A guerra dos chips e a disputa por terras raras
Uma história de dois sistemas reagindo a movimentos de estrangulamento
por Hua Bin
Muitas pessoas podem se surpreender ao saber que o maior impulsionador do mercado nos últimos meses não é a Nvidia, a queridinha da corrida pela supremacia da IA. A honra vai para uma outrora obscura empresa de mineração sediada em Nevada, chamada MP Materials. Enquanto as ações da Nvidia subiram de US$ 136 para US$ 174 no acumulado do ano, as da MP Materials caíram de US$ 16 para US$ 60.
O motivo para a ascensão meteórica é simples: a MP Materials é a única produtora americana de terras raras, minerais essenciais para a produção moderna de alta tecnologia, desde veículos elétricos, drones, robótica, turbinas eólicas, semicondutores até armamento militar.
Embora sua produção seja minúscula em comparação com as mineradoras chinesas de terras raras e sua capacidade de refino seja bastante limitada, a MP Materials acaba de atrair um investimento de US$ 400 milhões do Pentágono, que agora é seu maior acionista.
O investimento sem precedentes do governo dos EUA em uma mineradora privada é uma reação à demonstração de domínio da China em terras raras diante das guerras tarifárias e tecnológicas travadas por Trump e Biden contra Pequim.
As indústrias americanas, especialmente o complexo industrial-militar, estão temendo que sua dependência das terras raras chinesas para alimentar a produção de alta tecnologia e aplicações militares esteja cada vez mais sob pressão, em meio à intensificação das disputas geopolíticas e geoeconômicas entre os dois países.
Desde que Trump lançou a guerra tecnológica contra a Huawei em seu primeiro mandato e Biden aumentou ainda mais a pressão, cortando o fornecimento de semicondutores avançados, Pequim vem gradualmente intensificando seu domínio sobre as terras raras em retaliação.
Como diz o velho ditado, o que é bom para o ganso é bom para o ganso; a militarização da cadeia de suprimentos de semicondutores pelos EUA tem sido recebida com contra-ataques.
A disputa por tecnologias e minerais críticos definirá o relacionamento entre a China e os EUA e é o prelúdio para o início de uma guerra acirrada.
Escrevi alguns artigos sobre terras raras e os planos da China para chips. É interessante contrastar as diferentes abordagens adotadas pelas duas superpotências para conter a iniciativa da outra parte.
A China e os EUA adotaram abordagens diferentes para resolver seus respectivos gargalos, refletindo como os dois sistemas econômicos e políticos extremamente divergentes lidam com os desafios tecnológicos.
A abordagem dos EUA concentra-se em incentivos financeiros e autorizações legislativas, alavancas importantes em um sistema econômico/político altamente financeirizado.
Tais manobras financeiras e regulatórias são complementadas por extorsões sobre a Groenlândia e a Ucrânia, táticas piratas padrão há muito praticadas pelos colonizadores ocidentais – se você não tem algo, simplesmente roube de quem tem.
A abordagem dos EUA
As soluções do regime de Trump para o gargalo das terras raras são multifacetadas:
- suspender a guerra tarifária para obter alívio temporário da China para aplicações não militares (o uso final militar está fora de cogitação, daí o pânico no Pentágono);
- impulsionar os produtores nacionais a substituir a oferta chinesa, exemplificado pelo investimento do Pentágono na MP Materials;
- acelerar o processo de licenciamento por meio de legislações, por exemplo, usando a Lei de Produção de Defesa e a Ordem Executiva 14241 para agilizar a exploração de minas de terras raras;
- adquirir acesso a direitos de mineração em estados vassalos, como a Austrália, ou por meio de grilagem de terras, a ideia por trás da invasão da Groenlândia e do acordo mineral com a Ucrânia.
Superficialmente, o plano dos EUA parece ter abrangido muitas áreas acionáveis. Se você precisar de evidências de que grande parte da economia dos EUA se baseia no keynesianismo militar, usar o Departamento de Defesa para financiar o desenvolvimento de minerais de uso duplo é a prova A.
No entanto, as lacunas nos planos dos EUA são fáceis de identificar. Primeiro, de onde virão as tecnologias de produção de terras raras, mesmo que (um grande “se”) consigam garantir minas suficientes?
Como discutido em meus ensaios anteriores, terras raras dificilmente são raras e o verdadeiro desafio reside nas tecnologias de extração, separação, refino e processamento envolvidas na produção de metais de terras raras e ímãs permanentes (a chamada cadeia de suprimentos “da mina ao ímã”).
O monopólio da China no setor (70% da mineração global e 90% do processamento e refino) é resultado de décadas de investimento em tecnologia e desenvolvimento de capital humano ao longo de toda a cadeia de suprimentos.
Pequim há muito tempo percebeu a importância das terras raras para a indústria moderna e tem investido e desenvolvido pesadamente, desde a década de 1980, as soluções químicas necessárias, maquinário especializado, soluções ambientais, tecnologias de refino e talentos de engenharia relacionados para alcançar o domínio no setor.
De acordo com a Stanford Magnets, uma revista especializada em mineração, “Atualmente, os Estados Unidos não possuem capacidade de P&D suficiente para fabricar ímãs permanentes de terras raras. Por exemplo, os Estados Unidos não têm capacidade para produzir ímãs permanentes de terras raras de samário-cobalto resistentes a altas temperaturas e corrosão, que podem ser usados para fabricar ímãs permanentes para mísseis guiados de precisão, bombas inteligentes, radares e aeronaves militares. No entanto, a China possui essa tecnologia. (Observe que a Lockheed Martin é a maior usuária de ímãs permanentes à base de samário nos EUA – autor).
Atualmente, a capacidade de processamento de terras raras da China é nove vezes maior que a capacidade total de processamento de terras raras de outras regiões do mundo combinadas. Isso significa que levará pelo menos alguns anos para construir uma planta de processamento que possa se igualar à capacidade de produção de terras raras da China.”
Os EUA simplesmente não podem replicar essas competências essenciais no curto prazo investindo dinheiro no problema. Só o problema do capital humano levará anos para ser superado, se é que algum dia será – por exemplo, nenhuma universidade americana oferece um curso de mineração de terras raras, enquanto dezenas na China oferecem.
Para os EUA se atualizarem tecnicamente, levará anos, senão décadas.
O segundo problema para os EUA é que, mesmo supondo que consigam se atualizar tecnicamente, as mineradoras de terras raras americanas e ocidentais dificilmente conseguirão competir com as produtoras chinesas em termos de escala e custo.
As produtoras chinesas superam as mineradoras ocidentais de terras raras, como a MP Materials ou a Lynas, com sede na Austrália (as duas únicas produtoras não chinesas), em escala de produção atual, na ordem de 300 para 1 para os ímãs de neodímio essenciais (ímãs de NdFeB), por exemplo.
De acordo com a MP Materials, os ímãs de NdFeB são “os ímãs permanentes mais poderosos e eficientes do mundo — componentes essenciais em veículos, drones, robótica, eletrônica, sistemas aeroespaciais e de defesa”.
No entanto, de acordo com a revista especializada The Northern Miner, a MP Materials espera produzir 1.000 toneladas de ímãs de NdFeB anualmente quando estiver totalmente expandida com as capacidades de processamento atuais até 2027. Em contrapartida, a China produziu cerca de 300.000 toneladas de ímãs de NdFeB em 2024, ante 280.000 toneladas em 2023.
Como a maior nação industrializada, a China é o maior consumidor final mundial de produtos refinados de terras raras. A China consome mais de 80% dos produtos de terras raras que produz.
Essencialmente, a China domina tanto a oferta quanto a demanda de minerais de terras raras no futuro previsível, decidindo, portanto, os aspectos econômicos do setor, como preço e lucratividade.
Os produtores ocidentais simplesmente não têm um modelo econômico viável para sustentar a concorrência de mercado contra os fornecedores chineses.
Os minerais de terras raras são essenciais para a produção militar, mas a quantidade necessária é, na verdade, bastante pequena, em comparação com usos não relacionados à defesa, como automotivo ou tecnologia verde.
Por quanto tempo os contribuintes americanos subsidiarão empresas privadas com fins lucrativos como a MP Materials se seu único cliente for o Pentágono com sua demanda de nicho? O Pentágono continuará a financiar uma empresa privada quando precisa apenas de uma pequena fração da produção total?
De fato, a dependência dos EUA de insumos minerais essenciais chineses para a máquina de guerra de Washington não se limita a terras raras e ímãs. De acordo com o Centro de Estudos Estratégicos de Haia, outro mineral que representa um gargalo para o complexo industrial militar dos EUA é a grafite de alta pureza.
De acordo com o Centro de Haia, “as forças armadas dos EUA não poderiam funcionar sem grafite e os EUA atualmente não produzem grafite em minas nacionais. Enquanto isso, a China é de longe a maior produtora de grafite do mundo, com cerca de 80% da produção global. Ela também controla quase todo o processamento de grafite e é a empresa dominante em todas as etapas da cadeia de suprimentos”.
A grafite também é amplamente utilizada nas indústrias siderúrgica, de baterias de íons de lítio, refratários, automobilística, aeroespacial, eletrônica e de energia nuclear.
Embora o grafite não seja um tópico muito discutido atualmente, o fornecimento de grafite já está sob pressão em 2025, já que novas minas de grafite não conseguem acompanhar a crescente demanda das montadoras globais.
É concebível que o grafite possa ser um futuro gargalo na cadeia de suprimentos que Pequim pode pressionar em novos confrontos com os EUA.
Em suma, não há uma solução de curto prazo ou barata para os problemas de terras raras nos EUA. As manobras financeiras e regulatórias podem oferecer uma solução parcial, mas dificilmente o suficiente para atender à crescente demanda por terras raras e outros minerais críticos, como o grafite, onde a China construiu um domínio total na cadeia de suprimentos.
Por outro lado, a abordagem da China para a autossuficiência em chips baseia-se na economia de mercado e concentra-se no desenvolvimento das capacidades fundamentais para um avanço.
A abordagem da China reflete a forte cultura de engenharia da liderança e seu sistema econômico/político industrial misto, estatal/privado.
A abordagem chinesa
A China vem se preparando há muito tempo para uma eventual dissociação dos EUA e do Ocidente. A autossuficiência tecnológica é a principal motivação por trás do plano Made in China 2025.
A guerra dos chips simplesmente acelerou o avanço de Pequim em direção à independência dos chips –
- fundos de investimento em semicondutores, tanto pelos governos central quanto locais, para incentivar a inovação nacional e a substituição de tecnologias ocidentais;
- mobilizar grandes empresas de tecnologia para construir conjuntos completos de chips e IA, garantindo que suas demandas computacionais possam ser atendidas sem a necessidade de tecnologia americana/ocidental. As grandes empresas de tecnologia que estão investindo a todo vapor incluem Huawei, SMIC, Alibaba, Xiaomi, ByteDance e Baidu.
- quebrar o embargo de chips por meio de engenharia inteligente, como “empilhamento e clusterização”, para melhorar o desempenho de data centers nacionais sem os semicondutores mais avançados, como o CloudMatrix 384 da Huawei.
- colaboração conjunta entre academia, institutos de pesquisa, grandes empresas e o Estado em tecnologias de ponta para o desenvolvimento de chips de última geração, como semicondutores de terceira geração (discutirei em detalhes posteriormente), chips fotônicos, arquitetura RISC-V de código aberto, etc.
- construir um capital humano cada vez maior para tecnologias de chips e IA, incluindo a criação de cursos de graduação relacionados a STEM em mais universidades e o financiamento de mais doutorados.
Como escrevi anteriormente, a China representa a maior demanda global por chips. O país gastou mais em importações de semicondutores (mais de US$ 400 bilhões em 2023) do que em petróleo, sendo o maior importador de petróleo da história. A justificativa econômica para a autossuficiência em chips é evidente.
Embora a solução dos EUA para o gargalo de terras raras seja uma resposta tipicamente financeirizada, a solução de Pequim para o gargalo dos chips representa uma resposta de engenharia e industrial, além do aumento do financiamento.
Quando Ren Zhengfei, fundador da Huawei Technologies, foi questionado sobre a estratégia de chips da empresa em uma entrevista recente, ele admitiu que o chip Ascend da Huawei ainda estava “uma geração atrás” dos melhores chips da Nvidia.
No entanto, Ren destacou que a Huawei estava alcançando desempenho de ponta em data centers usando métodos como “empilhamento e clusterização”. A Huawei patenteou técnicas para encapsular chiplets uns sobre os outros para tornar os processadores menores.
Por meio de engenharia inteligente e algoritmos otimizados, a Huawei demonstra que pode atingir a paridade de desempenho para data centers com chips inferiores.
Ren enfatizou as muitas vantagens da China no desenvolvimento de IA, incluindo “milhões de jovens estudando engenharia” e “rede de geração e transmissão de eletricidade suficiente, além das redes de comunicação mais desenvolvidas do mundo”.
Escrevi sobre a estrutura tecnológica completa da Huawei em um artigo anterior.
Além da engenharia inteligente para contornar o embargo de chips, a China também está focada em uma estratégia dupla para melhorar sua posição na cadeia global de suprimentos de chips:
- capacitação em toda a cadeia de valor de semicondutores, com ênfase especial em sua alavancagem downstream como o maior cliente de chips e sua força em testes, encapsulamento e nós maduros;
- investimento em tecnologias de salto de fase, como os semicondutores de terceira geração, também conhecidos como semicondutores de banda larga.
Primeiramente, em torno das tecnologias de chips existentes, a China construiu uma posição dominante nos mercados de matérias-primas, montagem e testes, e em nós de fabricação de chips lógicos legados selecionados. Pequim vem expandindo rapidamente sua posição na fabricação de chips de memória.
A China é a principal produtora e processadora internacional de uma ampla gama de matérias-primas relevantes para semicondutores, incluindo gálio, germânio, magnésio, grafite natural, escândio, tungstênio e toda a gama de elementos de terras raras.
No mercado de processos maduros (>22 nm), a China está se aproximando da paridade com Taiwan, com mais de 30% de participação no mercado global. A projeção é que a participação da China chegue a 40% e ultrapasse Taiwan até 2030.
Em embalagens e testes, espera-se que a China represente 25% do mercado global até 2027. Somente em embalagens, a China lidera o mundo com uma participação de mercado de 38%.
No segmento de chips de memória, de acordo com uma análise sul-coreana, a capacidade da China já ultrapassou a Samsung e a SK Hynix, líderes globais do mercado de chips de memória. A Yangtze Memory Technologies (YMTC) e a Changxin Memory Technologies (CXMT) são agora as principais empresas de memória flash NAND e DRAM, respectivamente.
A verdadeira força da China é ainda mais evidente no downstream. A China domina a produção global de eletrônicos, como celulares e eletrodomésticos, e os subsistemas e produtos comerciais desenvolvidos com base neles.
Como resultado, a China é um dos maiores clientes de muitos dos principais fabricantes globais de chips, como Intel, Qualcomm e Nvidia. Em 2023, a China representou 27% da receita da Intel, em comparação com 26% dos EUA. A China representou 46% da receita global da Qualcomm, enquanto os EUA representaram menos de 5%.
Pequim também é especialista em identificar áreas de crescimento com alta demanda, como data centers e inteligência artificial, para as quais pode direcionar suas tecnologias de nós maduras, e fazê-lo em um cenário competitivo relativamente vazio, e então escalar para esse fim.
Além de melhorar sua posição competitiva no atual cenário de tecnologia de chips, a China identificou a tecnologia de semicondutores de terceira geração como uma potencial oportunidade de salto.
Semicondutores de terceira geração, também conhecidos como semicondutores de banda larga, referem-se a materiais e circuitos integrados feitos com eles, como carboneto de silício (SiC), nitreto de gálio (GaN) e fosfeto de índio, que possuem bandas de energia amplas.
Esses materiais oferecem propriedades superiores em comparação ao silício tradicional (primeira geração) e ao arsenieto de gálio (segunda geração), e são capazes de lidar com níveis de potência, temperaturas e tensões mais elevados do que os semicondutores de silício.
Esses materiais são caracterizados por alta tensão de ruptura, alta condutividade térmica, alta velocidade de saturação de elétrons e alta resistência à radiação, tornando-os ideais para aplicações de alta potência, alta frequência e alta temperatura, como veículos elétricos, data centers e produção de energia limpa.
Como resultado, os semicondutores de terceira geração representam mercados multibilionários a curto prazo e projetam-se taxas de crescimento consideráveis nos próximos anos.
Embora os semicondutores de terceira geração constituam um campo relativamente novo e com aplicações em novas indústrias, suas propriedades não estão necessariamente na vanguarda do design e da fabricação, proporcionando à China um nicho de mercado que não requer as tecnologias de ponta que lhe foram negadas.
A China enfrenta um espaço amplamente aberto, desprotegido por um fosso defensivo de patentes e PIs ocidentais, para desenvolver seu próprio conjunto de propriedades intelectuais e tecnologias proprietárias.
E Pequim priorizou esse campo. Em um discurso proferido em maio de 2023, Xiang Libin, vice-ministro do Ministério da Ciência e Tecnologia da China (MOST), destacou a ênfase e o apoio da China aos semicondutores de terceira geração: “Os semicondutores de terceira geração, representados por carboneto de silício e nitreto de gálio, apresentam excelente desempenho e enorme potencial em veículos de nova energia, comunicação de informação, redes inteligentes e outros campos. O Ministério da Ciência e Tecnologia atribui grande importância à inovação tecnológica e ao desenvolvimento industrial de semicondutores de terceira geração e tem oferecido apoio contínuo a longo prazo a essa área.”
Essa ênfase e apoio se refletem no período do 14º Plano Quinquenal da China (2021 a 2025), que elevou explicitamente os materiais semicondutores de banda larga ao nível de estratégia nacional, convocando o “desenvolvimento de carboneto de silício, nitreto de gálio e outros semicondutores de banda larga”.
A priorização na estratégia governamental se traduziu em ações orientadas para a competitividade. A elevação dos semicondutores de banda larga no mais alto nível do projeto de desenvolvimento estratégico da China desencadeou uma onda de políticas e planos de apoio e operacionalização, tanto em nível central quanto local.
Esses planos delinearam medidas de apoio financeiro para empresas, participação de mercado, metas tecnológicas e iniciativas industriais. Eles priorizaram toda a cadeia de valor de semicondutores de banda larga, incluindo aplicações.
Por exemplo, o “Plano de Ação para Construir um Futuro Planalto de Inovação Industrial para Desenvolver e Expandir Futuros Clusters Industriais” de Xangai, de 2022, descreveu um foco de ponta a ponta, do upstream ao downstream: “Promover o desenvolvimento de carboneto de silício, nitreto de gálio e outros compostos semicondutores de banda larga; melhorar o nível de energia e a escala de produção em massa da tecnologia de preparação de cristais de compostos semicondutores de banda larga; desenvolver ativamente a tecnologia de fabricação de wafers semicondutores de banda larga; aprimorar a capacidade de design de produtos de chips semicondutores de banda larga; e expandir os campos de aplicação.”
Desculpem a linguagem tediosa. É por isso que a maioria das pessoas não lê os planos do governo chinês, que podem ser muito técnicos e densos, diferentemente do entretenimento proporcionado pelo palhaço Trump.
Outro exemplo é o Plano de Ação de Shenzhen para Cultivar e Desenvolver Clusters da Indústria de Semicondutores e Circuitos Integrados (2022-2025), que descreve um projeto de nitreto de gálio e carboneto de silício com o objetivo de “conquistar o comando da indústria e aumentar o domínio e a voz do produto no mercado”.
O Parque Científico Zhongguancun, em Pequim, declarou sua intenção de acelerar a construção do Parque Zhongguancun Shunyi como um cluster da indústria de semicondutores de terceira geração com influência global, “com ênfase em carboneto de silício, nitreto de gálio, óxido de gálio e diamante”.
O discurso da indústria chinesa é paralelo às políticas nacionais e locais.
Zhang Rujing, fundador da fundição estatal de chips Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC), classificou os semicondutores de terceira geração como uma área na qual a China pode “ultrapassar o Ocidente rapidamente”.
E Yu Chengdong, CEO da divisão de consumo da Huawei, afirmou que a China espera “alcançar a liderança em uma nova era” de semicondutores de terceira geração. Ele observou que “a lacuna entre os semicondutores de terceira geração no país e no exterior não é tão evidente quanto a dos semicondutores de primeira e segunda geração. Os fabricantes nacionais podem alcançar os fabricantes estrangeiros e completar a substituição doméstica”.
A ênfase da China em semicondutores de terceira geração já rendeu campeões nacionais na área. Veja, por exemplo, a empresa de módulos de circuitos integrados fotônicos Zhongji Innolight (Innolight).
Ao contrário de empresas como SMIC e Huawei, a Zhongji está longe de ser um nome conhecido no Ocidente. Mas, com base na tecnologia de semicondutores de terceira geração, e em particular no fosfeto de índio, é a principal fornecedora mundial de soluções de módulos ópticos, hardware de pequeno porte que auxilia na conexão de data centers em rede e na transmissão de fluxos de dados de alta taxa de transferência que impulsionam aplicações de inteligência artificial de ponta.
A Zhongji Innolight também é a única fabricante na China que produz e fornece em massa módulos ópticos de 100 gigabits para data centers. Tornou-se uma fornecedora essencial para grandes empresas globais de tecnologia que desenvolvem data centers, incluindo hiperescaladores de IA como AWS, Oracle, Alibaba e Tencent.
O ecossistema de semicondutores de terceira geração também demonstra como Pequim pode alavancar seu domínio subestimado na cadeia de suprimentos de semicondutores.
O nitreto de gálio é um material essencial em semicondutores de terceira geração. E a China é a principal produtora global de gálio, respondendo por aproximadamente 98% do fornecimento mundial. A China desfruta de monopólio semelhante em muitos outros minerais críticos, conforme discutido anteriormente.
Em suma, a tecnologia de chips de terceira geração não depende do que há de mais moderno em transistores de tamanho cada vez menor. A utilidade dos semicondutores de terceira geração para processamento alinha-se perfeitamente às demandas de aplicações contemporâneas críticas e crescentes, como data centers e veículos elétricos.
E a China vem silenciosamente desenvolvendo uma vantagem decisiva no setor há anos, alavancando suas vantagens em materiais, sua capacidade de fabricação e a ênfase no cultivo de campeões em pesquisa e comercialização.
De modo geral, o caso dos semicondutores de terceira geração ressalta a futilidade de uma política industrial de semicondutores dos EUA que não leve em conta a resiliência e a inovação da China.
Em resumo, à medida que a China e os EUA continuam a intensificar sua competição geoeconômica e geopolítica em múltiplos domínios tecnológicos, cada um precisa se adaptar e neutralizar os movimentos de estrangulamento do outro.
A estratégia da China é focar em economia de mercado, inovações de engenharia, escala industrial e investimento em capital humano para superar os desafios dos EUA. O objetivo final é usar os embargos tecnológicos impostos por seus adversários como um catalisador para alcançar autossuficiência e soberania tecnológica.
Hua Bin – Executivo aposentado, observador geopolítico
O texto não representa necessariamente a opinião do Jornal GGN. Concorda ou tem ponto de vista diferente? Mande seu artigo para dicasdepautaggn@gmail.com. O artigo será publicado se atender aos critérios do Jornal GGN.
“Democracia é coisa frágil. Defendê-la requer um jornalismo corajoso e contundente. Junte-se a nós: https://www.catarse.me/JORNALGGN “
Deixe um comentário