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La Carenza di Chip: Sfide Attuali, Previsioni e Potenziali Soluzioni

Posted on dic 13, 2021
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La pandemia di COVID-19 ha causato la chiusura di diverse aziende, e le implicazioni sono state la riduzione della produzione e l'alterazione delle catene di approvvigionamento. Nel mondo tecnologico, dove i microchip di silicio sono il cuore di ogni cosa elettronica, la carenza di materie prime è diventata una barriera alla creazione e allo sviluppo di nuovi prodotti.

Durante i periodi di blocco, alcuni lavoratori essenziali dovevano rimanere a casa, il che significava che la produzione di chip non era disponibile per diversi mesi. Nel momento in cui il blocco è stato revocato e il mondo ha abbracciato la nuova normalità, la crescente domanda di elettronica di consumo e di business è stata sufficiente per increspare la catena di fornitura.

Di seguito, abbiamo discusso le sfide associate all'attuale carenza di chip, cosa aspettarsi in futuro e i possibili interventi necessari per superare i vincoli della catena di fornitura.

Sfide Causate dall'Attuale Carenza di Chip

Mentre la tecnologia e la rapida innovazione si diffondono attraverso le industrie, i chip dei semiconduttori sono diventati una parte essenziale della produzione - da dispositivi come interruttori, router wireless, computer e automobili a elettrodomestici di base.

electronic devices

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

Industria Automobilistica

I veicoli moderni si affidano ai microchip per eseguire diverse funzioni vitali. 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. L'implicazione 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

L'elettronica di consumo come i PC desktop e gli smartphone sono aumentati nella domanda durante la pandemia, grazie al passaggio all'apprendimento virtuale 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 intervenuta 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 a qualche parte del 2022.

Centri Dati

La maggior parte delle aziende di produzione 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 centri dati un vantaggio competitivo, non significa che i centri dati non siano stati colpiti dalla carenza globale di chip.

chip shortage and datacenter

Alcuni dei componenti che i centri dati hanno lottato per procurarsi includono quelli necessari per mettere insieme i loro sistemi di commutazione dei centri dati. 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 substrati, nonché dalla ridotta capacità di assemblaggio.

Illuminazione a LED

Le retroilluminazioni a LED comuni nella maggior parte degli schermi sono alimentate da chip semiconduttori difficili da trovare. 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.

Energia Rinnovabile - Solare e Turbine

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

Tendenze 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 le carenze. Tuttavia, i principali produttori di elettronica e di semiconduttori dicono 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.

Sulla base della perturbazione in corso e della volatilità della catena di approvvigionamento, vari analisti in un recente articolo CNBC e l'intervista di Bloomberg hanno fatto eco alle loro opinioni, e molti sono convinti che il prossimo anno sarà impegnativo. Ecco alcuni dei punti chiave:

  • Pat Gelsinger, CEO di Intel Corp., ha notato nell'aprile 2021 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, dice che non aumenterà significativamente la produzione di componenti fino al 2023. Tuttavia, è ottimista che l'azienda rampicherà la fabbricazione dei microcontroller automobilistici da 60% entro la fine di 2021.

Dalle intuizioni dell'industria di cui sopra, 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 dell'industria credono che il movimento dalle grandi aziende di tecnologia quali Amazon, Microsoft e Google per progettare i loro propri chip per la nube ed il commercio del centro dati potrebbe peggiorare la crisi di scarsità del chip ed altri problemi che affrontano l'industria a semiconduttore.

In un recente Bloomberg Businessweek articolo, gli autori suggeriscono che l'entrata 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.

Dal momento che questi giganti tecnologici diventeranno indipendenti, ognuno cercherà di creare scorte di componenti per sopportare lunghe attese e soddisfare le richieste di produzione tra un aggiornamento dell'inventario e l'altro. Di nuovo, questo peggiorerà ulteriormente la carenza di chip esistente.

Soluzioni Possibili

Per rimanere davanti al gioco, i principali operatori del settore come i progettisti e i produttori di chip e le molte industrie 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.

chip shortage solution

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.

Riassunto

L'ultima carenza globale di chip ha portato a gravi scosse nella catena di fornitura di semiconduttori, che colpisce diverse industrie dall'automobile, elettronica di consumo, centri dati, LED e fonti rinnovabili.

I leader del settore ritengono che le carenze persisteranno fino al 2023, nonostante l'attuale accumulo di misure di mitigazione. E mentre il recupero completo non sarà testimoniato in qualunque momento presto, alcuni produttori di chip sono ottimisti che dilagheranno sulla fabbricazione per contenere la domanda fra i loro clienti automobilistici.

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

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