Кризис полупроводников в 2022 году: удорожание чипов, усугубление проблем автомобилестроения, игровой отрасли и медицины

Несколько недель назад мы публиковали статью, в которой собрали мнения игроков индустрии полупроводниковой электроники о кризисе дефицита чипов. Тогда в материал попало мнение пары оптимистически настроенных экспертов.

Но, похоже, оптимизм не был оправданным. Дело в том, что ситуация продолжает усугубляться, причем мало того, что дефицит остается актуальным, так еще и чипы дорожают. Так что производителям электроники, включая автомобилестроение и поставщиков медицинской техники, придется постараться, чтобы раздобыть в нужных количествах подорожавшие на несколько десятков процентов чипы.

Поскольку спрос сейчас растет со скоростью примерно 17% в году, а предложение увеличивается за то же время лишь на 6%, нетрудно понять, насколько серьезные сложности испытывают вендоры устройств, где эти чипы применяются. При этом больше, чем сейчас поставщики полупроводниковых компонентов выдавать не могут — загружено около 97% мощностей основных производителей.

А ведь деться некуда — покупателям приходится искать любые возможности по приобретению крупных или хотя бы каких-нибудь партий чипов. Производители это понимают, и пользуются ситуацией.

TSMC осенью 2021 года заявила о зимнем повышении цен. Компания поднимает стоимость относительно простых чипов на 20%, а более продвинутых — на 10%. Но увеличивает стоимость продукции не только TSMC, но и южнокорейская компания Samsung, о чем тоже было заявлено.

При этом представители TSMC заявляют о том, что нынешние высокие цены во многом обусловлены деятельностью посредников. Якобы такие компании, поставляя купленные на фабрике чипы, перепродают их потребителям гораздо дороже. Особенно активно действуют игроки автомобильного рынка, но вроде как замечены накрутки посредников и в других отраслях. Стоит напомнить, что это версия поставщиков полупроводниковых компонентов. Проверить ее не так просто, ведь во многих случаях логистическая цепочка закрыта от посторонних глаз.

Производство полупроводников — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:

→ Маленьких «малинках» в крупном дата-центре
→ новых SoC от Apple — M1 Pro и M1 Max
→ Создании собственного корпуса для сервера

А вот и нет. Проблема в том, что процесс производства и поставки чипов отлажен, но в нем есть даже не одно, а сразу несколько «бутылочных горлышек». Негативно влияющие на отрасль факторы накладываются друг на друга, что в итоге приводит к текущей ситуации — крайнем дефиците компонентов.

О торговых войнах, климатических проблемах, нехватке ресурсов мы уже писали. Но есть еще одна проблема — сложность и дороговизна производства микросхем. Один из главных звеньев цепочки производства кремниевых чипов — создание кристалла по методу Яна Чохральского, так называемый CZ process. Заготовки кристаллов полупроводника постепенно вытягивают, что происходит очень медленно, пока кристалл не достигает нужного размера. Потом его разрезают на заготовки нужного размера, применяют множество технологических процессов, после чего готовые пластины нарезаются на заготовки для чипов. Их компоновка — последний этап в цепочке.

Выращивание кристаллов возможно лишь при условии необходимой инфраструктуры производства, которая крайне сложна. Производители чипов даже шутят, что создание полупроводниковых компонентов гораздо сложнее подготовки ракеты к полету в космос с последующим запуском. Если бы удалось упростить процесс подготовки кристалла-заготовки, скорее всего, дефицит был бы побежден относительно оперативно.

Ну а так производителям чипов, которые планируют увеличить объемы производства, приходится ждать по многу месяцев подготовки необходимой инфраструктуры. Кроме технологий, предприятия должны быть очень чистыми — можно сказать, что условия производства чипов должны быть строго стерильными в плане наличия пыли и прочих сторонних компонентов в воздухе. Быстро с нуля такое не построишь.

О том, что в эпоху тотального дефицита полупроводниковых компонентов проблемы есть у вендоров игровых устройств, ноутбуков и ПК, сложной бытовой техники, говорят многие. Но есть и отрасли, на которых текущая проблема с нехваткой полупроводников отразилась действительно неожиданно.

В первую очередь, это автомобильная промышленность. Да, современные автомобили постепенно цифровизуются, превращаясь, образно говоря, в «смартфоны на колесах». Но мало кто мог предвидеть дикую нехватку чипов именно в автомобилестроении.

Аналитики агентства The Boston Consulting Group (BCG) прогнозируют, что мировой дефицит компонентов приведет к сокращению производства автомобилей на 7-9 млн единиц транспорта в год. Естественно, эта проблема спровоцирует появление других, так что в итоге мы получим (уже почти получили) эффект домино с наслоением различных факторов из разных отраслей.

В 2022 году, скорее всего, ситуация будет аналогичной 2021, если не хуже. Так, специалисты JPMorgan считают, что рынок начнет оздоравливаться не ранее 2023 года. Но есть и эксперты, например, из концерна Daimler, которые считают, что проблемы сохранятся и в следующем году.

Во вторую очередь дефицит сказался на медицинской отрасли. Дело в том, что медицина тоже активно цифровизуется. Во многих случаях те же аппараты ИВЛ представляют собой сложные устройства с новейшими чипами.

Ну а поскольку объемы производства такого оборудования в связи с пандемией растут, то и потребность в чипах со стороны медицины тоже увеличивается. Томографы, ультразвуковая диагностика, ИВЛ, инфузоматы и многие другие современные медгаджеты сейчас производятся на основе относительно сложных электронных компонентов. Конечно, там нет мощнейших видеочипов или процессоров, но дефицит сейчас распространился даже на простейшие полупроводниковые компоненты.

Дошло до того, что производители медицинского оборудования модифицируют модели прошлых лет, а не разрабатывают новые.

Несмотря на мрачные перспективы, производители все же стараются решить проблему — скорее всего, не потому, чтобы всем стало хорошо, а просто потому, что так можно больше заработать, выпуская большие объемы полупроводниковых элементов.

Активнее всех работает в этом направлении все та же компания TSMC. Она построила огромный комплекс, который будет производить 3нм чипы, причем в больших объемах. Кроме того, TSMC построила и новую фабрику по выпуску 5нм чипов. Аналитики считают, что в ближайшие годы потребность в чипах вырастет в несколько раз, поэтому тайваньская компания «готовит сани» уже сейчас, чтобы потом не было слишком поздно.

При этом не забывает она и о прибыли — по собственным прогнозам TSMC, к концу года показатель прибыли должен вырасти на четверть, если не больше. Ну а учитывая все обстоятельства, о которых говорилось выше — то, скорее всего, прибыль увеличится весьма значительно.

И это плохо, и то нехорошо — действительно, проблема есть и в повышении объемов производства чипов. Дело в том, что если потребность в них упадет, по любой из десятков причин, по которым это уже происходило ранее, то возникнет проблема перепроизводства.

Сейчас TSMC, Intel, Samsung и другие поставщики компонентов стараются максимально ускориться. Если спрос резко упадет, перепроизводство будет просто гигантским. А это означает резкое падение цен и кризис уже в отрасли производства чипов.

Но это, как говорится, уже совсем другая история…