L’ufficio per l’industria e la sicurezza americano ha di recente pubblicato delle misure commerciali restrittive riguardanti tre tecnologie ritenute cruciali per lo sviluppo tecnologico: la realizzazione di semiconduttori con ossido di Gallio e diamante; software per il CAD di sistemi elettronici (ECAD) che fanno uso di particolari transistor (GAAFET); una tecnologia per l’incremento della pressione durante la combustione (PGC).
La restrizione si applica a circa 150 nazioni (sostanzialmente tutte quelle non ritenute alleate dagli Stati Uniti) ma la nazione per cui questo blocco può avere implicazioni tecnologiche è sicuramente la Cina.
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Se è vero che l’occidente, e in particolare gli Stati Uniti, hanno usato negli ultimi decenni le grandi capacità produttive cinesi, nel tempo sempre più attenzione è stata prestata alla proprietà intellettuale evitando di trasferire in Cina i processi di design tecnologico per tenere sotto controllo la proprietà intellettuale necessaria allo sviluppo delle tecnologie. Sicuramente questo aspetto è applicabile al design dei microprocessori, da tempo affidato a software complessi dai costi proibitivi il cui compito è quello di ridurre la descrizione di alto livello nel design litografico per stampare i miliardi di transistor del chip vero e proprio.
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Il software EDA
Un tassello essenziale nella realizzazione di chip è il software cosiddetto Electronic Design Automation (EDA) anche noto come Electronic Computer-Aided Design (ECAD), si tratta di una tipologia di software usato per il design dei microprocessori, capace di sintetizzare oltre cinquant’anni di studi e ricerche e controllato da poche realtà industriali in un mercato in cui il 70% è dominato da due compagnie americane (Cadence e Synopsys) e da una compagnia americana ceduta nel 2017 a Siemens e quindi alla Germania (Mentor Graphics).
Vi sono software open source come, ad esempio, KiCad, ma si limitano al layout di circuiti stampati senza supportare il ben più complesso layout di transistor per la realizzazione di microprocessori.
La restrizione è in effetti limitata agli strumenti per la realizzazione di circuiti basati su GAAFET (gate-all-around field-effect transistor), elementi centrali nella realizzazione dei chip di oggi e di domani.
Effetti nel breve e medio periodo
Nell’immediato il blocco negli accessi ai software EDA dell’amministrazione americana non avrà effetti, neanche sulle catene produttive cinesi. Il processo produttivo può far uso dell’output del software EDA senza compromettere la produzione, ma difficilmente la Cina potrà accettare di limitarsi a produrre design occidentali. Non è un caso che nel 2018 un fondo controllato dal governo cinese abbia investito nella compagnia domestica Huada Empyrean, un produttore locale di software EDA che attualmente copre solo il 6% del mercato locale.
Senza lo sviluppo di un ecosistema locale nel medio periodo i colossi cinesi come Huawei rischiano di rimanere bloccati a causa del blocco americano sullo sviluppo di nuove tecnologie basate su GAAFET. Questo limite potrebbe dare un vantaggio competitivo all’occidente ma contribuirà ulteriormente ad accrescere la frattura dei sistemi informatici che continueranno a divergere creando veri e propri sotto ecosistemi superando quella lingua franca che i sistemi x86 hanno rappresentato per oltre quarant’anni.
Il conflitto ucraino e la posizione della Russia possono essere condizionati nel medio periodo dalle scelte geopolitiche: la dipendenza dalle altre nazioni per la produzione di microprocessori mette Mosca in una posizione complessa nello sviluppo di tecnologie digitali in futuro.
L’Europa e la realizzazione di microchip
L’Europa, dal canto suo, sta cercando di sviluppare un proprio ecosistema di produzione di microchip, e lo European Chip Act ne testimonia il ruolo centrale nella strategia di sviluppo continentale. La digitalizzazione di praticamente ogni manufatto industriale rende i chip essenziali non solo per la realizzazione di computer, ma in industrie essenziali per il vecchio continente come, ad esempio, l’automotive o l’industria aereonautica. Il passaggio di proprietà di uno dei colossi produttori di software EDA alla Germania sicuramente contribuisce allo sviluppo di un ecosistema europeo, e gli ingenti investimenti contribuiranno alla realizzazione di un indotto produttivo capace, se necessario, di realizzare chip di ultima generazione. D’altronde i metodi di serigrafia basati su luce ultravioletta utilizzati per la produzione di microchip sono usati da macchine prodotte in Europa ed acquistate dai big del settore.
Sicuramente si tratta di un territorio di competizione in cui le industrie occidentali fanno squadra, essendo questi sistemi molto complessi e il cui funzionamento può essere tenuto sotto controllo poiché molte delle innovazioni risiedono nel processo di compilazione piuttosto che nel risultato. È una delle numerose industrie e settori in cui la comunità Europea fa la differenza e può giocare un ruolo anche nella definizione delle economie dei singoli stati membri, elemento non di secondo piano in vista delle elezioni politiche italiane.
Una CPU Europea
Ci si può chiedere quindi se l’Europa sarà in grado di disegnare una propria CPU andando oltre la dipendenza da colossi come Intel e AMD. Sicuramente il successo di ARM (originariamente una compagnia inglese) mostra che nel vecchio continente vi sono le competenze necessarie, e la European Processor Initiative (EPI) sembra aver già prodotto i primi frutti. L’iniziativa lavora infatti sia a design di CPU general purpose basati su ARM che ad acceleratori come GPU basati su un’architettura RISC.
Conclusioni
Solo il tempo ci dirà se questi design troveranno poi la via nella produzione e l’impiego nella realizzazione di microprocessori a supporto dell’industria. Sicuramente gli investimenti che a suo tempo furono fatti con Airbus testimoniano che iniziative di grande respiro possono avere un grande impatto nel medio e lungo periodo. Speriamo che anche nel caso dei microchip si possa raccontare in futuro una success story tutta Europea. È però importante che anche l’Italia contribuisca favorendo la realizzazione di un indotto per assicurare una voce nelle opportune sedi per un settore strategico anche per l’economia nazionale.
