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TSMC, i motori dietro i chip Apple e la dipendenza dalla Cina
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Dentro una fabbrica di semiconduttori, oltre alle macchine che realizzano i circuiti sul silicio, lavorano numerosi motori elettrici. Muovono robot, sistemi di trasporto e attuatori: molti impiegano magneti permanenti a base di terre rare. TSMC sta valutando alternative per ridurre la dipendenza dalla filiera cinese e il rischio di difficoltà nell’approvvigionamento dei componenti.
Secondo Reuters, che il 22 ottobre ha citato tre persone informate, il produttore taiwanese ha interpellato i fornitori sulla possibilità di impiegare motori senza terre rare nei sistemi di automazione. I colloqui sono ancora preliminari e non hanno portato a un’adozione estesa di queste apparecchiature.
Il punto debole emerge soprattutto dopo l’estrazione. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia, nel 2024 la Cina rappresentava il 60% dell’estrazione mondiale delle terre rare destinate ai magneti, il 91% della raffinazione e il 94% della produzione di magneti permanenti sinterizzati. Cercare una miniera fuori dalla Cina, quindi, non basta: servono anche impianti capaci di trasformare i materiali in componenti utilizzabili.
I controlli cinesi sulle esportazioni di alcuni materiali, magneti e tecnologie di lavorazione hanno reso più evidente questa dipendenza. Le autorizzazioni richieste per le forniture aggiungono un elemento di incertezza alla disponibilità di componenti impiegati nei macchinari industriali.
Per capire il problema basta pensare a un robot che trasferisce i wafer, i dischi di silicio sui quali vengono costruiti i chip, tra due fasi di lavorazione. Se il suo motore si guasta e il ricambio tarda ad arrivare, può rallentare anche il lavoro di apparecchiature molto più costose. Una carenza di componenti può inoltre complicare l’installazione di nuovi macchinari.
È questo il rischio che TSMC cerca di ridurre. La ricerca di alternative è una misura preventiva: il servizio Reuters non descrive fermi produttivi già causati dalla mancanza di questi motori.
Costruire motori senza terre rare è possibile. Quelli a induzione funzionano senza magneti permanenti; altre soluzioni sfruttano la riluttanza, cioè la diversa facilità con cui il flusso magnetico attraversa i materiali del motore. Esistono anche motori con magneti in ferrite, basati su materiali più comuni rispetto alle terre rare.
Le prestazioni dipendono però dal progetto e dall’applicazione. Non tutti i motori senza terre rare consumano di più: esistono, per esempio, motori sincroni a riluttanza ad alta efficienza. Questo non significa che possano sostituire direttamente quelli montati nei sistemi di movimentazione dei wafer.
Per ogni impiego occorre verificare ingombri, coppia, precisione, vibrazioni e compatibilità con l’elettronica di controllo. Nelle camere bianche, gli ambienti a contaminazione controllata in cui si producono i semiconduttori, contano anche i requisiti di pulizia e affidabilità. Il lavoro consiste quindi nell’adattare e qualificare una soluzione per il macchinario, non semplicemente nel cambiare un motore.