Фото: Jon Sullivan, Pixnio

Дошло до того, что некоторые автопроизводители вынуждены были останавливать свои заводы, а на рынке смартфонов, планшетов и игровых приставок образовался дефицит. Он ставит под угрозу существование целых отраслей экономики и инфраструктуры. Но почему так происходит и когда это может закончиться? Разбираемся.

Где они используются и в чем суть проблемы?

И мобильные телефоны, и телевизоры, и приставки, и автомобили — все они имеют «мозги», то есть кремниевые полупроводниковые чипы. И именно сейчас во всем мире производители за эти чипы ведут борьбу.

Чипы вмещают миллиарды транзисторов, которые как крошечные вентили, позволяют электронам проходить через них или не проходить. Они также функционируют как крошечные электрические выключатели, которые включают или выключают поток электричества. В новейшем чипе IBM вмещается 50 миллиардов транзисторов на площади размером с ноготь. В мире ежедневно работает более 100 миллиардов чипов.

В условиях постиндустриальной информационной экономики микрочипы называют «новой нефтью».

Крупнейшими их производителями в мире являются Intel Corp., Samsung, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.Ltd. (TSMC), SK Hynix, Micron Technology Inc., Qualcomm, Broadcom Inc. и Nvidia. Хотя в научных и промышленных разработках чипов доминируют западные страны, 90% производственных мощностей расположено в Азии, причем 63% — на Тайване.

Завод TSMC.

Сейчас во всем мире потребители столкнулись с более длительным временем ожидания новых автомобилей и бытовой электроники. Некоторые производители автомобилей законсервировали заводы, а производители телефонов задержали выпуск новых моделей.

Игровые консоли вроде PS5 и Xbox серии X найти очень трудно. И даже производители микроволновых печей, стиральных машин и холодильников тоже находятся под ударом. 

Как это началось?

Глобальный дефицит чипов проявился в 2018—2019 годах, еще в доковидные времена. Торговая война между США и Китаем нарушила цепочки поставок полупроводниковых приборов. Американские производители микросхем, среди которых Micron Technology и Skyworks Solutions, были вынуждены разорвать связи с Huawei после того, как правительство США внесло китайского технологического гиганта в черный список по соображениям национальной безопасности. Ну а ковид в 2020 году еще больше осложнил ситуацию — начались перебои с производством чипов из-за сокращения численности работников на азиатских предприятиях.

Фото: StockSnap

Когда началась первая волна ковидных локдаунов в 2020 году, был парализован рынок автопроизводителей. Останавливалось производство как автомобилей, так и компьютерных чипов для них. Автопроизводители массово отменяли свои заказы на чипы. Но одновременно в то же время начал расти спрос на гаджеты, ведь «корона» изменила привычки людей. Чтобы не скучать дома, люди начали покупать консоли и планшеты, школьникам и студентам техника понадобилась для дистанционного обучения, офисные работники покупали ноутбуки, чтобы работать из дому. Кто-то покупал телевизор, чтобы смотреть на карантине Netflix. Производители чипов перешли с производства автомобильных чипов на производство чипов для потребительских товаров, пытаясь удовлетворить новый, вызванный пандемией, спрос. После переоснащения своих заводов под производство чипов для потребительских товаров, возник дефицит автомобильных чипов. Восстановление автопроизводства и рост продаж новых машин еще больше осложнили ситуацию. Автогигантам снова понадобились чипы, которые уже стали дефицитом.

Автомобильные компании и производители электроники должны постоянно заблаговременно прогнозировать количество чипов, которое им понадобятся для производства автомобилей, и заранее заказывать их у одного из производителей. Сейчас дефицит таков, что от оформления заказа до поставки чипов может пройти не менее полугода. Спрос на чипы настолько велик, что производители не успевают удовлетворять его. После того как мировые продажи полупроводниковых приборов снизились в период с 2018 по 2019 год, в 2020 году они возросли на 6,5%. Этот быстрый рост продолжился в 2021 году, и за май 2021 года продажи были на 26% выше, чем за аналогичный период прошлого года. Время выполнения заказа возросло в среднем почти до 22 недель в третьем квартале 2021 года по сравнению с 13 неделями в конце прошлого года.

На дефиците чипов сказались пожар на заводе Renesas, зимние ураганы в Техасе, которые вынудили некоторые заводы остановить производство чипов, блокировка Суэцкого канала. От сильной засухи на Тайване пострадал местный гигант TSMC. Этой компании для производства чипов требуется 156 тысяч тонн воды ежедневно, и из-за засухи приходится доставлять воду на завод грузовиками. Фатальным было и прекращение подачи электричества всего на один час на одном из крупных тайваньских заводов — пришлось выбраковать целую партию чипов, на выпуск которой ушли месяцы.

Но почему нельзя просто взять и нарастить производство, наклепать побольше новых чипов на тайваньских и южнокорейских заводах в условиях повышенного спроса? Не всё так просто.

Производителей чипов в мире не так и много. Производство чипов — сложный технологический и организационный процесс. Он занимает месяцы, иногда годы, и чем более продвинутой становится технология, тем больше времени требуется для выпуска новых чипов. Требуется соблюдение особых условий на производстве, чтобы в микросхему не попало ни единой пылинки. Когда во время пандемии начали останавливаться технологические процессы, запустить их снова оказалось не так просто.

Просто взять и нарастить выпуск чипов на уже существующих заводах, гибко ориентируясь на потребности рынка, невозможно. Заводы спроектированы под выпуск определенных объемов продукции. Сложно не только увеличить производство, а даже уменьшить его. Производители стараются, чтобы заводы работали только на полную мощность, иначе эксплуатационные расходы становятся неприемлемыми. Единственный способ устранить дефицит и нарастить производство — строить новые заводы, что требует миллиардных капиталовложений и многих лет на проектирование. В капиталистической системе рынок обычно гибко подстраивается под потребности, но с чипами так просто это не работает. Производство чипов неповоротливо, а прогнозы потребностей в чипах, как правило, ненадежны. Невероятно сложно определить спрос на чипы, а еще сложнее это делать во времена дефицита, потому что клиенты делают заказы впрок. Это создает так называемый «ложный спрос», который исчезает, как только увеличиваются объемы производства. Производителям всегда трудно определиться, каков реальный спрос и каков ложный.

Также производители в Азии и Америке все чаще сталкиваются с банальной нехваткой рабочей силы. Компаниям трудно найти высококвалифицированных работников, которые должны уметь работать с высокотоксичными реагентами, используемыми в полупроводниковом производстве.

Проблемы были не только с производством, но и с поставками. По мере распространения ковида в Азии закрывались многие порты, иногда на месяцы. Около 90% мировой электроники проходит через китайский порт Яньтянь, на котором также имел место простой. Как только порты вновь открылись, выяснилось, что большое количество товаров ждет своей отправки, цепочки поставок были разорваны.

Угроза национальной безопасности

Чипы нужны не только для игровых консолей и рабочих ноутбуков. Без них невозможно оборонное производство, а также нормальное функционирование объектов стратегической инфраструктуры. Поэтому развитые страны уделяют большое внимание этой проблеме.

Чипы были американским изобретением, и американцы продолжают оставаться основным разработчиком самых передовых чипов, но за последние десятилетия почти все американское производство было выведено в Азию, что сделало Америку зависимой от других игроков. В 1990 году 37% чипов в мире производилось в Америке. А в 2020 году — всего лишь 12%. США начали отставать не только в объемах производства, но и в передовых исследованиях. Одна из причин отставания Америки — отсутствие инвестиций в соответствующий сектор.

Концентрация производства в Азии и уязвимость от внешних факторов заставляет США рассматривать производство чипов как один из главных приоритетов национальной безопасности.

Тот, кто достигнет наибольших успехов в создании полупроводниковых продуктов нового поколения, возможно, и станет доминирующей военной, экономической и политической силой на мировой арене.

Администрация Байдена подтолкнула Конгресс к принятию законопроекта, который потребует 52 миллиарда долларов и будет стимулировать рост полупроводникового производства и исследований в Соединенных Штатах, предоставит местным производителям налоговые скидки.

Хотя геополитические проблемы не являются основной причиной дефицита чипов, ситуация оказывает влияние на напряженность отношений Тайваня с Китаем. Тайвань, союзник США, является ведущим мировым производителем чипов, и если китайцы теоретически захватили бы остров с его технологическим гигантом TSMC, это поставило бы под угрозу доступ американцев к чипам и привело бы к катастрофическим последствиям для многих отраслей промышленности. Дефицит чипов, а также начатая Трампом торговая война вызывает у Китая сильное искушение захватить Тайвань: китайцы отчаянно хотят заиметь собственную индустрию чипов и создать дополнительные проблемы Штатам. Получив контроль над полупроводниковой промышленностью Тайваня, Китай будет полностью контролировать мировой рынок. В таком случае у них будет доступ к самым передовым производственным возможностям, и это даже важнее, чем контроль над нефтью.

Флаг Тайваня. Фото: The Organization for World Peace

Де-факто независимый Тайвань смог создать уникальную экосистему производства чипов за последние 30 лет. Власти острова считают, что мировое сообщество должно обеспечить острову безопасность от потенциальной китайской агрессии.

Оборона Тайваня становится для США вопросом не только демократии и свободы, но экономических и военных интересов.

Смартфоны и компьютеры

Мировые продажи смартфонов упали на 6% в третьем квартале 2021 года из-за дефицита чипов.

Даже король технологического мира Apple не застрахован от глобального дефицита. Корпорация сократила планы по производству iPhone 13 на 2021 год на целых 10 миллионов единиц. Компания рассчитывала произвести 90 миллионов iPhone в последнем квартале года, но общее количество будет ниже, потому что Broadcom Inc. и Texas Instruments Inc. не могут произвести достаточного количества компонентов.

Даже Samsung, который является одним из крупнейших производителей чипов в мире, столкнулся с их дефицитом для своей продукции. Samsung продает другим компаниям чипов на десятки миллиардов долларов ежегодно, но сейчас их не хватает даже для собственных телефонов. 

Проблемы с поставками были и у крупнейших производителей игровых консолей. Sony заявила, что не достигнет целевых показателей продаж новой PS5 в этом году. Xbox от Microsoft заявила, что прогнозирует проблемы с поставками.

Автомобили

Но больше всего пострадала автомобильная индустрия. Автопроизводители сократили заказы на компьютерные чипы в первые недели марта 2020 года. Когда же объемы продаж автомобилей восстановились, компаниям не удалось зарезервировать необходимое количество чипов. Автомобильная индустрия намного больше зависит от индустрии производства чипов, чем производство чипов от автомобильной индустрии. Автомобильная электроника — это очень небольшая для производителей чипов часть рынка, и производители могут выбирать, какой товар и кому продавать. Для автомобильной же индустрии чипы критически важны.

В итоге, General Motors, Ford, Toyota и другие автогиганты объявили о простоях на своих заводах.

General Motors

Toyota, в частности, сократила на 40% производство автомобилей. Простои случаются на пяти заводах автогиганта в Японии.

General Motors сообщила, что продажи автомобилей в США в третьем квартале упали более чем на 30% по сравнению с прошлым годом. Автопроизводитель приостанавливал производство на большинстве своих североамериканских заводов. General Motors сконцентрировался на производстве только самых популярных и прибыльных моделей автомобилей.

Ford сообщил, что продажи новых автомобилей в Соединенных Штатах упали за третий квартал на 27%, по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

По подсчетам консалтинговой фирмы AlixPartners, дефицит чипов обойдется мировой автомобильной промышленности в 210 миллиардов долларов в этом году. Снижение же поставок новых автомобилей вызвало резкий рост цен на подержанные машины.

Такие автопроизводители, как Hyundai и Tesla, задумались над собственным производством чипов.

Удастся ли с этим справиться?

Американский производитель микросхем Intel объявил о планах по расширению производства своих микросхем, тайваньский TSMC и корейский Samsung ищут площадки для новых заводов в Америке. Хотя эти планы и масштабные, пройдут годы, прежде чем новые заводы заработают и возрастут объемы производства. Восстановление рыночного баланса потребует много времени, поскольку производство чипов инертно реагирует на изменения спроса из-за сложности производственных процессов.

Строительство новых заводов обойдется в миллиарды долларов. Например, Intel собирается построить два новых завода в Аризоне за 20 миллиардов долларов. TSMC инвестирует 12 миллиардов долларов в свой новый американский завод. В целом тайваньцы собираются инвестировать 100 миллиардов долларов за 3 года в расширение своего производства.

Южнокорейский Samsung вместе с SK Hynix и правительством Кореи инвестируют аж 451 миллиард долларов в новые заводы.

Государства Европейского Союза также согласились увеличить производство чипов по всему блоку. Но в Европе ситуация с чипами еще хуже, чем в США.

Когда это все закончится?

Сначала ожидалось, что поставки полупроводникового производства восстановятся к концу 2021 года, но глобальный дефицит микросхем может затянуться до 2023 года, по самым пессимистичным оценкам.

Глава Intel Пэт Гелсингер прогнозирует, что пройдет год-два, прежде чем предложение возрастет настолько, чтобы покрыть спрос.

Период дефицита полупроводниковых чипов может продолжиться и после 2022 года, как заявил генеральный директор Marvell Technology Мэтт Мерфи.

Согласно данным Acer, одного из крупнейших в мире производителей ноутбуков, дефицит чипов сохранится по меньшей мере в первой половине 2022 года.

Фото: Pxfuel

Генеральный директор IBM Арвинд Кришна считает прогноз на 2022 год слишком оптимистичным. Он полагает, что проблема не будет полностью решена до 2023 или даже до 2024 года.

А генеральный директор Tesla Илон Маск не согласен с такими прогнозами. Он назвал дефицит полупроводниковых чипов краткосрочной проблемой, заявив, что «строится много заводов по производству чипов, и я думаю, что к следующему году у нас будет хорошая мощность».

Хочешь поделиться важной информацией анонимно и конфиденциально?