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Carenza di chip: Problemi attuali, previsioni e possibili soluzioni

Aggiornato il 05 Dic 2022
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La pandemia di COVID-19 ha causato la chiusura di diverse aziende, determinando la riduzione della produzione e l'alterazione delle catene di approvvigionamento. Nel mondo del tech, dove i microchip di silicio sono il cuore di ogni dispositivo elettronico, la carenza di materie prime è diventato un ostacolo alla creazione e allo sviluppo di nuovi prodotti.

Durante i periodi di lockdown, ad alcuni lavoratori essenziali è stato richiesto di rimanere a casa, determinando l'interruzione della produzione di chip per diversi mesi. Nel momento in cui i lockdowm sono stati revocati e il mondo ha abbracciato la nuova normalità, la crescente domanda di elettronica di consumo e business è stata sufficiente per creare un effetto a catena sulla catena di fornitura.

Di seguito abbiamo discusso dei problemi associati all'attuale carenza di chip, cosa aspettarsi in futuro e i possibili interventi necessari per superare i limiti della catena di fornitura.

 

Problemi causati dall'attuale carenza di chip

Con l'innovazione tecnologica che si diffonde rapidamente in diversi settori, i chip dei semiconduttori sono diventati una parte essenziale della produzione - a partire da dispositivi come switch, router wireless, computer e automobili a elettrodomestici di base.

Per capire e quantificare l'impatto che questa carenza di chip ha causato nell'industria, abbiamo bisogno di guardare alcuni dei settori più colpiti. Di seguito un rapido riassunto di come si sono svolte le cose negli ultimi diciotto mesi.

Industria automobilistica

I veicoli moderni si affidano ai microchip per eseguire diverse funzioni fondamentali. Secondo il Washington Post, quasi 17 produttori di auto in Nord America e in Europa hanno rallentato o fermato la produzione a causa della mancanza di chip per computer. Grandi case automobilistiche come Tesla, Ford, BMW e General Motors sono state tutte colpite. La conseguenza principale è che l'industria automobilistica globale produrrà 4 milioni di auto in meno entro la fine del 2021 rispetto a quanto previsto in precedenza e perderà una media di 110 miliardi di dollari di entrate.

Elettronica di consumo

La domanda di elettronica di consumo come i PC desktop e gli smartphone è aumentata durante la pandemia, a causa del passaggio all'e-learning tra gli studenti e all'aumento del lavoro a distanza. All'inizio della pandemia, diverse case automobilistiche hanno ridotto le loro previsioni di produzione di veicoli prima di abbandonare gli ordini di chip semiconduttori aperti. E mentre l'industria dell'elettronica di consumo è entrata in campo e si è accaparrata la maggior parte di quei microchip, l'offerta non ha potuto raggiungere la domanda.

Questo ha portato alcuni produttori come HP a aumentare il prezzo dei prodotti come le stampanti del 20%. Sony ha anche lasciato intendere che non produrrà abbastanza scorte della console PlayStation 5 fino al 2022.

Data center

La maggior parte delle aziende produttrici di chip come Samsung Foundries, Global Foundries e TSMC hanno dato la priorità agli ordini ad alto margine dei clienti di PC e data center durante la pandemia. E mentre questo ha dato ai data center un vantaggio competitivo, non significa che i data center non siano stati colpiti dalla carenza globale di chip.

Alcuni dei componenti che i data center hanno lottato per procurarsi includono quelli necessari per mettere insieme i loro sistemi di commutazione dei data center. Questi includono chip BMC, condensatori, resistenze, circuiti stampati, ecc. Un'altra sfida è rappresentata dai tempi di consegna prolungati a causa delle carenze di wafer e substrate, nonché dalla ridotta capacità di assemblaggio.

Illuminazione LED

Le retroilluminazioni a LED comuni nella maggior parte degli schermi sono alimentate da chip semiconduttori difficili da reperire. I prezzi dei gadget con caratteristiche di illuminazione a LED sono ora molto costosi a causa della carenza di materie prime e dell'aumento della domanda di mercato. Questo dovrebbe continuare fino all'inizio del 2022.

Energie rinnovabili - Solare ed eolico

I sistemi di energia rinnovabile, in particolare il solare e l'eolico, si basano su semiconduttori e sensori per funzionare. I limiti della catena di approvvigionamento globale hanno danneggiato l'industria e anche costretto alcuni produttori di soluzioni energetiche come Enphase Energy a subire perdite di azioni.

 

Trend dei semiconduttori: Cosa aspettarsi per il futuro

In risposta alla carenza globale di chip, diversi produttori di componenti hanno aumentato la produzione per aiutare a mitigare la mancanza. Tuttavia, i principali produttori di elettronica e di semiconduttori affermano che la crisi peggiorerà prima di migliorare. La maggior parte di questi leader del settore ipotizzano che la carenza di semiconduttori potrebbe persistere nel 2023.

Basandosi sulle attuali turbolenze e sulla volatilità della catena di approvvigionamento, vari analisti in un recente articolo della CNBC e in un'intervista di Bloomberg hanno espresso le proprie opinioni; molti sono convinti che il prossimo anno sarà difficile. Ecco alcuni degli aspetti chiave:

  • Pat Gelsinger, CEO di Intel Corp., nell'aprile 2021 fa affermato che la carenza di chip si sarebbe ripresa dopo un paio d'anni.

  • DigiTimes Report ha trovato che Intel e AMD server ICs e data center hanno visto i loro tempi di consegna estendersi a 45 a 66 settimane.

  • Il terzo fornitore mondiale di EMS e OEM, Flex Ltd., prevede che la carenza globale di semiconduttori continuerà nel 2023.

  • Nel maggio 2021, Global Foundries, il quarto più grande produttore di semiconduttori a contratto, ha firmato un accordo di fornitura di silicio da 1,6 miliardi di dollari e 3 anni con AMD e alla fine di giugno ha lanciato il suo nuovo impianto da 4 miliardi di dollari per wafer da 300 mm a Singapore. Eppure, l'azienda dice che la sua capacità di produzione aumenterà solo la produzione di componenti più presto nel 2023.

  • TMSC, una delle principali fonderie pure-play del settore, afferma che non aumenterà significativamente la produzione di componenti fino al 2023. Tuttavia, è ottimista che l'azienda aumenterà la fabbricazione dei microcontroller automobilistici da 60% entro la fine di 2021.

A partire da queste affermazioi, è evidente che nonostante i molti sforzi che i principali attori hanno messo nella risoluzione della carenza globale di chip, i colli di bottiglia probabilmente persisteranno per tutto il 2022.

Inoltre, alcuni osservatori del settore ritengono che il movimento dalle grandi aziende di tecnologia quali Amazon, Microsoft e Google per progettare i loro propri chip per il cloud ed il mercato data center potrebbe peggiorare la crisi di carenza di chip ed altri problemi affrontati dall'industria a semiconduttore.

In un recente articolo di Bloomberg Businessweek, gli autori suggeriscono che l'ingresso di Microsoft, Amazon e Google nel mercato della progettazione di chip sarà un punto di svolta nel settore. Questi giganti tecnologici hanno le risorse per progettare chip superiori e convenienti per conto proprio, qualcosa che la maggior parte dei progettisti di chip come Intel hanno in proporzioni limitate.

 

Possibili soluzioni

Per rimanere in una posizione di vantaggio, i principali operatori del settore come i progettisti e i produttori di chip e le numerose imprese interessate hanno adottato diverse misure per mitigare gli impatti della carenza di chip.

Per molti produttori di chip, espandere la loro capacità produttiva è stata una risposta ovvia. Altri fornitori in certe regioni hanno deciso di accumulare scorte e limitare le esportazioni per rispondere meglio alla volatilità del mercato e alle pressioni politiche.

Allo stesso modo, migliorare i rendimenti o aumentare il numero di chip prodotti da un wafer di silicio è un'area in cui molti produttori hanno investito per aumentare la fornitura di chip di un certo margine.

Ecco le altre possibili soluzioni che le aziende hanno dovuto adottare:

  • Abbracciare la flessibilità per accomodare le vecchie tecnologie di chip che possono non essere "allo stato dell'arte" ma sono ancora meglio di niente.

  • Sfruttando soluzioni software come la compressione e la compilazione intelligente per costruire modelli AI efficienti per aiutare a sbloccare le capacità dell'hardware.

 

Conclusioni

La recente carenza globale di chip ha portato a gravi scosse nella catena di fornitura di semiconduttori, colpendo numerosi settori, dall'automotive, all'elettronica di consumo, i data center, i LED e le energie rinnovabili.

I leader del settore ritengono che le carenze persisteranno fino al 2023, nonostante l'attuale accumulo di misure di mitigazione. Sebbene il recupero completo non si verificherà presto, alcuni produttori di chip sono ottimisti che riusciranno ad aumentare la produzione per contenere la domanda da parte dei clienti del settore automobilistico.

Detto questo, rimanere al passo con i tempi è una lotta continua, considerando che questo è un problema che riguarda ogni attore del settore, indipendentemente dalle dimensioni o dalla posizione di mercato. Espandere la capacità di produzione, adattarsi alle vecchie tecnologie di chip e sfruttare le soluzioni software per sbloccare le capacità dell'hardware sono alcune delle soluzioni più promettenti.

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