В свете пандемии нехватка и проблемы с цепочками поставок забили практически все отрасли, от производства до транспорта.Одним из основных затронутых продуктов являются полупроводники, которыми вы пользуетесь в течение всего дня, даже если не осознаете этого.Хотя эти отраслевые сбои легко игнорировать, нехватка полупроводников влияет на вас больше, чем вы могли бы ожидать.
Что такое полупроводник и как его делают?
Полупроводники, также известные как чипы или микрочипы, представляют собой крошечные элементы электроники, внутри которых находятся миллиарды транзисторов.Транзисторы позволяют или запрещают электронам проходить через них.Чипы можно найти в тысячах продуктов, таких как телефоны, посудомоечные машины, медицинское оборудование, космические корабли и автомобили.Они функционируют как «мозг» нашей электроники, запуская программное обеспечение, управляя данными и управляя функциями.
Для изготовления одного чипа требуется более трех месяцев в производстве, более тысячи шагов и требуются гигантские фабрики, беспыльные помещения, машины стоимостью в миллион долларов, расплавленное олово и лазеры.Этот процесс является чрезвычайно утомительным и дорогостоящим.Например, даже для того, чтобы поместить кремний в машину для изготовления микросхем, в первую очередь необходимо чистое помещение — настолько чистое, что одна пылинка может привести к напрасным затратам на миллионы долларов.Заводы по производству микросхем работают круглосуточно и без выходных, а строительство завода начального уровня стоит около 15 миллиардов долларов из-за необходимого специализированного оборудования.Чтобы избежать убытков, производители чипов должны получать прибыль в размере 3 миллиардов долларов с каждого завода.
Полупроводниковая чистая комната с защитным светодиодным желтым светом.Фото предоставлено: REUTERS
Почему дефицит?
Многие факторы за последние полтора года объединились, чтобы вызвать эту нехватку.Сложный и дорогой процесс производства чипов является одной из основных причин дефицита.В результате в мире не так много заводов по производству чипов, поэтому проблема на одном заводе вызывает волновой эффект во всей отрасли.
Тем не менее, самая большая причина нехватки может быть связана с пандемией COVID-19.Прежде всего, многие заводы закрылись в начале пандемии, а это означает, что поставки, необходимые для производства чипов, отсутствовали в течение нескольких месяцев.Многие отрасли, связанные с чипами, такие как доставка, производство и транспорт, также столкнулись с нехваткой рабочей силы.Кроме того, все больше потребителей хотели приобрести электронику в связи с мерами, связанными с пребыванием дома и работой на дому, что привело к накоплению заказов, требующих чипов.
Кроме того, COVID заставил азиатские порты закрыться на несколько месяцев.Поскольку 90% мировой электроники проходит через китайский порт Яньтянь, это закрытие вызвало огромные проблемы с доставкой электроники и деталей, необходимых для производства микросхем.
Последствия пожара Ренесаса.Кредит Фотографии: Би-би-си
Если всех проблем, связанных с COVID, было недостаточно, различные погодные проблемы также препятствовали производству.Японский завод Renesas, на котором производится около ⅓ чипов, используемых в автомобилях, сильно пострадал от пожара в марте 2021 года, и его работа не возобновлялась до июля.Зимние штормы в Техасе в конце 2020 года вынудили некоторые из и без того небольшого числа американских заводов по производству чипсов остановить производство.Наконец, сильные засухи на Тайване в начале 2021 года, ведущей стране по производству чипов, привели к замедлению производства, поскольку для производства чипов требуется много воды.
Как дефицит влияет на вас?
Огромное количество потребительских товаров, содержащих полупроводниковые чипы, которые используются каждый день, ясно показывает серьезность дефицита.Цены на устройства, скорее всего, вырастут, а выпуск других продуктов будет отложен.Есть оценки, что в этом году американские производители будут производить как минимум на 1,5-5 миллионов автомобилей меньше.Например, Nissan объявил, что будет производить на 500 000 автомобилей меньше из-за нехватки чипов.General Motors даже временно закрыла все три своих завода в Северной Америке в начале 2021 года, припарковав тысячи автомобилей, которые были готовы, за исключением необходимых для них чипов.
General Motors закрылась из-за нехватки полупроводников
Кредит Фотографии: ГМ
Компании бытовой электроники запасались чипами в начале пандемии из соображений осторожности.Однако в июле генеральный директор Apple Тим Кук объявил, что нехватка чипов, вероятно, задержит производство iPhone и уже повлияла на продажи iPad и Mac.Sony также признала, что не может удовлетворить спрос на новую PS5.
Бытовую технику, такую как микроволновые печи, посудомоечные и стиральные машины, уже стало сложнее купить.Многие производители бытовой техники, такие как Electrolux, не могут удовлетворить спрос на всю свою продукцию.Умные бытовые приборы, такие как дверные видеозвонки, также подвержены риску.
В преддверии праздничного сезона следует предостеречь от того, чтобы не ожидать огромного разнообразия электронных опций, к которым мы привыкли в обычные годы - предупреждения «нет в наличии» могут быть все более распространенными.Необходимо планировать заранее, а не рассчитывать на то, что вы сразу же закажете и получите продукты.
Каково будущее дефицита?
Есть свет в конце туннеля с нехваткой полупроводников.Во-первых, закрытие заводов из-за COVID-19 и нехватка рабочей силы начинают смягчаться.Крупные компании, такие как TSMC и Samsung, также пообещали совместно инвестировать миллиарды долларов в расширение цепочки поставок и стимулирование производителей микросхем.
Основным выводом из этой нехватки является тот факт, что должно уменьшиться зависимость от Тайваня и Южной Кореи.В настоящее время Америка производит только около 10% чипов, которые она использует, что увеличивает затраты на доставку и время доставки чипов из-за границы.Чтобы решить эту проблему, Джо Байден пообещал поддержать полупроводниковый сектор с помощью законопроекта о техническом финансировании, представленного в июне, который выделяет 52 миллиарда долларов на производство микросхем в США.Intel тратит 20 миллиардов долларов на два новых завода в Аризоне.Производитель военных и космических полупроводников CAES рассчитывает значительно увеличить штат сотрудников в течение следующего года, делая упор также на получение чипов с заводов в США.
Этот дефицит шокировал отрасль, но также предупредил ее о будущих проблемах, связанных с повышенным спросом на товары, для которых требуется много полупроводников, таких как умные дома и электромобили.Мы надеемся, что компания прислушается к своего рода предупреждению для производителей чипов, предотвратив будущие проблемы такого масштаба.
Чтобы узнать больше о производстве полупроводников, смотрите передачу Tomorrow's World Today «Полупроводники в космосе» на SCIGo и Discovery GO.
Исследуйте мир производства, узнайте о научных возможностях американских горок, о том, что вам нужно знать об утилизации электронных устройств, и загляните в будущее горнодобывающей промышленности.
Время публикации: 28 июля 2022 г.