Нехватка чипов: текущие проблемы, прогнозы и возможные решения

Updated on янв 19, 2022 by

 392

Пандемия COVID-19 привела к закрытию нескольких компаний, что привело к сокращению производства и изменению цепочек поставок. В мире технологий, где кремниевые микрочипы являются сердцем всего электронного, нехватка сырья стала препятствием для создания и развития новых продуктов.

Во время периодов изоляции некоторые важные рабочие были вынуждены оставаться дома, что означало, что производство микросхем было недоступно в течение нескольких месяцев. К тому времени, когда изоляция была снята и мир принял новую норму, растущего спроса на бытовую и бизнес-электронику было достаточно, чтобы вызвать колебания в цепочке поставок.

Ниже мы обсудили проблемы, связанные с текущей нехваткой микросхем, чего ожидать в будущем и возможные меры, необходимые для преодоления ограничений цепочки поставок.

Проблемы, вызванные текущей нехваткой микросхем

По мере того, как технологии и быстрые инновации охватывают отрасли, полупроводниковые микросхемы стали важной частью производства - от устройств, таких как коммутаторы, беспроводные маршрутизаторы, компьютеры и автомобили, до базовой бытовой техники.

Чтобы понять и количественно оценить влияние нехватки микросхем на всю отрасль, нам нужно взглянуть на некоторые из наиболее пострадавших секторов. Вот краткая информация о том, как развивались события за последние восемнадцать месяцев.

Автомобильная индустрия

В современных автомобилях микрочипы выполняют несколько жизненно важных функций. По данным Washington Post, почти 17 производителей автомобилей в Северной Америке и Европе замедлили или остановили производство из-за нехватки компьютерных микросхем. Пострадали такие крупные автопроизводители, как Tesla, Ford, BMW и General Motors. Основным следствием этого является то, что к концу 2021 года мировая автомобильная промышленность будет производить на 4 миллиона автомобилей меньше, чем планировалось ранее, и потеряет в среднем 110 миллиардов долларов дохода.

Бытовая электроника

Потребительская электроника, такая как настольные ПК и смартфоны, росла во время пандемии благодаря переходу студентов к виртуальному обучению и росту удаленной работы. В начале пандемии несколько автопроизводителей снизили прогнозы по производству автомобилей, прежде чем отказаться от открытых заказов на полупроводниковые микросхемы. И хотя индустрия бытовой электроники вмешалась и забрала большую часть этих микрочипов, предложение не могло догнать спрос.

Это побудило некоторых производителей, таких как HP, поднять цены на такие продукты, как принтеры, на 20%. Sony также намекнула, что не будет производить достаточное количество поставок для консоли PlayStation 5 где-то в 2022 году.

Центры обработки данных

Большинство компаний по производству микросхем, таких как Samsung Foundries, Global Foundries и TSMC, отдавали приоритет высокоприбыльным заказам от клиентов ПК и центров обработки данных во время пандемии. И хотя это дало центрам обработки данных конкурентное преимущество, нельзя сказать, что на центры обработки данных не повлияла глобальная нехватка микросхем.

Некоторые из компонентов, которые центры обработки данных изо всех сил пытались найти, включают компоненты, необходимые для сборки их систем коммутации центров обработки данных. К ним относятся микросхемы BMC, конденсаторы, резисторы, печатные платы и т. Д. Другой проблемой является увеличенное время выполнения заказа из-за нехватки пластин и подложек, а также снижение емкости сборки.

Светодиодное освещение

Светодиодная подсветка, обычная для большинства экранов дисплеев, питается от труднодоступных полупроводниковых микросхем. Цены на гаджеты со светодиодной подсветкой сейчас завышены из-за нехватки сырья и повышенного рыночного спроса. Ожидается, что это продлится до начала 2022 года.

Возобновляемая энергия - солнечная энергия и турбины

Системы возобновляемых источников энергии, особенно солнечные батареи и турбины, полагаются на полупроводники и датчики для работы. Ограничения глобальной цепочки поставок нанесли ущерб отрасли и даже вынудили некоторых производителей энергетических решений, таких как Enphase Energy, нести потери доли.

Тенденции развития полупроводников: чего ожидать в будущем

В ответ на глобальную нехватку микросхем несколько производителей компонентов увеличили производство, чтобы уменьшить дефицит. Однако ведущие производители электроники и полупроводников заявляют, что кризис только усугубится, прежде чем станет лучше. Большинство из этих лидеров отрасли предполагают, что дефицит полупроводников может сохраниться до 2023 года.

Основываясь на продолжающихся сбоях и нестабильности цепочки поставок, различные аналитики в недавней статье CNBC и интервью Bloomberg поддержали свои взгляды, и многие убеждены, что наступающий год будет сложным. Вот некоторые из основных выводов:

Пэт Гелсинджер, генеральный директор Intel Corp., отметил в апреле 2021 года, что нехватка чипов восстановится через пару лет.

Отчет DigiTimes Report показал, что срок поставки серверных ИС и центров обработки данных Intel и AMD увеличился до 45–66 недель.

Третий по величине в мире поставщик EMS и OEM, Flex Ltd., ожидает, что глобальный дефицит полупроводников сохранится в 2023 году.

В мае 2021 года Global Foundries, четвертый по величине контрактный производитель полупроводников, подписала с AMD трехлетний договор на поставку кремния на 1,6 млрд долларов, а в конце июня запустила новое предприятие по производству пластин диаметром 300 мм на 4 млрд долларов в Сингапуре. Тем не менее, компания заявляет, что ее производственные мощности увеличат производство компонентов только в начале 2023 года.

TMSC, одно из ведущих литейных производств в отрасли, заявляет, что существенно не увеличит выпуск компонентов до 2023 года. Тем не менее, оптимистично, что к концу компания увеличит производство автомобильных микроконтроллеров на 60%. 2021 года.

Из представленных выше представлений об отрасли очевидно, что, несмотря на многочисленные усилия, которые основные игроки прилагают для решения глобальной нехватки микросхем, узкие места, вероятно, будут сохраняться в течение 2022 года.

Кроме того, некоторые отраслевые обозреватели считают, что переход крупных технологических компаний, таких как Amazon, Microsoft и Google, к разработке собственных микросхем для облачных вычислений и центров обработки данных, может усугубить кризис нехватки микросхем и другие проблемы, с которыми сталкивается полупроводниковая промышленность.

В недавней статье Bloomberg Businessweek авторы намекают, что выход Microsoft, Amazon и Google на рынок разработки микросхем станет поворотным моментом в отрасли. У этих технологических гигантов есть ресурсы для разработки собственных превосходных и экономически эффективных микросхем, которые есть у большинства разработчиков микросхем, таких как Intel, в ограниченном количестве.

Поскольку эти технологические гиганты станут независимыми, каждый из них будет стремиться создать запасы компонентов, чтобы выдержать долгое ожидание и удовлетворить производственные потребности между обновлениями запасов. Опять же, это еще больше усугубит существующую нехватку чипов.

Возможные решения

Чтобы оставаться на шаг впереди, основные игроки отрасли, такие как разработчики и производители микросхем, а также многие затронутые отрасли предприняли несколько шагов для смягчения последствий нехватки микросхем.

Для многих производителей микросхем очевидной реакцией стало расширение производственных мощностей. Другие поставщики в определенных регионах решили накапливать запасы и ограничивать экспорт, чтобы лучше реагировать на волатильность рынка и политическое давление.

Точно так же повышение производительности или увеличение количества микросхем, изготовленных из кремниевой пластины, - это область, в которую многие производители инвестировали, чтобы увеличить предложение микросхем с определенной маржой.

Вот другие возможные решения, которые пришлось принять компаниям:

Гибкость, позволяющая приспособиться к более старым технологиям микросхем, которые, возможно, не являются «современными», но все же лучше, чем ничего.

Использование программных решений, таких как интеллектуальное сжатие и компиляция, для создания эффективных моделей искусственного интеллекта, помогающих раскрыть возможности оборудования.

Светодиодное освещение

Последняя глобальная нехватка микросхем привела к серьезным потрясениям в цепочке поставок полупроводников, затронувшим несколько отраслей, включая автомобилестроение, бытовую электронику, центры обработки данных, светодиоды и возобновляемые источники энергии.

Лидеры отрасли считают, что дефицит будет сохраняться до 2023 года, несмотря на текущее наращивание мер по смягчению последствий. И хотя полного выздоровления не произойдет в ближайшее время, некоторые производители микросхем оптимистично настроены в том, что они увеличат производство, чтобы сдержать спрос среди своих клиентов в автомобильной промышленности.

Тем не менее, оставаться впереди всех - это постоянная борьба, учитывая, что это проблема, затрагивающая каждого игрока отрасли, независимо от размера или положения на рынке. Расширение производственных мощностей, адаптация к устаревшим технологиям микросхем и использование программных решений для раскрытия аппаратных возможностей - вот некоторые из многообещающих решений.