תעשיית השבבים חווה צמיחה אסטרונומית. זה המנוע של הטכנולוגיה והמודרניזציה בכל תחום בחיינו. את הזינוק אפשר לראות בתעודת הסל (ETF) המחקה את התעשייה הזו: מדעיכה בתחילת שנות ה-2000 – ירידה של 80% מסביב 50 דולר ל-9 בלבד – לעלייה מטאורית של 1,500% מ-2009 ועד היום. לחלק גדול מהקפיצה בשנים האחרונות אחראית אנבידיה, שזה עתה פרסמה דוח כספי שומט לסתות. הזמנו את עובד שפירא, מנכ”ל PCB הישראלית ואנציקלופדיה מהלכת לעולם הזה, כדי להבין טוב יותר “מי נגד מי” ולאן הכול מתנקז.
העלייה של עולם החומרה, שהצ’יפים הם הקצפת שלו, מזוהה עם מגפת הקורונה – עם השינויים הדרמטיים בהרגלי החיים והמחסור האדיר בציוד מחשוב, והצפת הערך הגדולה של החברות. העניין הוא שהעולם הזה, שלפני כן היה בדשדוש, נבנה בשרשרת ערך מבוזרת ולא יעילה, עם פרגמנטציה של עד 15 שחקנים מתמחים (Stakeholders) הפרוסים על פני הגלובוס לייצור שבב. כאשר השינוע הוגבל, ייצור השבבים התעכב וגרר מחסור חמור במגוון תעשיות. זה מה שהוליד את המגמה הנוכחית של דה-גלובליזציה ושאיפה לייצר קרוב לבית. בתעשיית השבבים יש לה אינסנטיב נוסף: המתח המסלים בין ארה”ב לסין וסימני השאלה סביב מעמדה של טייוון, מעצמת שבבים אדירה.
Fabless, Foundry ו-IDM: שרשרת הערך של השבבים
בגדול, עולם הצ’יפים מתחלק לשניים: התחום האנלוגי – כל מה שקשור לחישה ומדידה, והדיגיטלי – חישוב והעברת הממצאים שאספו הסנסורים האנלוגיים. השניים כמובן מזינים זה את זה: ככל שיש יותר יכולות, יש מוטיבציה רבה יותר לאסוף את הנתונים הגולמיים. לאורך שנים אינטל משלה בעולם השבבים הדיגיטליים, אבל את הכתר נושאת היום בגאון חברה אחרת. זוהי כמובן אנבידיה הפנומנלית, שבשנים האחרונות נראה שהיא מתיישבת על כל נרטיב מוביל בשווקים: הגיימינג, אחריו הקריפטו, כעת ה-AI. היתרון הגדול שלה קשור לעיבוד הנתונים בנפח ובזמן. והרבה מזה נוגע ליכולות שצברה עם רכישת מלאנוקס הישראלית.
אנבידיה מסמלת את צמיחתן של חברות ה-Fabless, הפועלות ללא מפעל ייצור ועוסקות בדיזיין ובארכיטקטורה. את השוק הזה היא חולקת עם ענקיות כמו קואלקום, ברודקום ו-AMD. מגזר נפרד מייצר עבורן את החומרה – במקרה של אנבידיה זוהי TSMC הטייוונית, קבלנית שירותי ייצור השבבים (Foundry) הגדולה בעולם (נתח שוק של כ-80%, שווי: 440 מיליארד דולר). מגזרים חשובים נוספים בשרשרת הערך של הצ’יפים הם תחום האריזה (Packaging) וההרכבה; יצרני החלקים המקוריים (OEM – Original Equipment Manufacturer); וחברות פס ייצור מלא כולל הדיזיין (IDM – Integrated Device Manufacturer) כגון אינטל ו-Texas Instruments. תחום חשוב נוסף הוא הבדיקה, המדידה והבקרה (QAQC), ובו בולטות חברות ישראליות מצליחות כמו קמטק ונובה. צריך להזכיר גם את ASML ההולנדית (שווי: 250 מיליארד דולר, החלה כספין-אוף של פיליפס) שמספקת מערכות קריטיות לליבת הייצור, עם טכנולוגיה ייחודית שהופכת אותה לכמעט מונופול בתחומה.
מתוך שרשרת הערך נגזרת חלוקה נוספת, בין הידע לייצור. בתחום חברות הידע, 70% מה-IP נמצא בארה”ב ו-20% באירופה, מה שאומר שהדיזיין בידיים מערביות. בציוד ניתן לומר שזה מתחלק שווה בשווה בין מזרח למערב. לעומת זאת, כשבודקים את החלוקה בשוק החומרים, האריזה והייצור עצמו, כאן למערב יש דריסת רגל קטנה למדי. וכשהמסה העיקרית נמצאת במרחק 3 דקות טיסה של מטוס קרב מסין, ללא יכולת הגנה עצמית, מובן מנין התמריץ הגדול של האמריקאים להעביר את הייצור הביתה. בפרט של הצ’יפים המתקדמים ביותר – 3 ננומטר, שמייצרת TSMC.
סופו של חוק מור?
אם כבר הזכרנו 3 ננומטר, כאן נכנס לתמונה חוק מור המפורסם. את החוק, שאומנם לא התבסס על מדע מדויק אבל התברר כמדויק להפליא (וגם הפך לנבואה שמגשימה את עצמה ולסטנדרט בתעשייה), קבע ב-1965 המהנדס האמריקאי גורדון מור, לימים ממייסדי אינטל. לפי ה”חוק” הזה, מדי כשנתיים ניתן יהיה לצופף פי 2 את מספר הטרנזיסטורים ביחידת שטח. הגידול המעריכי יושג בעיקר דרך מזעור הרכיבים וניצול טוב יותר של השטח המעובד. כך הגענו לסביב 50 מיליון טרנזיסטורים על גבי שבב בגודל ציפורן. אבל סימן שאלה גדול מרחף מעל המשך התהליך הזה: ספק אם מזעור מ-3 ננומטר ל-1.5, שלא לדבר על 0.75, יתאפשר פיזיקלית או כלכלית. כדי להבין למה מזעור היחידות חשוב כל כך, די לחשוב על הציוד הרפואי שעבר מבית החולים לקופות החולים וכעת נכנס אלינו הביתה, או על מספר הסנסורים הנדרשים לרכב החשמלי, ודאי לאוטונומי, כשגודל הרכב עצמו לא משתנה. אבל לא רק הגודל מהווה אתגר – גם פיזור החום, החשש מאובדן דאטה ועוד.
את הצורך הזה בדיוק, בעידן של פוסט חוק מור (עם הסלוגן: More than Moore), מנסה PCB למלא. שפירא סיפר כי בסיעור מוחות עם נציגי התעשיות הביטחוניות והצבאיות, עיקר לקוחותיה, זוקק הצורך: מזעור ופיזור חום אפקטיביים יותר. ואם הפתרון לא יבוא מחוק מור, הוא יגיע מהאריזה. PCB, שנוסדה לפני 40 שנה, נסחרת בבורסת ת”א וב-2018 נרכשה על ידי קרן הפרייבט אקוויטי פימי לצד מספר משקיעים מוסדיים (אז גם שפירא נכנס לתמונה), נמצאת כעת בנקודת מפנה בחייה. היא משקיעה הון ב-R&D במטרה לשפר את הפתרון שלה, שנוגע לאריזות חכמות של צ’יפים. קהל היעד הוא תעשיות של High-Mix Low-Volume, כלומר: סדרות ייצור לא המוניות אך עם דרישה לרמת ביצועים מתקדמת. לאלו, לא משתלם לשלם סכום עתק לענקיות שבמזרח רק על ה-NRE, עלויות ההשקעה בפס הייצור עוד לפני הפיתוח, וגם להתחייב להיקפי ייצור בהמשך. אליהן פונה PCB כשהיא נותנת מענה מהמצע והדיזיין ועד להרכבה, עם מפעל במגדל העמק שמעסיק 750 עובדים וקו ייצור ייחודי שמבצע אופטימיזציה לתהליך כולו.
עם או בלי חוק מור, יהיה מרתק לראות בשנים הקרובות לאן עוד תצמח תעשיית השבבים. ברור שלטווח הנראה לעין, הביקוש לצ’יפים רק יתעצם, עם התרחבות ה-5G (שפירושה הרבה יותר אנטנות במרחב הציבורי) וה-IoT (יותר דיגיטציה וחישה) ועם שינוי דרמטי במו”פ, בפיתוח התרופות, בחשמול – בדגש על המרת אנרגיות מתחדשות, ביכולות הניבוי והחיזוי – כולל של תקלות בקווי ייצור, ועוד ועוד. בכל תחום, הסקייל החישובי והצורך בדאטה רק הולכים וגדלים. לא מן הנמנע שתעשיית השבבים תהפוך לבעלת שווי השוק המצטבר הגבוה ביותר, ושענקיות השבבים יהיו לאפל, מיקרוסופט ואמזון החדשות. כבר היום התעשייה הזו רביעית רק לנפט הגולמי, הרכב ותעשיית הנפט המזוקק (דלקים). ושתיים מהנ”ל הן תעשיות בשקיעה.
