Zonder chips is een moderne oorlog niet te winnen

Recensie

Boeken

Chips Chris Miller beschrijft de opkomst van de halfgeleider. Een cruciaal onderdeel van broodroosters, iPhones en oorlogstuig, met grote geopolitieke implicaties.

Een elektronicafabriek in China.
Een elektronicafabriek in China.

Foto Qilai Shen/Bloomberg

Ze werd in de eerste maanden van de oorlog in Oekraïne op sociale media een symbool van het verzet tegen de Russische invasie: Sint Javelin, een heilige die de lanceerbuis van een Javelin-antitankraket omarmt. Die raket was een uiterst effectief wapen gebleken tegen Russische tanks die trachtten op te rukken naar Kyiv. Maar dat was niet louter te danken aan Goddelijke voorzienigheid: de Javelin bevat meer dan tweehonderd chips die ervoor zorgen dat het projectiel zelfstandig de weg naar zijn doel vindt.

Het Russische leger moet het met minder geavanceerd geschut doen.

Een al in de Sovjet-tijd opgelopen achterstand op het gebied van chips, is verder vergroot door westerse sancties. In mei meldde Washington dat Russische wapenfabrieken noodgedwongen chips uit wasmachines en vaatwassers in hun raketten installeerden. Want zo alomtegenwoordig zijn chips geworden: ze vormen een cruciaal onderdeel van vrijwel alle moderne apparatuur, in auto’s en vliegtuigen, in de industrie, en in het huishouden.

In zijn hoogst actuele, en ook voor minder technisch onderlegde lezers uitstekend te volgen boek Chip War beschrijft historicus Chris Miller in vliegende vaart niet alleen hoe halfgeleiders zo belangrijk konden worden, maar ook hoe politieke en economische beslissingen hebben gezorgd voor een ingewikkelde kluwen van onderlinge afhankelijkheden tussen grootmachten die tegelijk elkaars rivalen en elkaars klanten zijn geworden.

Niet voor niets worden chips wel ‘de nieuwe olie’ genoemd. De oorlog in Oekraïne wordt met behulp van chips uitgevochten. Bij een volgend conflict zijn chips misschien wel niet alleen een middel, maar – net als olie – ook de inzet van een oorlog.

Gloeiendheet plasma

Die status als lont in het volgende kruitvat danken chips aan de exponentiële groei van het aantal transistoren dat chipontwerpers op een stukje silicium weten te passen – en daarmee ook van de rekenkracht. Gordon Moore, natuur- en scheikundige en medeoprichter van de Amerikaanse chipfabrikant Intel, voorspelde dat dat iedere twee jaar zou verdubbelen.

Die Wet van Moore houdt nog altijd min of meer stand, en de complexiteit en kosten van chipproductie groeiden mee. Jay Lathrop, die in de jaren vijftig de techniek ontwikkelde om op grote schaal chips te produceren met behulp van licht, gebruikte een eenvoudig peertje en een simpele set lenzen. In de EUV-machines van ASML, waarmee nu de meest geavanceerde chips worden gemaakt, beschieten laserstralen vijftigduizend keer per seconde microscopisch kleine balletjes tin. Daarbij ontstaat een gloeiendheet plasma dat extreem ultraviolet licht uitstraalt van precies de juiste golflengte. Tot op atoomniveau nauwkeurig geslepen lenzen schrijven daarmee electronische circuits op laagjes halfgeleidend materiaal. Het apparaat met honderdduizenden onderdelen kost zo’n 200 miljoen dollar.

De geschiedenis van chips is echter niet alleen een van duizelingwekkende technologische vooruitgang, maar ook van globalisering en geopolitiek. De eerste afnemers van ontluikende Amerikaanse chipbedrijfjes waren de NASA, voor de Apollo-raketten waarmee het de Russen versloeg in de race naar de maan, en de luchtmacht, die met geleide Minuteman II-raketten technische superioriteit zette tegenover de veel grotere wapenarsenalen van de Sovjet-Unie.

De Eerste Golfoorlog, waarin lasergeleide Amerikaanse bommen Iraakse tankkolonnes verwoestten, bood generaals in Moskou daarvan een nieuwe demonstratie. Niet veel later zou de Sovjet-Unie worden opgeheven. ‘De Koude Oorlog was voorbij, Silicon Valley had gewonnen’, schrijft Miller.

Maar tegenwoordig heeft Silicon Valley de fabricage van de meest geavanceerde chips niet meer in eigen hand. Chippioniers als Fairchild en Texas Instruments verplaatsten hun fabrieken vanaf de jaren zestig naar lagelonenlanden in Oost-Azië. Inmiddels richten vrijwel alle Amerikaanse chipbedrijven zich louter nog op het ontwerp van halfgeleiders. De kostbare productie hebben ze uitbesteed aan Taiwan en Zuid-Korea, die zich toeleggen op het fabriceren van andermans chips.


Lees ook De strijd om chips treft hightech Taiwan in het hart

Zo maakt het Taiwanese TSMC, opgericht door de Amerikaans-Chinese Morris Chang die 25 jaar bij Texas Instruments had gewerkt, 37 procent van alle rekenchips. TSMC’s aandeel in de productie van de meest geavanceerde halfgeleiders, voor complexe toepassingen als kunstmatige intelligentie, is nog veel groter.

ASML’s ‘Nederlandse’ EUV-machines die TSMC daarbij gebruikt, werden mede dankzij forse investeringen van Intel ontwikkeld. Het leidde in Washington destijds amper tot protesten. Het bedrijf uit Veldhoven bezit nu een monopolie op de meest geavanceerde chipmachines, en is naast Taiwan een van de flessenhalzen in de productieketen. Het leeuwendeel van de EUV-machines staat bij TSMC, en de hoge kosten maken het voor concurrenten moeilijk om die achterstand in te halen.

‘Silicon shield’

Miller gaat in het laatste deel van zijn boek in op de Amerikaanse rivaliteit met China, waar weliswaar de meeste iPhones in elkaar worden gezet, maar wel met chips uit de ‘afvallige provincie’ aan de andere kant van de Straat van Taiwan. De A16-chip in het laatste model bevat ruim zestien miljard transistoren en wordt gemaakt door TSMC.

De communistische regering erkende al in de jaren vijftig het strategisch belang van halfgeleiders, maar een eigen chipindustrie kwam er decennia niet van de grond. Met een combinatie van staatssubsidies, spionage en bedrijfsovernames probeert Beijing die achterstand in te halen. In het eerste decennium van deze eeuw gaf China meer geld uit aan de import van chips dan aan fossiele brandstoffen en van die afhankelijkheid wil het af. Bovendien zijn krachtige chips nodig om een hoogtechnologische economische speler te worden, een modern defensieapparaat op te bouwen, of voor de kunstmatige intelligentie die geavanceerde massa-surveillance van de eigen bevolking mogelijk maakt.

Miller, verbonden aan de conservatieve denktank American Enterprise Institute, is weinig geporteerd van de terughoudende aanpak van China door de regering-Obama, die globalisering als onafwendbaar beschouwde, vertrouwde op Amerikaanse innovatiekracht, en het bovendien in Amerikaans belang achtte dat andere landen zich technologisch konden ontwikkelen. Zijn opvolger Trump koos voor een hardere koers, die de regering-Biden heeft voortgezet.


Lees ook Waar blijft het door de VS zo gewilde techfront tegen China?

Want de VS hebben dan wel weinig eigen chipproductie meer, ze beheersen wel de export van cruciale patenten, software en onderdelen zonder welke China zijn achterstanden niet snel kan inhalen. Miller beschrijft hoe Washington dat wapen met succes inzette tegen het Huawei, dat zijn razendsnelle opmars zonder Amerikaanse technologie zag stokken. En onlangs sloot de regering-Biden een akkoord met Nederland over de beperking van de export van lithografiemachines, zoals die van ASML, naar China.

De vraag is natuurlijk of Beijing in die situatie niet zijn begerig oog zal laten vallen op Taiwan, het de facto onafhankelijke eiland dat het als onderdeel van zijn grondgebied beschouwt en waarvan de Chinese president Xi Jinping de „bevrijding” op het laatste partijcongres in oktober opnieuw als prioriteit aanmerkte.

Een invasie of zelfs alleen een blokkade van Taiwan zou desastreuze gevolgen hebben voor de wereldeconomie. Een voorproefje daarvan kregen we al tijdens de coronapandemie, toen verstoring van aanvoerlijnen zorgde voor wereldwijde chiptekorten. Daardoor rolden volgens Miller in 2021 bijvoorbeeld zo’n 7,7 miljoen auto’s minder van de band, wat de sector naar schatting 210 miljard dollar kostte.

Precies daarom lijkt Miller te denken dat het zo’n vaart wel niet zal lopen. Immers, zonder westerse ondersteuning en onderdelen zullen de Taiwanese chipfabrieken onder een Chinees bewind al snel tot stilstand komen, en wordt ook de economie op het vasteland hard getroffen. De Taiwanese president Tsai Ing-wen noemde de chipindustrie daarom onlangs een „silicon shield”.

Je zou hopen dat het klopt. Maar onderling verknoopte economieën bieden geen garantie voor vrede, erkent ook Miller. Anders hadden we immers van Sint Javelin nu ook nog nooit gehoord.