Dankzij de dorstige chipindustrie herrijst de Amerikaanse stad Phoenix uit zijn as

Als je wilt zien hoe de Verenigde Staten hun techoorlog met China uitvechten, dan beklim je de metalen stellage van het Intel-gebouw in Chandler, Arizona. De jas kan uit. Met 25 graden in de winter staat het zweet op je voorhoofd voor je boven bent. Het geïmproviseerde dakterras biedt aan de ene kant uitzicht over het Gila River Indianenreservaat, aan de andere kant staan twee chipfabrieken in aanbouw: Fab 52 en Fab 62. Nu lopen er gehelmde bouwvakkers tussen de hijskranen, maar in 2025 werken op deze plek duizenden cleanroommedewerkers in stofvrije pakken die geavanceerde halfgeleiders zullen maken.

In het woestijnlandschap van Arizona schroeven de VS hun chipproductie op om zo minder afhankelijk te worden van Aziatische fabrikanten. Er is wereldwijd maar een handjevol bedrijven dat de productietechniek voor die complexe chips beheerst. Intel, uit Amerika, heeft moeite om de ontwikkelingen in Azië bij te benen. Samsung (Zuid-Korea) en met name het Taiwanese TSMC zijn een stuk verder. Dat bedrijf maakt in opdracht 90 procent van de meest complexe processors ter wereld – TSMC produceert inmiddels zelfs ook chips voor Intel.

Halfgeleiders zijn een belangrijke grondstof voor economische ontwikkeling; onmisbaar voor telefoons, computers, auto’s en industriële vernieuwing, voor de energietransitie en de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie.

De geglobaliseerde chipindustrie concentreerde zich in Azië, maar wordt uiteengetrokken door de concurrentiestrijd tussen twee grootmachten. Amerika is bang dat China Taiwan – en daarmee TSMC – inlijft of zelf een zelfstandige chipindustrie opbouwt om de Chinese economische en militaire macht te vergroten. De VS remmen daarom de export van geavanceerde chips en apparatuur naar China af, zoals de Nederlandse chipmachinemakers ASM en ASML ondervinden. Zij mogen hun meest geavanceerde apparatuur niet aan Chinese klanten verkopen.

Ondertussen proberen de Amerikanen hun eigen aandeel in de wereldproductie (nu 12 procent) op te stoken met de US Chips Act, een stimuleringsprogramma van ruim 52 miljard dollar (47,4 miljard euro). Daarvan is 39 miljard bestemd om nieuwe chipfabrieken naar Amerika te lokken.

De vuistregel is dat zo’n 40 procent van de opstartkosten van de fabriek vergoed wordt. Intel breidt in Arizona bijvoorbeeld uit voor 20 miljard en krijgt 8 miljard staatssteun. Ook de EU heeft zo’n stimuleringsprogramma voor de chipindustrie, maar als je de bouwkranen rondom Phoenix telt, lijkt Arizona al een stap verder.

Chips uit eigen achtertuin

Een uurtje rijden van Chandler bouwt TSMC nieuwe productielijnen: gigantische grijze hallen die in de uitgestrekte woestijnvlakte bedrieglijk klein lijken. TSMC steekt maar liefst 40 miljard dollar in deze fabrieken. Klanten zijn er genoeg. De grootste afnemer, Apple, komt uit Amerika, net als chipontwerpers AMD en Nvidia. Zij kunnen hun chips straks uit de eigen achtertuin in Arizona halen.

De allersnelste processors blijft TSMC uit strategische overwegingen echter alleen in Taiwan produceren. In cijfers: in Taiwan worden vanaf volgend jaar chips gemaakt met een nieuw ‘2-nanometer-procedé’ (twee miljoenste van een millimeter), in de VS begint TSMC in 2025 met 4-nanometerchips. Hoe nauwkeuriger de productiemethode, des te krachtiger de chips. Voor Phoenix en omgeving maken deze nanometers weinig uit, want er is ook veel behoefte aan oudere chiptechniek.

De nieuwe fabrieken hebben een aanzuigende werking. Afgelopen maand kondigde Amkor, een chipfabrikant uit Zuid-Korea, aan 2 miljard dollar in een fabriek in Phoenix te steken. Amkor is gespecialiseerd in het verpakken van chips tot bruikbare elektronica, een cruciale stap in de productieketen. De silicium schijven waarop chips gemaakt worden, vliegen nu vaak de wereld rond om in Azië nabewerkt te worden.

Ook de Nederlandse chipfabrikant NXP heeft plannen om zijn bestaande fabriek in het nabijgelegen Chandler uit te breiden – daar maken ze 5G-chips voor radioantennes – en neemt graag een hap uit de Amerikaanse subsidieruif.

Gouverneur Katie Hobbs van Arizona (links), Benjamin Loh (ASM-topman, tweede van rechts) en Mark Rutte bij de aankondiging van een ASM-onderzoekscentrum in Scottsdale.Foto Heidi Alletzhauser

Rondrennende rodeopaarden

NXP was een van de tientallen techbedrijven die meededen aan de Nederlands-Vlaamse handelsmissie die vorige week een bezoek bracht aan Arizona. Demissionair premier Mark Rutte en minister Micky Adriaansens (VVD) van Economische Zaken en Klimaat waren erbij, om de banden met de lokale hightechsector aan te halen.

Rutte bracht een bezoek aan de lokale vestiging van ASML, dat een nieuw trainingscentrum bouwt om medewerkers op te leiden voor het specialistische werk in de chipfabrieken. Het gebouw is nog niet klaar, dus tot nu toe leidt ASML de experts voornamelijk op in Taiwan. Daarnaast waren Adriaansens en Rutte aanwezig bij de officiële aankondiging van een nieuw onderzoekscentrum van ASM, de chipmachinefabrikant die in 1984 met Philips aan de wieg van ASML stond. In 2025 moet het nieuwe ASM-kantoor in bedrijf zijn, met vijfhonderd extra ingenieurs in dienst.

In een loods waar normaal gesproken de rodeopaarden rondrennen, had de ASM-top zich verzameld, samen met gouverneur Katie Hobbs van de staat Arizona. Meteen na het indrukken van een symbolische knop vertrok Rutte in een konvooi van geblindeerde SUV’s en politieauto’s naar het pittoreske centrum van Scottsdale, een nagebouwd wildwest-stadje met saloons en cowboyhoeden.

Voorbijgangers vroegen zich hardop af of er misschien een beroemde rockband in Scottsdale was neergestreken. Rutte was er als hoogste vertegenwoordiger vooral voor het plaatje en het praatje, om op die manier de deuren te openen voor het bedrijfsleven. Als Amerika zijn maakindustrie nieuw leven wil inblazen is de Nederlandse hightechsector onmisbaar.

Sun Belt

„De chipindustrie helpt Phoenix uit de as te herrijzen”, zegt burgemeester Kate Gallego. Haar stad was dan ook behoorlijk opgebrand. Arizona werd in 2008 het zwaarst getroffen door de Amerikaanse huizencrisis. De woningprijzen daalden er in één jaar met bijna 35 procent, waardoor veel mensen gedwongen werden hun huis te verkopen. Gallego had zelf destijds net een woning gekocht. „Dat was mijn eerste grote aankoop als volwassene. Een verstandige investering, zeiden ze tegen me.” Ze zag haar vermogen verdampen.

Arizona herstelde zich laat van de huizencrisis vergeleken met de rest van de VS, maar inmiddels is de situatie gekanteld. De woonkosten in Phoenix stegen de afgelopen jaren explosief door economische groei, inflatie en het pandemie-effect: veel Amerikanen vertrokken uit het dure Californië om op afstand te gaan werken in een van de zuidelijke staten, de ‘Sun Belt’.

De chipindustrie, al decennia aanwezig in Arizona, maakt de ontwikkeling van Phoenix minder afhankelijk van de grillige woningmarkt, dacht Gallego. Daarom reisde ze in 2019 met een clubje economen naar Taiwan en slaagde erin TSMC te overtuigen een fabriek te bouwen in Phoenix, nog voordat er sprake was van de US Chips Act. Het stadsbestuur trok wel 200 miljoen dollar uit voor de infrastructuur voor de TSMC-vestiging, die in een soort niemandsland werd opgetrokken.

Het is niet het subsidiebeleid, maar het gunstige vestigingsklimaat in Phoenix dat chipgiganten over de streep trekt, zegt Gallego. Vanuit haar werkkamer ziet de burgemeester haar stad (1,6 miljoen inwoners) samenklonteren met omliggende steden als Tempe, Scottsdale en Chandler. De chipsector is hier al aanwezig. Er zijn toeleveranciers, hooggekwalificeerde mensen en gespecialiseerde bedrijven die cleanrooms bouwen. De plaatselijke universiteit, Arizona State University, telt meer dan 75.000 studenten en is hofleverancier van het technisch talent. Dat is een belangrijker levensader voor de chipsector dan een tegemoetkoming in de opstartkosten: geschikte techmedewerkers zijn schaars in de VS.

De Amerikaanse president Joe Biden begroet bouwvakkers bij een van de TSMC-fabrieken in aanbouw in Phoenix.Foto Brendan Smialowski/AFP

Versie 3.0

Silicon Valley mag dan bekend staan als de bakermat van de chipindustrie, Phoenix was er vroeger bij. De eerste Amerikaanse halfgeleiderfabrikanten streken in het midden van de vorige eeuw in Arizona neer. Motorola, van oudsher een telecombedrijf, vestigde zich er al in de jaren vijftig, Intel luidde eind jaren zeventig een tweede golf in. „We werken nu in feite aan versie 3.0 van de chipindustrie”, zegt Chris Camacho. Hij is directeur van de Greater Phoenix Economic Council, een publiek-private organisatie die de regionale ontwikkeling aanjaagt.

Het pronkstuk is de TSMC-fabriek, maar die loopt vertraging op. De Taiwanezen kregen het tijdens de bouw aan de stok met plaatselijke vakbonden die loodgieters en elektriciens vertegenwoordigen. Volgens Camacho gaat het om ‘natuurlijke aanloopproblemen’ voor een ingewikkeld project waaraan 12.000 mensen werken.

De Chips Act vereist dat een deel van de bouwwerkzaamheden door vakbondsleden moet worden uitgevoerd. TSMC laat gespecialiseerd installatiewerk liever door experts uit eigen land uitvoeren omdat het te lang duurt om Amerikaanse vaklieden op te leiden. TSMC heeft de productiestart van de meest geavanceerde fabriek in Phoenix nu uitgesteld tot 2025.

Afgelopen zomer zei topman Mark Liu tegen beleggers dat de VS kampen met een „gebrek aan goed opgeleide specialisten”. Het is niet de eerste keer dat zulke kritiek klinkt uit Taiwan. De invloedrijke TSMC-oprichter Morris Chang (92) liet zich sceptisch uit over de Amerikaanse werkcultuur, die het niet zou halen bij de gedisciplineerde Taiwanese aanpak. „Changs toon is wel wat milder geworden”, zegt Chris Gamacho, „maar hij heeft een punt. Amerika besloot veertig jaar geleden geen dingen zelf meer te bouwen. Nu moet het land niet alleen de chipfabrieken, maar ook de beroepsbevolking radicaal vernieuwen.” Om extra talent naar de VS te trekken zouden de regels voor kennismigranten en techniekstudenten soepeler moeten worden, vindt hij. „Zodat ze niet zo lang hoeven te wachten om Amerikaans staatsburger te worden. Met onze vergrijzende bevolking gaan we het niet redden in de concurrentie met andere landen.”

Intel, Amerika’s grootste chipfabrikant, hield het innovatietempo van de Aziatische concurrenten niet bij en probeert nu ‘haasje-over’ te springen door in één keer op een veel nieuwere halfgeleidertechnologie over te stappen. Dat is een risicovolle stap, waarbij Intel gebruikmaakt van ASML-machines die extra fijnmazige chippatronen kunnen projecteren. Zulke lithografiesystemen, die meer dan 200 miljoen euro per stuk kosten, komen ook in de fabrieken in Chandler te staan.

Van de 280.000 inwoners in Chandler werkt een kwart in de geavanceerde maakindustrie, drie keer zoveel als gemiddeld in de VS. Intel is er de grootste werkgever: het bedrijf telt 12.000 medewerkers in Chandler, vanaf 2025 zijn het er 15.000. Voor Intel is het zuur dat concurrent TSMC zich om de hoek vestigt en profiteert van hetzelfde netwerk aan toeleveranciers dat Intel rondom zich verzamelde. „Een beetje frustrerend is het inderdaad”, erkent Jason Bagley, die voor Intel de overheidsrelaties onderhoudt. „Maar voor de staat Arizona is het fantastisch, want het komt het gehele ecosysteem ten goede. Daar draait het om in deze sector.”

Schaars water

Geen aardbevingen, geen tornado’s, geen overstromingen, alle ruimte en driehonderd dagen zon per jaar. Dat maakt Arizona tot een betrouwbare locatie voor chipfabricage. Maar het is ook een van de droogste plekken van het continent, terwijl chipfabricage enorm veel water vergt. Eén chipfabriek verbruikt al snel zoveel als een kleine stad. Wereldwijd soupeerde de chipindustrie in 2022 zo’n duizend miljard liter per jaar. En die hoeveelheid groeit.

Behalve koelwater is er ook veel spoelwater nodig. De productie van een moderne chip bestaat uit meer dan duizend stappen waarbij de silicium schijven tussendoor telkens gereinigd worden met ‘ultrapuur’ water, zonder microben, mineralen en bacteriën.

In Chandler is nog genoeg water, zegt Micah Miranda. Hij leidt de afdeling economische ontwikkeling van de stad en is een „waternerd” die elke dag even kijkt hoe het met de voorraden gesteld is. Chandler tapt uit meerdere vaten, dankzij overheidsinvesteringen die de VS lang geleden deden. In de jaren dertig van de vorige eeuw, tijdens de Grote Depressie, liet de toenmalige president Franklin Delano Roosevelt stuwdammen optrekken in de Colorado-rivier. En in 1911 kreeg de Salt River ten noorden van Chandler een stuwdam die vernoemd is naar president Theodore Roosevelt. Er liggen nu vijf dammen in de Salt River, die onder meer gevoed wordt met smeltwater van de White Mountains, bergtoppen van ruim drieduizend meter hoogte. Deze dammen zorgen voor hydro-elektriciteit en voor een stabiele toevoer van water.

Techbedrijven sponsoren de aankoop van grondgebieden rondom de rivieroevers om het aangevoerde water zo schoon mogelijk te houden. Miranda: „Chipfabrieken hebben niets aan water als het te veel zout of andere afzettingen bevat. Het land mag dus niet door landbouw of kampeerders gebruikt worden.”

Het sommetje dat ze in Arizona maken: één miljoen gallon water per dag (3,8 miljoen liter) levert in de chipindustrie 200 goedbetaalde banen op. Terwijl een datacenter dat dezelfde hoeveelheid water verbruikt, minder dan 40 banen oplevert, met een lagere beloning.

De chipfabrieken generen voor Phoenix en omgeving meer economische waarde dan andere ‘dorstige’ bedrijven. „Vandaar dat we regelmatig ‘nee’ zeggen tegen ondernemers uit andere sectoren die zich hier willen vestigen”, zegt Miranda. „Het water is schaars; niet omdat er een acuut tekort is, maar omdat we het in deze dorre omgeving als een schaars goed behandelen.”

Om die reden recyclet Intel in Chandler inmiddels al het water dat het gebruikt. Het bedrijf streeft ernaar in 2030 wereldwijd ‘waterneutraal’ te zijn en net zoveel water terug te leveren als het afneemt.

Water recyclen is bittere noodzaak, wil de chipindustrie blijven groeien in Arizona. Volgens de statistieken kampt de staat met ernstige droogte, verbreekt Phoenix dit jaar alle hitterecords en zakt het peil in de Colorado-rivier snel.

In Chandler is er geen reden tot paniek, zegt Micah Miranda. „Zelfs al zouden we geen druppel meer krijgen van de Colorado of de Salt River, dan ligt er onder onze stad genoeg grondwater opgeslagen om al onze inwoners en bedrijven nog vijftien jaar van water te voorzien.”