Kryzys na rynku półprzewodników daje się we znaki branży przemysłowej od 2020 roku. Zgodnie z zapowiedziami ekspertów lepiej nie będzie – przynajmniej do 2023 roku. Ciężko znaleźć jednego winnego zaistniałej sytuacji, na zastoje w produkcji przekłada się kilka czynników.

Covid

Według danych IMF globalna gospodarka skurczyła się w 2020 roku o 4.4%. Był to najgorszy rok od czasów Wielkiego Kryzysu z lat 30. Tąpnięcie w globalnej gospodarce, które rozpoczęło się w marcu 2020 i trwało do czerwca (od grudnia 2019 dla rynków wschodzących) wynosiło nawet kilkanaście procent. Zachwianiu uległy globalne łańcuchy dostaw, firmom zaczęło brakować komponentów. Problemy z zachowaniem stanu produkcji dotyczyły firm asystujących każdemu etapowi powstawania półprzewodników. Co więcej, praca oraz nauka zdalna zwiększyła zapotrzebowanie na sprzęt. Problem polegał na tym, że firmy produkujące półprzewodniki w tamtym okresie i tak już działały w granicach maksymalnej wydajności. Tajwańskie TSMC wykorzystywało 100% mocy przerobowych i dopiero w pierwszej połowie 2020 roku zapowiedziało gigantyczną inwestycję  wysokości stu miliardów dolarów w zwiększenie mocy produkcyjnych.

Intel

Największy na świecie producent układów scalonych miał opóźnienia w produkcji już od kilku lat. Gigant skupił się na zmniejszeniu rozmiarów swoich czipów, przegrywając jednocześnie wyścig o dostarczanie komponentów do telefonów komórkowych. W momencie zwolnienia produkcji klienci częściej zaczęli sięgać po produkt AMD, którego z kolei zaopatruje TSMC, co mocno nadwyrężyło podaż. Problemy wewnętrzne Intela to szeroki temat, do którego kiedyś wrócimy.

Spadek cen i popyt

Jeżeli wziąć pod uwagę wieloletni przekrój cen za pamięć komputerową to do 2019 roku wartość dolara do ilości pamięci regularnie szła w dół. Obniżenie wartości hardware naturalnie sprawiło, że sprzęt komputerowy stał się powszechniejszy. Z danych ze stycznia 2021 roku dostęp do komputera miało 4.66 milarda ludzi, co stanowiło 59.5% ludzkości. Jednocześnie z danych z sierpnia 2021, 6.378 miliarda ma dostęp do smartfona, co daje 80,76% wszystkich ludzi na ziemi. Coraz więcej prowadzi się badań nad systemami autonomicznymi, sztuczną inteligencją, nastąpił również znaczny wzrost zainteresowania kopaniem kryptowalut – wszystkie te zagadnienia potrzebują półprzewodników.

Branża automotive

Znaczna część produkcji półprzewodników trafia do branży automotive. CNBC podawało w maju, że ograniczenie dostaw spowoduje stratę w globalnym rynku wysokości 110 miliardów dolarów. Producenci samochodów przy ograniczeniu dostaw w pierwszej kolejności korzystali z własnych zapasów magazynowych, lecz te szybko się skończyły. Z tego względu wiele producentów ograniczyło, czy zawiesiło wręcz produkcję. W niektórych przypadkach producenci oferują pojazdy bez systemu multimedialnego – na ten przyjdzie poczekać kilkanaście miesięcy.

Wojna o dominację na światowym rynku

Swój udział w kryzysie miała również polityka. Administracja Donalda Trumpa  nałożyła sankcje na szereg chińskich instytucji i podmiotów, między innymi SMIC za wykorzystywanie amerykańskiej technologii przy współpracy z chińskimi firmami wojskowymi. Do tej pory Chiny podejmowały działania odwetowe za pomocą ceł i ograniczeń importowych chipów, zastraszając Tajwan i uchwaliły przepisy, które nominalnie zezwalają na eksterytorialną jurysdykcję przeciwko podmiotom, które stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa narodowego Chin.

Aby wyprodukować chipy, wszystkie zakłady produkujące półprzewodniki potrzebują dużej ilości gazów o wysokiej czystości, fotorezystów i specjalistycznych chemikaliów od firm z Japonii, Tajwanu, Korei Południowej i Niemiec, które z kolei są uzależnione od Chin w zakresie dostaw metali ziem rzadkich do ich produkcji. Boston Consulting Group podkreśla, że ​​z tych 17 pierwiastków ziem rzadkich Chiny przodują w wydobyciu dziewięciu i rafinacji 14. Firma TECHCET świadcząca usługi doradztwa technologicznego donosi, że Chiny kontrolują 82-procentowy udział metali ziem rzadkich lub minerałów o krytycznym znaczeniu, w tym 80 procent światowych dostaw wolframu. W wielu krajach można wydobywać pierwiastki ziem rzadkich, ale Chiny kontrolują procesy rafinacji i oczyszczania oraz pośrednio kontrolują dostawy, ceny i kontrolę eksportu.

Inwestycje

W rezultacie wiele rządów na całym świecie ponownie ocenia swoją pozycję w całym łańcuchu wartości półprzewodników. Stara się działać, wprowadzając nowe krajowe polityki przemysłowe i znaczące inwestycje w produkcję półprzewodników oraz badania i rozwój na swoim terytorium. W ciągu ostatnich kilku lat Chiny, Korea i UE – główni gracze w branży półprzewodników – ogłosiły plany inwestycji rządowych wysokości 250 miliardów dolarów w ciągu następnej dekady. Również Stany Zjednoczone przedstawiły plan inwestycyjny w swój sektor półprzewodników, wart kolejne 52 miliardy dolarów.

O nowej fabryce półprzewodników w Japonii pisaliśmy tu: W Japonii powstanie fabryka półprzewodników

Ile ten kryzys jeszcze potrwa? Szacuje się, że za 2 – 3 lata sytuacja powinna wrócić do normy. Co z tego wyniknie –  czas pokaże.

Autor: Kuba Łozowski

Źródło: techmonitor.ai, semiconductors.org, lawfareblog.com