Как на мировом рынке чипов разыгрался идеальный шторм

Микросхемы есть почти во всём, что нас окружает: в телефоне, в компьютере, в автомобиле, в стиральной машине, в электрической зубной щетке, в холодильнике и в сотнях других вещей. От этих крошечных деталей напрямую зависит качество нашей жизни, но сейчас человечество столкнулось с их острым дефицитом.

«Глобальная цепочка поставок чипов переживает кризис. Раньше она никогда не испытывала столь масштабного давления», — считает Патрик Пенфилд, профессор управления цепями поставок Сиракузского университета.

Nissan заявил, что будет производить на 500 тыс. автомобилей меньше из-за нехватки чипов. General Motors пришлось приостановить производство и даже отправить на хранение тысячи готовых автомобилей, для которых чипов просто не хватило. В июле генеральный директор Apple Тим Кук предупредил, что нехватка микросхем повлияет на продажи смартфонов и планшетов. Глава Intel Пэт Гелсинджер прогнозирует, что пройдёт год или два, прежде чем предложение сможет удовлетворить спрос, а эксперты отмечают, что в ближайшее время дефицит чипов может отразиться на разнообразии товаров. Давайте разберёмся как возникла нехватка чипов и когда она может закончиться.

Что такое чипы?

Чипы, которые также называют полупроводниками или микрочипами выполняют функцию «мозга» нашей электроники. Это крошечные изделия вмещают в себе миллиарды транзисторов, работающих как крошечные вентили, регулирующие поток электронов. Например, новейшая микросхема IBM содержит 50 млрд транзисторов при двухнанометровом разрешении на пространстве размером с ноготь.

«Я полагаю, что в мире ежедневно используется более 100 миллиардов микросхем», — считает Маттео Ринальди, профессор электротехники и компьютерной инженерии Северо-Восточного университета.

Эти чипы очень важны в современном мире, но даже до пандемии спрос на них превышал предложение. В этом году экономист Рори Грин назвал полупроводники «новой нефтью», отметив, что Тайвань и Корея контролируют львиную долю производства микросхем. Хотя эти микросхемы были изобретены в США собственное производство в этой стране в последнее время существенно сократилось. По словам Джеймса Льюиса, старшего вице-президента и директора программы вашингтонского Центра стратегических и международных исследований (CSIS), в 1990 году 37% чипов производилось в США, а к 2020 году это число составляло всего 12%.

На протяжении десятилетий индустрия руководствовалась предсказанием, сделанным соучредителем Intel Гордоном Муром в 1965 году: «количество транзисторов, встроенных в микросхему, будет примерно удваиваться каждые 24 месяца». Строительство завода по производству этих микросхем, размер которых постоянно сокращается, может обойтись в $10 млрд, что является непомерно высокой ценой для большинства компаний.

Как начался дефицит чипов?

Когда мир остановился из-за пандемии COVID-19 закрылись многие фабрики. В результате поставки, необходимые для производства микросхем, встали на несколько месяцев. В то же время повышенный спрос на бытовую электронику вызвал сдвиги, которые затронули всю цепочку поставок. Производители как могли пытались угнаться за спросом, но отставание только нарастало.

Но проблема заключалась не только в производстве. По мере распространения COVID порты закрывались, иногда на месяцы. Около 90% мировой электроники проходит через китайский порт Яньтянь, который был закрыт, оставив сотни контейнеровозов, дожидаться разгрузки.

После того, как порты снова открылись, в системе поставок возникли узкие места из-за скопления товаров, ожидающих отправки. Многие звенья транспортной цепочки поставок просто не в состоянии справиться с этим накоплением и возникшей нехваткой рабочей силы. Это ввергает цепочку поставок в еще больший кризис.

Что вызвало дефицит?

«Плохие решения, невезение, а затем возросший спрос. Сложите эти три вещи вместе, и у вас будет дефицит», — говорит Льюис. Пандемия вызвала взрывной всплеск спроса на устройства. Люди сидели дома и использовали больше планшетов, телефонов и других подобных устройств, чем когда-либо прежде. В определенный момент производители чипов перестали поспевать за спросом.

Плохие решения автомобильной промышленности также усугубили дефицит. «Когда COVID начался, многие компании отменили свои заказы на чипы, потому что считали, что экономика долго будет отходить от этого удара», — говорит Льюис. Когда автоконцерны стали отменять заказы, производители микросхем переключились на производство чипов для потребительских товаров, пытаясь удовлетворить взрывной спрос, вызванный пандемией. В результате после переоборудования заводов на производство чипов для потребительских товаров возникла нехватка автомобильных чипов.

В мире не так много заводов по производству микросхем, но даже те немногие из них, что работали во время пандемии, как раз в этот период пострадали от различных бедствий. Завод Renesas в Японии, который производит почти треть чипов, используемых в автомобилях по всему миру, сильно пострадал от пожара, зимние штормы в Техасе вынудили некоторые из немногочисленных американских заводов прекратить производство. Для производства чипов требуется много воды, а на Тайване случилась сильная засуха, которая также повлияла на производство.

Какова роль Китая?

Хотя геополитические проблемы не являются основной причиной нехватки микросхем, но определённое влияние на ситуацию оказало постоянное напряжение в отношениях Тайваня с Китаем. Тайвань является ведущим производителем микросхем в мире, и теоретическая возможность войны между Китаем и Тайванем ставит под угрозу доступ США к микросхемам и может иметь катастрофические последствия для многих отраслей.

«Китай испытывает сильное искушение просто захватить Тайвань», — считает Льюис. «Китайцы отчаянно хотят иметь свою индустрию микросхем. В результате остров сейчас находится в центре соперничества США с Китаем».

Президент Джо Байден предложил инвестировать в американское производство микросхем $50 млрд долларов. Сенат принял закон, предлагающий налоговые и другие льготы для производителей микросхем. Американский производитель микросхем Intel объявил о планах по расширению производства микросхем, а компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Co и Samsung нацелились на строительство заводов в США. Это многообещающие планы, но потребуются годы, прежде чем эти предприятия смогут нарастить объёмы производства.

Каковы последствия дефицита?

«Цены определённо будут выше на многие устройства, для которых требуются полупроводники», — говорит Дэвид Йоффи, профессор Гарвардской школы бизнеса, проработавший почти три десятилетия в совете директоров Intel. «Некоторые продукты буквально не поставляются или задерживаются».

Автомобильная промышленность сильно пострадает: по оценкам, американские производители в этом году будут производить как минимум на 1,5–5 млн автомобилей меньше. Ford и General Motors уже ограничили производство. Tesla пересмотрела собственное программное обеспечение для поддержки альтернативных чипов, чтобы сохранить уровень производства.

И хотя компании бытовой электроники, такие как Apple и Samsung, начали накапливать чипы на раннем этапе, что пока спасает их от больших задержек, с которыми столкнулась автомобильная промышленность, Apple недавно объявила, что нехватка чипов приведет к задержке производства iPhone и уже влияет на продажи iPad и Mac. Игровые приставки тоже в дефиците.

Когда проблема будет решена?

Мнения о том, когда закончится дефицит, разнятся. Генеральный директор производителя чипов STMicro подсчитал, что дефицит закончится к началу 2023 года. Генеральный директор автопроизводителя Stellantis считает, что дефицит «легко затянется до 22 года». Генеральный директор Intel Патрик Гелсинджер сказал, что дефицит может продлиться ещё два года.

«Потребуется, вероятно, около девяти или десяти месяцев, чтобы пережить это», — говорит Льюис. «Если вы можете позволить себе подождать, цены упадут».

Йоффи ожидает, что в течение следующих 6–12 месяцев спрос начнёт снижаться. Но по его оценкам, вероятно, пройдет два года, прежде чем предложение догонит спрос и будет достигнуто равновесие.

«Когда вы опускаетесь до трёх и двух нанометров, которые являются уровнями, о которых мы говорим для технологий следующего поколения, это сложная вещь — это то, что не решается за наносекунду», — говорит Йоффи, — «Тут стоит проявить терпение».

Оригинал статьи на английской языке: Understanding the global chip shortage, a big crisis involving tiny components