Półprzewodniki pomagają zasilać wszystko, od telefonu po samochód. Oto, co należy wiedzieć o głównym problemie łańcucha dostaw.
W prawie wszystkich urządzeniach elektrycznych, które posiadasz, od telefonu, przez komputer, po samochód, są chipy. Są nawet wióry w przedmiotach, których się nie spodziewasz, takich jak pralka, elektryczna szczoteczka do zębów i lodówka. Ale tych maleńkich części, które napędzają tak dużą część naszego życia, jest teraz krytycznie mało.
Nissan powiedział, że o 500 000 mniej pojazdów z powodu braku chipów General Motors musiał przerwać produkcję niektórych pickupów z powodu braku chipów półprzewodnikowych, a nawet parkuje tysiące pojazdów , które są już ukończone, ale wciąż nie mają potrzebnych chipów. Dyrektor generalny Apple, Tim Cook , ostrzegł opinię publiczną w lipcu, że niedobory chipów wpłyną na sprzedaż jego telefonów i tabletów.
Szef Intela, Pat Gelsinger przewiduje , że minie rok lub dwa, zanim podaż będzie w stanie zaspokoić popyt, a eksperci twierdzą, że świąteczne zakupy mogą nie oferować takiej różnorodności i opcji, do których jesteśmy przyzwyczajeni.
Oto, jak doszło do niedoboru chipów — i kiedy może się skończyć.
Co to za żetony?
Chipy, często nazywane półprzewodnikami, czasami nazywane mikroczipami, działają jak mózgi naszej elektroniki. To malutkie cuda techniki, w których znajdują się miliardy tranzystorów, chociaż rozmiar chipa może się różnić. (Te tranzystory są jak malutkie, małe bramki, przez które elektrony mogą przechodzić lub nie.) Ich budowa obejmuje wiele kroków, dni i ekspertów pod ręką. Na przykład najnowszy chip zawiera 50 miliardów tranzystorów w dwu nanometrowej przestrzeni wielkości paznokcia.
„Wyobrażam sobie, że na całym świecie jest codziennie używanych ponad 100 miliardów chipów”, mówi Matteo Rinaldi, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej na Northeastern University. „Zastanów się więc, ile tranzystorów i półprzewodników używamy w naszym codziennym życiu”.
Te żetony są siłą napędową współczesnego społeczeństwa, ale jeszcze przed pandemią popyt na nie przewyższył podaż. W tym roku ekonomista Rory Green nazwał półprzewodniki „nową ropą”, wskazując, że Tajwan i Korea kontrolują dziś lwią część produkcji chipów. Ale chociaż te chipy były wynalazkiem amerykańskim, liczba amerykańskich producentów, którzy je obecnie tworzą, znacznie spadła. W 1990 roku 37 procent chipów zostało wyprodukowanych w Ameryce, mówi James Lewis, starszy wiceprezes i dyrektor Programu Technologii Strategicznych CSIS. Do 2020 roku ta liczba wynosiła tylko 12 procent.
Przez dziesięciolecia branża technologiczna była napędzana przewidywaniami współzałożyciela Intela Gordona Moore’a z 1965 roku; stwierdził, że „liczba tranzystorów wbudowanych w chip będzie się podwajać co 24 miesiące”. A zbudowanie fabryki, która może wytwarzać te chipy, które stale się kurczą, może kosztować 10 miliardów dolarów, co jest ceną zaporową dla większości firm. „Są to obiekty warte miliardy dolarów w czołówce nauki” — mówi Lewis.
Jaki jest brak chipów?
Ponieważ świat zamknął się z powodu pandemii COVID-19, wiele fabryk zostało zamkniętych wraz z nim, przez co materiały potrzebne do produkcji chipów były niedostępne przez wiele miesięcy. Zwiększony popyt na elektronikę użytkową spowodował zmiany, które doprowadziły do powstania łańcucha dostaw. Zamówienia zaczęły się nawarstwiać, ponieważ producenci usiłowali stworzyć wystarczającą ilość żetonów, aby sprostać nowym poziomom popytu. Zaległości zaczęły rosnąć i rosnąć i rosnąć.
Firmy samochodowe, takie jak Ford, muszą przewidzieć ilość chipów potrzebnych do wyprodukowania swoich samochodów i zamówić je z wyprzedzeniem u jednego z producentów chipów. Na razie może minąć co najmniej pół roku, zanim zamówienie zostanie złożone, mówi Penfield. Obecny popyt na chipy jest tak duży, że producenci nie mogą w tej chwili wyprodukować wystarczającej liczby chipów, co oznacza, że konsumenci wkrótce zobaczą wyższe ceny za mniej towarów.
Ale problem dotyczył nie tylko produkcji. Gdy COVID przedostał się przez Azję, porty były zamykane, czasami na kilka miesięcy. Około 90 procent światowej elektroniki przechodzi przez chiński port Yantian, który został niedawno zamknięty, pozostawiając setki kontenerowców czekających na dokowanie.
Po ponownym otwarciu portów pojawiły się wąskie gardła z powodu nagromadzenia przedmiotów czekających na wysłanie. Wiele części transportowego łańcucha dostaw nie jest w stanie poradzić sobie z tym nagromadzeniem lub występującymi niedoborami siły roboczej, co pogrąża łańcuch dostaw w dalszym kryzysie.
Co spowodowało brak chipów?
„Złe decyzje, pech, a potem zwiększony popyt. Połącz te trzy razem i masz niedobór” – mówi Lewis. Pandemia spowodowała gwałtowny wzrost popytu na urządzenia. Ludzie byli w domu, korzystając z większej liczby tabletów, telefonów i innych urządzeń do przesyłania strumieniowego niż kiedykolwiek wcześniej, a zapotrzebowanie przekroczyło to, co mogli zapewnić producenci.
Złe decyzje przemysłu motoryzacyjnego również przyczyniły się do niedoboru. Kiedy zaczął się COVID, wiele firm anulowało swoje zamówienia na żetony, ponieważ zakładały, że gospodarka niedługo odczuje poważny cios, mówi Lewis. Zwłaszcza firmy samochodowe anulowały zamówienia, więc firmy produkujące chipy przestawiły się na wytwarzanie chipów do produktów konsumenckich, próbując zaspokoić wybuchowy popyt wywołany pandemią. Po przezbrojeniu swoich zakładów na produkcję chipów na towary konsumpcyjne zamiast na samochody, pojawił się niedobór chipów samochodowych.
Na świecie nie ma wielu fabryk produkujących chipy, a kilka, które działały podczas pandemii, zostało poddanych serii niefortunnych zdarzeń pogodowych, które jeszcze bardziej opóźniły proces produkcyjny. Japoński Renesas , który wytwarza prawie jedną trzecią chipów stosowanych w samochodach na całym świecie, został poważnie uszkodzony przez pożar, podczas gdy zimowe burze w Teksasie zmusiły niektóre z jedynych amerykańskich zakładów produkujących chipy do wstrzymania produkcji. Produkcja tych chipsów również wymaga dużej ilości wody, a poważna susza na Tajwanie również wpłynęła na produkcję.
Czy Chiny odgrywają jakąś rolę?
Chociaż obawy geopolityczne nie są główną przyczyną tego niedoboru chipów, jednym z bieżących obaw są napięte stosunki Tajwanu z Chinami. Tajwan jest wiodącym na świecie producentem chipów, a teoretyczna możliwość wojny między Chinami a Tajwanem stwarza potencjalne zagrożenie dla amerykańskiego dostępu do przemysłu chipowego i może być katastrofalna dla wielu branż, które nie byłyby w stanie zdobyć chipów, na których polegają. „Chiny są głęboko kuszone, by po prostu przejąć Tajwan” – mówi Lewis. „Chińczycy desperacko chcą mieć własny przemysł chipowy. Stał się centralnym punktem rywalizacji między Stanami Zjednoczonymi a Chinami”.
Prezydent Joe Biden naciska, aby zainwestować w amerykańską produkcję chipów, prosząc o 50 miliardów dolarów inwestycji w przemysł chipów. Senat uchwalił ustawę oferującą ulgi podatkowe i inne zachęty dla producentów chipów.
Amerykański producent chipów Intel ogłosił plany zwiększenia produkcji chipów, podczas gdy Taiwan Semiconductor Manufacturing Co i Samsung przyglądają się lokalizacji amerykańskich fabryk, które planują zbudować. Ale chociaż te plany są obiecujące, miną lata, zanim te fabryki będą mogły zwiększyć poziom produkcji.
Jakie są skutki niedoboru?
„Ceny z pewnością będą wyższe w przypadku wielu urządzeń, które wymagają półprzewodnika”, mówi David Yoffie, profesor Harvard Business School, który spędził prawie trzy dekady w zarządzie Intela. „Niektóre produkty dosłownie nie zostaną wysłane lub będą opóźnione”.
Branża motoryzacyjna mocno ucierpiała, a według szacunków amerykańscy producenci wyprodukują w tym roku co najmniej 1,5 do 5 milionów samochodów mniej. Ford i General Motors mają już ograniczoną produkcję. Tesla zrewidowała własne oprogramowanie, aby wspierać alternatywne chipy, aby utrzymać poziom produkcji.
I podczas gdy firmy z branży elektroniki użytkowej, takie jak Apple i Samsung, zaczęły wcześnie gromadzić zapasy chipów, ratując je przed ogromnymi opóźnieniami, z jakimi boryka się branża motoryzacyjna, Apple ogłosił , że niedobór chipów ma opóźnić produkcję iPhone’a i już wpływa na sprzedaż iPadów i Maców. Xboxów i Playstation również brakuje.
„To będzie ciężki okres świąteczny”, mówi Penfield. „Jedną z rzeczy, przed którą chciałbym ostrzec konsumentów, jest to, że prawdopodobnie nie zobaczysz różnorodności, do której jesteś przyzwyczajony. Jeśli uda ci się kupić, zanim naprawdę zacznie się sezon świąteczny, myślę, że będziesz w dobrej formie”.
Kiedy problem zostanie rozwiązany?
Opinie na temat tego, kiedy niedobór skończy się Dyrektor generalny producenta chipów STMicro oszacował , że niedobór zakończy się na początku 2023 roku. Dyrektor generalny producenta samochodów Stellantis powiedział , że niedobór „przeciągnie się do 22, to proste”. Dyrektor generalny Intela Patrick Gelsinger powiedział, że niedobór może potrwać jeszcze dwa lata.
„Prawdopodobnie zostało nam około dziewięciu, dziesięciu miesięcy do przeżycia” — mówi Lewis. „Jeśli możesz sobie pozwolić na czekanie, ceny spadną”.
Yoffie spodziewa się, że część popytu zacznie zwalniać w ciągu najbliższych 6-12 miesięcy. Szacuje jednak, że prawdopodobnie miną dwa lata, zanim podaż dogoni popyt i zostanie osiągnięta równowaga.
„Kiedy zejdziesz do trzech nanometrów i dwóch nanometrów, czyli poziomów, o których mówimy w przypadku technologii nowej generacji, jest to nauka o rakietach, a nauka o rakietach to coś, czego nie da się rozwiązać w nanosekundę” – mówi Yoffie . „Musisz być cierpliwy.”
