً إلى السيطرة على تلك الصناعة وما يتلوها من سيطرة على أغلب الصناعات التكنولوجية والعسكرية.