Cosa sono i semiconduttori strategici?
Quando si parla dell’importanza dei chip e di come siano strategici per la produzione di una lunga serie di prodotti, tra cui computer, centri dati, aerei et cetera, è altrettanto importante comprendere come lo Stato possa meglio garantire gli interessi dei cittadini e quali azioni comporti tale protezione. Sia chiaro, si intende protezione dal punto di vista economico del termine, per garantire la produzione dei componenti necessari, non quindi legislazione per i diritti dei consumatori, il tema della privacy et similia. Insomma, se lo Stato decide che ha bisogno di una flotta aerea o centri dati sicuri dagli hacker, cosa può fare per essere sicuro di raggiungere i propri obiettivi?
Prima di tutto bisogna capire a che livello lo Stato voglia intervenire e fin dove voglia garantire la propria indipendenza da dipendenze esterne. La produzione di semiconduttori ha una filiera che è estremamente lunga, che va dalla estrazione dei materiali necessari per la produzione alla fabbricazione del prodotto finito, ma con moltissimi passaggi intermedi e nicchie di mercato. Andiamo quindi a semplificare prendendo in considerazione l’esempio di un chip che gestisce il funzionamento dei controlli di bordo di un caccia o di una nave della marina italiana.
Materiali
Senza entrare nella questione ulteriormente spinosa delle terre rare, un chip è composto da una base in silicio o gallio, su cui vengono impressi circuiti che necessitano di germanio, rame, arsenico, antimonio, fosforo, boro, tungsteno, tantalio, cobalto, rutenio, palladio, platino, stagno, argento ed oro. La stampa dei circuiti necessita inoltre di neon, elio, fluoro e cloro. Questi elementi sono da estrarre da minerali o sintetizzati chimicamente. Sebbene l’industria chimica e siderurgica italiana abbia le tecnologie necessarie alla produzione di tali materiali, i materiali stessi devono essere estratti da depositi minerali. Al momento in Italia sono operative pochissime miniere, perlopiù per l’estrazione di materiali da costruzione. Ciò significa che dipendiamo totalmente da approvvigionamento esterno. Una parziale protezione statale potrebbe essere nella partecipazione societaria di una azienda italiana nella società che si occupa dell’estrazione all’estero, per garantire la soddisfazione della domanda interna prioritariamente rispetto ad altri paesi. In ogni caso, la produzione di quasi tutti questi elementi è dominata dalla Cina. Il silicio ed il gallio vengono usati per la coltivazione di cristalli puri, che vengono poi tagliati in dischi (cosiddetti wafer), sui quali andranno stampati i circuiti integrati.
Progettazione
Prima della stampa dei circuiti integrati sui wafer, bisogna sapere cosa stampare. Esistono diversi chip, a seconda della funzione che devono svolgere. Senza entrare nello specifico dei tipi di chip e delle singole funzioni, basti sapere che il loro funzionamento richiede il posizionamento di componenti metallici (cosiddetti transistori) in un certo ordine. Da tale ordine deriva il ruolo che gioca all’interno del chip stesso, per esempio distribuzione di energia elettrica, stoccaggio di carica, comunicazione con altre componenti, interfaccia dei blocchi et cetera. A seconda della funzione del chip, l’architettura del chip include certi blocchi e non altri. Sulla base dell’architettura del chip, la progettazione dei chip mediante software EDA (Electronic Design Automation) crea il procedimento per la stampa dei blocchi su wafer. L’architettura riguarda quindi il disegno logico del chip, mentre la progettazione riguarda il disegno fisico del chip. Entrambi tipi di disegni sono stati ormai canonizzati e brevettati da meno di una decina di aziende che vengono pagate per la riproduzione della loro proprietà intellettuale. Difficilmente, quindi, lo Stato può agire a questo livello, se non incentivando e finanziando la creazione di brevetti indigeni, formando ingegneri informatici e ingegneri di informatica applicata.
Fabbricazione
Una volta ottenuti i disegni logici e fisici, si procede alla stampa. La fabbricazione dei chip è realizzata nella ripetizione di due passaggi fondamentali: l’impressione dei disegni e la loro incisione. L’impressione dei disegni avviene mediante l’applicazione di uno strato fotoresistente sul wafer e l’esposizione a luce ad alte onde elettromagnetiche (LASER). Lo strato fotoresistente reagisce alla luce, modificando così la superficie del wafer e preparandolo al passaggio successivo di incisione. L’incisione all’acquaforte agisce mediante un acido che pulisce e consolida il solco creato dal primo passaggio. La ripetizione di questi passaggi da come risultato finale il circuito integrato. L’assemblaggio comporta il taglio del wafer in singoli chip, il fissaggio su un substrato, il cablaggio dei contatti del chip a quelli del pacchetto, e l’incapsulamento in un ambiente isolato. Dopo un test finale, il chip può essere utilizzato nella strumentazione dei controlli di bordo del caccia o della nave della marina italiana. In questi passaggi, sono presenti una serie di monopoli ed oligopoli. La macchina per l’esposizione LASER è prodotta da un consorzio europeo ed americano che ha il quasi totale monopolio su tali macchine estremamente complesse. La stessa Cina è stata colpita da un divieto di vendita per le macchine più avanzate. Circa il prodotto chimico per lo strato fotoresistente, l’oligopolio di produzione è giapponese. Sebbene la produzione non sia così complessa, i margini di profitto sono estremamente bassi e lo sviluppo di un’alternativa indigena da sovvenzionare completamente.
Dove può agire lo Stato?
Ad oggi, Sebbene quindi la fabbricazione del chip sia comunemente vista e proposta come il procedimento da sussidiare, è particolarmente oneroso e rende estremamente dipendente da approvvigionamento esterno. Nel nostro caso, una società di bandiera è presente in ragione del 28% di quote in STMicroelectronics divise equamente tra il Ministero delle finanze italiano e lo Stato francese. Il problema nella partecipazione statale in una società industriale riguarda la sua sopravvivenza e profittabilità, poiché essa non può dipendere solamente dai ricavi istituzionali ma messa in condizione di poter operare sulla base delle condizioni di mercato. Lo Stato può però tentare di creare le condizioni legali, monetarie, industriali e diplomatiche più favorevoli al successo. Nel caso specifico di STMicroelectronics, sebbene la società parzialmente una partecipata statale, non riceve appalti di importi tali da consentirle espansioni né di dimensioni tali da giustificare l’apertura di nuovi impianti di fabbricazione. Negli anni ’90, STMicroelectronics produsse chip per NVIDIA, oggi dominatrice nel settore delle schede grafiche, ma il tipo di diversificazione di produzione spinse quest’ultima a non proseguire la collaborazione per evitare competizione e perdita di potere di negoziazione. NVIDIA optò quindi per la TSMC di Formosa.
Se lo Stato non aiuta direttamente STMicroelectronics o altre società locali con sussidi o con appalti, può invece favorire mediante la creazione di migliori condizioni di produzione. Ciò può riguardare vari elementi: condizioni monetarie, legali, energetiche, produttive, scientifiche, burocratiche. Dal punto di vista monetario, l’Italia dipende dall’Unione Europea e non può unilateralmente influenzare il valore di cambio della propria moneta. Similmente, la legislazione di molte parti del settore, quali Regolamento UE 2024/1689 sull’intelligenza artificiale, Regolamento (UE) 2022/2065 sui servizi digitali e Regolamento (UE) 2022/1925 sui mercati digitali, è anch’essa dipendente dall’Unione Europea. La Legge del 23 settembre 2025, n. 132 è la più recente legge italiana sull’intelligenza artificiale, risultato di svariati emendamenti per rientrare nel quadro di regolamenti europei circa i diritti di privacy e tentativo di creazione di un ambiente competitivo per le aziende che vogliono costruire centri dati sul suolo italiano.
Il lato energetico è difficilmente trasformabile in condizione favorevole in Italia. La fabbricazione di chip richiede un enorme quantità di energia, che in Italia è ottenuta per oltre il 40% da fonti fossili quali gas naturale e petrolio. L’Italia importa la quasi totalità delle risorse energetiche fossili, a prezzi di conseguenza maggiori dei costi di estrazione. Il rimanente 60% dell’energia è ottenuto da fonti rinnovabili e da acquisto dall’estero (per esempio dalla Francia), ma a prezzi che sono superiori alla media europea e quindi molto superiori al resto del mondo.
Dal punto di vista delle condizioni produttive e scientifiche, la fabbricazione dei chip richiede tra le altre cose personale specializzato e personale per la ricerca di tecnologie avanzate. Le grandi fonderie di Formosa, Giappone, Corea del sud e Cina fabbricano chip di appena 2 nanometri di grandezza, mentre STMicroelectronics arriva a chip da 18 nanometri. Tale differenza è minore di quanto si possa immaginare, ma mostra comunque un ritardo tecnologico. La ricerca di migliori tecnologie e la loro messa in produzione richiede sia ingegneri esperti formati e da formare appositamente ad esercitare nel settore. Entrambe tali figure professionali passano necessariamente attraverso il mondo universitario, con la possibilità di creazione di percorsi di studio e assegni di ricerca applicata all’industria. Tali necessitano la collaborazione delle istituzioni e delle aziende, ed è sicuramente il procedimento all’interno del quale lo Stato può aiutare maggiormente lo sviluppo dell’industria locale nel settore. A latere vi sono poi una serie infinita di ulteriori tecnologie all’avanguardia in grado di rivoluzionare la fabbricazione dei chip, tra cui i materiali utilizzati per la fabbricazione, software EDA, driver per il miglioramento di stampa dei chip, et cetera. Tali tecnologie non sono ricercate da STMicroelectronics direttamente, ma di nuovo da università ed altri centri di ricerca in collaborazione con le società di fabbricazione dei chip. Anche in questo caso è lo Stato che gode di una posizione di possibile intermediario e facilitatore tra università ed industria.
Una questione ulteriore è poi quella della burocrazia e delle altre circostanze riguardanti gli enti locali nella creazione di un ambiente favorevole alla produzione. La fabbricazione dei chip fa uso di grandi quantità d’acqua e di energia, la cui distribuzione implica sia servizi commerciali che uffici amministrativi. L’Italia ha sicuramente molto da migliorare non solo sulla durata dei processi ma anche delle pratiche burocratiche. Beni comuni quali acqua ed elettricità sono poi estremamente divisivi per la politica nazionale e locale. Le attività di produzione dei chip sono estremamente rischiose del capitale, non solo per la volatilità del settore ma anche per il fatto che il tempo è il primo fattore commerciale, e qualsiasi ritardo comporta enormi perdite reali (non potenziali). In comparazione, per esempio, dopo un terremoto a Formosa nel 2018 che aveva privato un’intera provincia di luce ed acqua, le fabbriche di TSMC furono le prime a ricevere la ripresa del servizio, e solo in un secondo tempo le abitazioni private e le strutture commerciali. L’accettazione di tali condizioni è possibile solo in realtà locali dipendenti perlopiù da tali aziende, diversamente dall’Italia. Tali ritardi hanno implicato la perdita di centinaia di milioni anche negli Stati Uniti, dove l’attesa della posatura delle condutture idriche nello Stato di New York è durata sette anni. La creazione di condizioni favorevoli è quindi in questo caso più nelle mani degli enti locali che dello Stato a livello nazionale.
In conclusione, la protezione dei semiconduttori strategici da parte dello Stato è più complessa del semplice intervento statale in uno dei diversi passaggi produttivi. Lo Stato non può solamente intervenire, per esempio, nel solo passaggio finale di stampa ed assemblaggio del chip, poiché rimarrebbe comunque dipendente da tutti i passaggi di produzione precedenti. La sovranità ed indipendenza strategica nel settore dei semiconduttori è quindi difficilmente raggiungibile al giorno d’oggi. Anche una superpotenza come gli Stati Uniti deve affrontare un tale ostacolo e non è per loro economicamente conveniente da superare. La dipendenza può essere quindi diminuita o in parte sostituita con alternative. Per l’Italia nello specifico, ciò dipende anche da un ulteriore passaggio a livello europeo, visto che implica regolamenti più ampie di quella nazionale.
Questo approfondimento è il primo di una serie sui semiconduttori ed espande ulteriormente sulle diverse branche del settore, rispetto alla nostra analisi già pubblicata a riguardo e presente nella sezione “Analisi”.
