Kai 1969 metų vasarą Chin-tay Shihas, kuriam tuomet buvo 23-eji, atskrido iš Taivano į JAV Prinstono universitetą, jis pateko į visiškai kitokį pasaulį.
Cukranendrių laukų apsuptame žvejų kaimelyje augęs, o vėliau dulkėtomis Taibėjaus gatvėmis, kuriose retai pravažiuodavo automobiliai, į universitetą keliavęs specialistas Amerikoje buvo priblokštas.
„Tuomet pamaniau: Taivanas toks skurdus, tad turiu ką nors dėl jo padaryti“, – pasakojo dabar jau 77 metų daktaras Chin-tay Shihas.
Ir padarė. Būtent jis kartu su jaunų ir ambicingų inžinierių komanda salą, kuri anksčiau eksportuodavo tik cukrų ir drabužius, pavertė pasaulio elektronikos sostine.
Dabar Taibėjus – turtingas šiuolaikiškas miestas. Čia stovi dangoraižis „Taipei 101“, kurį laiką buvęs aukščiausias pasaulyje ir tapęs vienu valstybės simbolių, saloje kursuoja traukiniai, įsibėgėjantys iki 350 kilometrų per valandą.
Pavydi visas pasaulis
Didžioji dalis šios sėkmės priklauso nuo įrenginio, mažesnio už nagą. Plonyčiai silicio puslaidininkiai, dar vadinami lustais, naudojami visur – nuo išmaniųjų telefonų iki į kosmosą skrendančių raketų.
Taivanas dabar gamina apie pusę pasauliui reikalingų lustų.
Didžiausia jų gamintoja planetoje – „Taiwan Semiconductor Manifacturing Company“ (TSMC).
Ji yra devinta pagal vertę pasaulio bendrovė.
Tai yra ir vienas salos, oficialiai priklausančios Kinijai, tačiau turinčios kitokią politinę sistemą, saugumo garantų – nė viena Vakarų valstybė nenori prarasti tokio svarbaus technologijų tiekėjo. Žinoma, Pekinas bando išvogti lustų gamybos paslaptis, o pastaraisiais metais jau ir žvangina ginklais.
Gaminti puslaidininkius seniai ėmėsi ir kitos valstybės, tokie planai brandinami ir Lietuvoje.
Tačiau kone visi siekia, kad būtent Taivanas pasidalytų bent kai kuriomis technologijomis, nes ši šalis akivaizdžiai pirmauja.
Parėmė salos valdžia
Kai Chin-tay Shihas atvyko į Prinstoną, buvo praėjęs dešimtmetis nuo to laiko, kai JAV fizikas ir verslininkas Robertas Noyce’as, pramintas Silicio slėnio meru, elektroninius komponentus supakavo į vieną silicio plokštelę – ankstyvąją mikroschemos versiją. Nuo to prasidėjo asmeninių kompiuterių era.
Baigęs studijas Chin-tay Shihas dvejus metus kūrė atminties lustus kompanijoje „Burrougs Corporation“, kuri tuomet kompiuterių sektoriuje buvo antra po IBM. O jo gimtasis Taivanas kaip tik ieškojo, kuri pramonės šaka galėtų būti perspektyviausia.
„Pamaniau, kad laikas grįžti namo“, – pasakojo apie tuos laikus Chin-tay Shihas. Taip baigiantis aštuntajam dešimtmečiui jis prisijungė prie geriausių savo šalies inžinierių komandos, kurią subūrė Pramonės technologijų tyrimų institutas.
Darbai buvo pradėti Sindžu – mažame miestelyje į pietus nuo Taibėjaus. Dabar tai yra pasaulio elektronikos technologijų centras, kuriame stovi didžiulės TSMC ir mažesnių kompanijų gamyklos. Kiekviena iš jų – kelių futbolo aikščių dydžio. Tai bene steriliausios vietos visame pasaulyje. Čia darbuotojams neleidžiama naudoti jokių kamerų, fotoaparatų ar įrašančių įrenginių, mat lustų gamybos paslaptys akylai saugomos.
Naujausiame fabrike „fab 18“, kuris atsiėjo 20 mlrd. dolerių, netrukus bus pradėti gaminti vos trijų nanometrų lustai, skirti „iPhone“.
Visa tai smarkiai pranoksta tai, ką Chin-tay Shihas įsivaizdavo, kai jo komanda įkūrė eksperimentinę gamyklą, kuri turėjo vienos didžiausių JAV kompanijų licenciją. Tačiau ta gamykla netrukus pranoko pačius amerikiečius. Tokią Taivano sėkmės formulę sunku perprasti ir dabar.
Tik Chin-tay Shihas viską aiškina kur kas paprasčiau: „Mūsų gaminiai buvo geresni nei originalai, o sąnaudos mažesnės.
Tai suteikė vyriausybei pasitikėjimo, kad kažką tikrai galime nuveikti.“
Būtent Taivano vyriausybė suteikė pradinį kapitalą iš pradžių „United Microelectronics Corporation“, o 1987 metais – ir TSMC.
Su klientais nesirungia
Vadovauti viskam buvo pasamdytas buvęs JAV technologijų kompanijos „Texas Instruments“ vadovas Morrisas Changas. Būtent šis kinų kilmės amerikietis, kuriam dabar jau 93-eji, vadinamas Taivano puslaidininkių pramonės tėvu.
Laikas pradėti veiklą buvo puikus. Baigiantis devintajam dešimtmečiui Silicio slėnio kompanijos („Apple“, „Nvidia“, „Qualcomm“ ir kitos) neturėjo pakankamai lėšų savo lustų gamykloms statyti, o pačių gamintojų pasaulyje nebuvo daug. Kaip tik tuomet ir įsikūrė TSMC.
Su šia kompanija bendrauja visos stambiausios technologijų įmonės, visiškai nesibaimindamos, kad jų išradimai gali būti pasisavinti ar nukopijuoti.
„Svarbiausia TSMC taisyklė – niekada nekonkuruok su savo klientais“, – paaiškino Chin-tay Shihas.
Pasiekimai stulbina
„iPhone 12“ turi apie 1400 lustų, šiuolaikinis automobilis – nuo 1500 iki 3000. Iš viso pasaulyje per metus jų pagaminama daugiau nei trilijonas. Ir daugiau nei pusė – Taivane.
Pati gamyba sudėtinga ir labai brangi. Ji prasideda nuo itin gryno silicio luito, išauginto iš vieno kristalo. Per kelias dienas toks luitas užauga iki maždaug 100 kilogramų.
Tuomet deimantiniais rėžtuvais jis pjaustomas į neįtikėtinai plonas plokšteles, o jose graviruojamos mažos grandinės. Vienoje plokštelėje tų grandinių gali būti milijardai, o mikroprocesorių – šimtai.
Svarbiausia, kad būtų panaudota kuo daugiau silicio luito ploto. Aštuntajame dešimtmetyje šis rodiklis JAV siekė 10 proc., kartais – iki 50 proc., Japonijoje po keleto metų – 60 proc., o TSMC pasiekė net 80 proc.
Laikui bėgant Taivano gamintojai sugebėjo į neįtikėtinai mažas erdves įsprausti vis daugiau grandinių.
Naudodama ekstremalios ultravioletinės litografijos įrenginius TSMC viename kvadratiniame milimetre sugeba išgraviruoti daugiau nei 100 milijonų grandinių.
Kodėl būtent taivaniečiams taip sekasi, suprasti sunku.
Tačiau Chin-tay Shihas ir vėl turi paprastą paaiškinimą: „Mes naudojome pačius naujausius įrenginius, įdarbinome pačius geriausius inžinierius.
Mes ne tik importavome technologijas iš Amerikos, bet ir mokėmės iš amerikiečių, taip nuolat tobulėdami.“
Grandinė – itin ilga
Bet vieni taivaniečiai nieko negalėtų nuveikti.
Pirmiausia didžioji dalis silicio į kitas pasaulio valstybes atkeliauja iš Kinijos, į Taivaną – irgi.
Vokiečiai ir japonai tiekia Taivanui chemines medžiagas, reikalingas jam apdoroti.
Vokietijos bendrovė „Carls Zeiss“ gamina optinius įrenginius litografijos aparatams, o pastarieji daugiausia yra surenkami Nyderlandų bendrovėje ASML.
Taivane lustai gaminami pagal modelius, kuriuos dažniausiai sukuria JAV kompanijos arba britų „Arm“.
Nors pati Kinija siekia tapti puslaidininkių gamybos lydere, Chin-tay Shihas abejoja, ar Pekinas sugebėtų sukurti tokią bendradarbiavimo grandinę: „Jei jie rinktųsi kitokį modelį, tikrai palinkėčiau sėkmės.
Tačiau naujoves galima sukurti tik viso pasaulio pastangomis, viena įmonė ir net viena valstybė to nesugebėtų.“
