Кризата с полупроводниковите чипове няма да затихне по-рано от 2022

Кризата с полупроводниковите чипове няма да затихне по-рано от 2022 година
(снимка: CC0 Public Domain)

Който се е наканил да си купува нов смарт телефон или компютър, вероятно е дочул, че има проблем с производството на сходни цифрови устройства по целия свят и че цените вероятно ще нарастват в идните месеци. Пазарните анализатори от Gartner плануват, че рецесията ще продължи и едва ли ще стихне по-рано от 2022 година.

Острият дефицит на полупроводници ще продължи през 2021 година, а възобновяване ще стартира едвам към края на годината, с цел да доближи естествените равнища чак през второто тримесечие на 2022 година нататък, предвижда Gartner. По това време новият индустриален потенциал вероятно ще може помогне за облекчение на обстановката.

Как се вършат чиповете

Производството на полупроводници е характерен отрасъл. Някои компании, като Intel да вземем за пример, проектират и създават свои лични чипове и като такива са известни като „ Производители на интегрирани устройства ” (IDM). Други, като Nvidia да речем, единствено проектират чиповете, без да ги създават. Те се „ безсилни ”. А има и компании, които ръководят заводи, където всеки може да направи поръчка за друг модел чип – най-утвърдените са Samsung и TSMC.

„ В момента има няколко доста огромни IDM ”, споделя Алън Пристли, анализатор на полупроводниковата промишленост в Gartner, пред. „ Но по-голямата част от промишлеността разчита на потреблението на фабриките и повода е, че построяването на индустриални мощности за полупроводници е извънредно скъпо ”.

Intel е изключение. Чрез непрекъснати вложения компанията е съумяла да се утвърди като главен дизайнер и производител на чипове. Но за по-голямата част от бизнеса към момента е належащо да делегира производството на чипове на външни реализатори.

Фабриките поемат тежката част от процеса на произвеждане на чипове. Въз основа на разнообразни дизайни на чипове, интегрални схеми в нанометров мащаб се отпечатват върху силициеви пластини. Тези пластини се изпращат до идващия стадий на произвеждане, където се нарязват на обособени подготвени единици, преди да бъдат съединени и пакетирани в електронни устройства, а по-късно тествани.

Има до 1400 стъпки в цялостния индустриален развой на полупроводникови пластини. С други думи, за завършването на един модернизиран чип са нужни до 20 седмици време – през толкоз доста стадии минава основаването на всеки чип. Фабриките употребяват до 300 разнообразни типа материали по време на производството.

„ Почти невероятно е да започнеш производството на чипове „ от нулата ”, споделя Пристли. „ Ето за какво следим консолидация в промишлеността ”.

Компаниите, които разпореждат произвеждане на външни реализатори, в множеството случаи разчитат на две компании – Samsung и TSMC. В резултат на това към три четвърти от общия индустриален потенциал на полупроводници в света идва от Китай, Япония, Южна Корея и Тайван. Нещо повече, на практика целият актуален индустриален потенциал на полупроводникови чипове по процеса под 10 нанометра се намира в Южна Корея и Тайван.

Всяка верига за доставки, която е толкоз мощно подвластна от търговията с дребен брой компании, ситуирани в един стеснен район, неизбежно страда от уязвимости. Геополитическото напрежение, прекъсването на заводи, огромните промени в салдото на търсенето и предлагането – или, в днешния сюжет, и трите по едно и също време – неизбежно накърняват цялата система.
още по тематиката
„ Компании като Apple, Nvidia, AMD и голяма гама от други компании зависят от индустриалния потенциал на Samsung и TSMC ”, споделя Пристли. „ А в този момент там няма задоволително потенциал ”.

Новият разбор на Gartner планува сред шест и 12 месеца време за доставка на силициеви пластини в идващите месеци. Това от своя страна значи, че производителите на електронни устройства, които се нуждаят от чипове, ще бъдат затруднени да доставят артикули на своите клиенти.

Потребителите към този момент виждат въздействието на дефицита на чипове. Геймърите с компликация се добират до мечтаните игрови конзоли. Тези, които пазарят лични компютри или смарт телефони, евентуално ще усетят удължените периоди за доставка.

Икономистите предизвестяват, че дефицитът касае доста други устройства, вариращи от звънци за врата до съществени домашен уреди като микровълни печки или хладилници. Автомобилната промишленост е изключително наранена. Някои индустриални линии на коли дори са.

Тъй като полупроводниците към този момент са вграждат в какви ли не уреди, то световният дефицит на чипове евентуално ще има доста далечни и непредсказуеми последствия. „ Например за продуктите, които имат доста високо наличие на чипове, като лични компютри или телефони, евентуално ще забележим промени в конфигурациите ”, споделя Пристли. „ Където преди сте имали нещо с 16 GB памет, в този момент ще се предлага с едвам 8 GB ”.

В битка за суверенитет

Не е изненадващо, че производителите на чипове към този момент дадоха обещание да усилят потенциала: TSMC възнамерява да похарчи 100 милиарда $ през идващите три години за нови заводи, Intel ще влага 20 милиарда $ за два нови завода, които също ще доставят чипове на други компании, SK Hynix се ангажира да усили разноските за съоръжение за произвеждане на чипове тази година.

Но дефицитът катализира развой на „ пробуждане ” измежду държавните управления, които все по-често разискват концепциите за „ полупроводникова самодостатъчност ”. Не е мъчно да се разбере за какво когато чиповете са основни за всевъзможни значими артикули (от военно съоръжение до телекомуникационна инфраструктура), мощната взаимозависимост от един район на света е причина за терзание.

В Съединени американски щати администрацията на Байдън даде обещание да предприеме „ нападателни стъпки ” за справяне с сегашния дефицит и да усили финансирането за вътрешни тласъци за произвеждане на чипове. Още при встъпването си в служба новият президент бе забелязан като благоразположен към ИКТ промишлеността. Затова упованията са, че той ще обезпечи мощно финансиране.

Местните производители са гласовити: обединени в новосъздадена коалиция „ Полупроводници в Америка ” (Semiconductors in America – SIAC), те от не по-малко от 50 милиарда $ за финансиране на разширението на индустриалните благоприятни условия на страната.

Европейски Съюз също има огромни запаси и упоритости. Стремежът на блока е да направи по този начин, че да обезпечава най-малко 20% от световното предложение на полупроводници до 2030 година На последните срещи с представители на TSMC и Intel еврокомисарят Тиери Бретон акцентира упоритостта на блока да балансира международната верига за доставки на чипове и да сътвори такова произвеждане на полупроводници, което да отбрани ползите на националната сигурност в района.

Бретон обаче бе неодобрен поради някои странни настоявания, които могат да провалят напъните на Европейски Съюз да сътвори почтено полупроводниково произвеждане.

Перспективи

Разходите биха били непостижими за индивидуален състезател, та било то и страна с огромни запаси. Според SIA, съвременна полупроводникова фабрика със общоприет потенциал изисква сред 5 и 20 милиарда $ финансови разноски. Постигането на цялостна индустриална самодостатъчност би изисквало над 400 милиарда $.

Така е, тъй като веригата за доставка на полупроводници е прекомерно комплицирана. От проектирането на чипове до обработката и тестването на силициевите пластини, през доставката на материали и сглобяването и пакетирането – екосистемата е прекомерно огромна, с цел да бъде направена бързо и елементарно.

„ Дори да се хвърлят големи суми пари във фабриките, това не взема решение казуса ”, споделя Пристли. „ Веригата на доставки е извънредно комплицирана. Едно е да извършите една част от производството, друго е да изградите цялостното произвеждане от край до край ”.

Това вероятно ще значи, че производството на чипове ще остане световно и мощно взаимосвързано. Може да се чака през идващите няколко години да се появят нови заводи в нови райони на света, заради което фирмите и държавните управления ще се постараят да смекчат географските опасности, свързани с доставките на полупроводници.

През това време бизнесът и самостоятелните консуматори ще би трябвало да свидлив зъби и да бъдат търпеливи в чакането на мечтаните цифрови системи, които желаят да купят.