Дефицит чипов с чем связан
Мировой кризис микрочипов. Причины, последствия, прогнозы
В мире наступил очередной кризис. На автомобильных заводах сокращаются рабочие смены; чтобы купить PS5, вышедший полгода назад, надо неплохо постараться, ведь количество производимого товара и его цена обратно пропорциональны друг другу; Apple откладывает старт продаж iPhone12 на несколько месяцев вперед. Неужели все дело в новых вакцинах? Неужели производимых микрочипов хватает только для прививок? Кхм… извините.
Почему возник такой парадокс, когда потребители столкнулись с ростом цен и нехваткой товаров в самых различных сферах (от мобильных телефонов до автомобилей и игровых приставок), а производители сокращают штат и время работы сотрудников? Да, вы прочитали заголовок и, конечно же, понимаете, о чем идет речь. Современный рынок испытывает довольно тяжелые технологические времена. Количество перспективных идей растет, а вот минимальных структурных единиц, составляющих основу настоящих и будущих устройств, в должной мере не хватает. С чем связан взрывной спрос на микрочипы и недостаточно высокое предложение? Кто от этого страдает, а кто, наоборот, выигрывает? Как, по мнению игроков крупного бизнеса, можно исправить сложившуюся ситуацию? Обо всем по порядку.
Распоряжение президента Джо Байдена, призывающее к пересмотру цепочек поставок критически важных продуктов, проливает свет на продолжавшееся десятилетия сокращение американских мощностей по производству полупроводников. По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности, доля США в мировом производстве полупроводников составляет всего 12% по сравнению с 37% в 1990 году. Ситуация, когда 88% полупроводниковых чипов, используемых в промышленности США, включая автомобилестроение и оборонную промышленность, производятся за пределами США может на первый взгляд не вызывать тревогу. Однако три проблемы делают ее критически острой для США как еще сохраняющих статус мирового лидера в области электроники: высокий мировой спрос, отсутствие средств производства и ограниченные инвестиции.
Мировой спрос
Интернет-провайдеры устали отвечать на бесчисленные запросы пользователей (по крайней мере в начале пандемии) на тему: «а почему у меня ничего не работает? Как это так?». Так почему же? Потому что серверы перестали справляться с возросшей нагрузкой на сеть. Сервер – это что? Это та же самая машина, для стабильной работы которой при увеличивающейся нагрузке необходимы новые запчасти.
Вот и получается замкнутый круг. Таким образом, выстраивается сложная очередь из потребителей микрочипов. Например, вышеупомянутая автомобильная промышленность, как выяснилось, находится далеко не в начале. Поставки сокращаются, спрос увеличивается, цены растут. Экономика, одним словом.
Топ-10 производителей полупроводников, их доли рынка в долларах
Отсутствие средств производства
Полупроводниковые компании США занимают 47% мирового рынка продаж микросхем, но только 12% из них локализованы в США. Для удовлетворения ожиданий в отношении все более быстрой и интеллектуальной электроники требуются инновации в конструкции микросхем, которые, в свою очередь, зависят от самых передовых производственных технологий, доступных на локальном уровне. Достижения в производстве полупроводников основаны на количестве транзисторов, приходящихся на квадратный миллиметр. Самые передовые технологии и оборудование для производства полупроводников, располагаемые в так называемых фабах, имеют маркировку 5 нанометров, что равно одной миллионной доли миллиметра. Число относится к процессу, а не к какой-либо конкретной характеристике чипа. Как правило, чем меньше номинал в нанометре, тем больше транзисторов на квадратный миллиметр, хотя не все так просто. Наивысшая плотность транзисторов составляет около 100 миллионов на квадратный миллиметр.
Тайвань и Samsung в Южной Корее разрабатывают 3-нанометровые фабы, в то время как в США еще нет и 7-нанометровых. Intel объявила, что ее 7-нанометровая фабрика не будет готова к производству до конца 2022 или начала 2023 года. Это оставляет США без средств производства самых передовых микросхем.
Недостаток инвестиций
Правительства Тайваня, Южной Кореи, Сингапура и Китая ежегодно инвестируют десятки миллиардов долларов в свою полупроводниковую промышленность. Эти инвестиции включают не только сами объекты, но также исследования и разработки технологий, необходимых для перехода к фабам следующего поколения. Подобные стимулы в США сегодня незначительны.
Слухи
По словам[3] генерального директора Cisco Systems, Чака Роббинса, уже к осени этого года проблема с недостатком микрочипов должна сгладится благодаря наращиванию мощностей рядом предприятий. При этом TSMC[4] и NVIDIA[5] считают, что для уравновешивания товарного рынка потребуется не менее нескольких лет.
В сентябре прошлого года правительство США наложило санкции на крупнейшего китайского производителя микросхем, Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), сославшись на военное использование их продукции в Китае.
Двумя месяцами позже Китай опубликовал свой 14-й пятилетний план, повышающий автономию производства полупроводников, чтобы помочь достичь технологической самостоятельности. 5 марта премьер-министр Китая Ли Кэцян согласно принятого плана партии выделил инвестиции на развитие полупроводниковых технологий.
Дефицит чипов увеличился уже до 30%, индустрии грозит кризис продолжительностью в год
В последнее время все чаще появляются новости вроде «видеочипов не хватает», «дефицит процессоров», «поставки ноутбуков под угрозой». И это не просто новости, а отражение реальной действительности, которая даже хуже, чем может показаться. По словам экспертов, проблемы на рынке полупроводниковых элементов сохранятся до конца этого года.
Основная причина — цифровизация всего и вся, переход в онлайн, увеличение объемов трафика и т.п. Промышленность оказалась не готова к пост-ковидной реальности. В итоге мы получили глобальный дефицит на рынке микросхем, который угрожает нормальному ходу работы многих отраслей, от автомобилестроения до производства ноутбуков и промышленных систем.
Насколько все серьезно?
По данным аналитического агентства J.P. Morgan, объемы поставок полупроводников в разных отраслях на 10-30% ниже потребностей этих отраслей. Для того, чтобы промышленность смогла нарастить объемы производства, нужно от 6 месяцев до года. Соответственно, весь этот период мы будем наблюдать проблемы с поставками разных систем и устройств, где используются чипы.
По мнению разных аналитиков, причина дефицита в том, что под влиянием пандемии все и вся цифровизуется, сотрудники компаний работают удаленно, повышается спрос на технику и, соответственно, чипы. Ну а у промышленности при всем желании пока нет возможности нарастить объемы производства.
Ну и все бы ничего, но сейчас активно развивается торговая война между США и Китаем. А это еще один негативный фактор, который провоцирует спад объемов производства.
Плюс ко всему, на Тайване, фабрики которого поставляют огромное количество чипов, постоянно случаются какие-то проблемы природного характера. То были тайфуны, наводнения и землетрясения, теперь — нехватка воды. Водохранилища региона заполнены примерно на 20%, что заставляет власти настойчиво рекомендовать промышленным компаниям снижать расход воды на 7-11%. Ну а без воды не удастся и нарастить объемы производства.
В итоге TSMC и VIS, по данным Reuters, начали заключать контракты на поставку воды цистернами, чтобы избежать перебоев с водоснабжением.
У производителей полупроводников все хорошо, это нам плохо
Да, производители чипов чувствуют себя прекрасно — от клиентов нет отбоя, цены на чипы постоянно растут. Плюс увеличиваются и акции самих производителей. За последний год биржевой индекс PHLX Semiconductor, который отслеживает десятки акций крупнейших производителей чипов, вырос сразу на 65%. В то же время индустриальный индекс S&P 500 вырос на 17%, высокотехнологичный индекс Nasdaq Composite – на 43%.
Представители аналитической компании Lopez Research даже заявили о том, что на рынке полупроводников сейчас — «идеальный шторм», так что вряд ли стоит ожидать снижения дефицита в ближайшее время. Наоборот, есть угроза того, что индустрия войдет в период неконтролируемого хаоса.
По мнению одного из экспертов, ситуация ухудшается еще и потому, что производители сейчас переходят на новые техпроцессы, процесс производства усложняется. И это одна из причин, по которой поставщики электронных компонентов не могут в кратчайшие сроки увеличить объемы поставок.
Ранее уже сообщалось, что проблемы сейчас у всех, кто использует современные полупроводниковые чипы в производстве. Например, у автомобильной отрасли — здесь такие гиганты, как Nissan, Toyota и Volkswagen собираются снижать объемы производства. И не потому, что у них не хватает возможностей для выполнения плана, а потому, что нет чипов, которыми оснащаются современные автомобили. Сейчас машина — это уже не только транспортное средство, но и высокотехнологичная электронная система, сервер на колесах.
Все пропало?
Не совсем, все же производители чипов понимают проблему, а поскольку стоимость их продукции все время растет, то ведь можно получить сверхприбыли, если начать поставлять сверх плана. И так и происходит. В последнем квартале 2020 года поставщики полупроводниковых элементов превзошли все предсказанные объемы поставок. Планы были перевыполнены. В этом году тенденция будет такой же, только объемы производства будут расти еще быстрее. Такой ситуации ожидает AMD, Qualcomm и другие крупные вендоры.
Да, поскольку ситуация остается сложной, а потребности потребителей чипов увеличиваются, то и дефицит какое-то время будет расти, как и говорилось выше. Весной ожидаются задержки поставок на 14 недель и выше. Но потом все выйдет на круги своя.
Кстати, по мнению Кристофера Ролланда (Christopher Rolland), финансового аналитика компании Susquehanna, текущий дефицит является немного искусственным. Нет, речь не о корпоративных сговорах. Просто многие компании много потеряли во время завершения «бума чипов» 2018 года. Тогда вендоры наращивали и наращивали объемы производства, поскольку покупатели требовали все больше и больше. Но потом спрос внезапно снизился, а вот объемы производства так же быстро уменьшить не удалось.
В итоге на складах оказалась масса никому не нужной продукции, которая хотя и медленно, но устаревала — ведь рынок полупроводниковой электроники очень динамичен. После этого начался еще более серьезный спад, в результате которого снизилась стоимость акций большинства компаний, участников рынка чипов. В это число вошли такие гиганты, как Nvidia, Micron Technology, AMD и другие.
Так что без оглядки на будущее производители уже не будут наращивать объемы производства. Они внимательно отслеживают ситуацию и стараются держать баланс между потребностями рынка, собственными возможностями и рисками перепроизводства.
Дефицит полупроводников останавливает мировой автопром. Что происходит?
Рост спроса на высокопроизводительные компьютеры в пандемию, когда большинство людей перешли на удаленную работу, спровоцировал дефицит чипов в других отраслях производства. Крупные мировые производители техники и целые отрасли столкнулись с проблемами в поставках — в частности, из-за нехватки полупроводников остановились автомобильные заводы. Разбираемся, как дефицит полупроводников влияет на крупные компании и что будет дальше.
Причины нехватки полупроводников — пандемия и Дональд Трамп
Среди причин глобального сокращения полупроводников называются две основные: последствия пандемии и торговых войн США и Китая, начатых при президенте Дональде Трампе.
Негативно на поставках полупроводников сказалось и торговое противостояние США и Китая. В прошлом году власти Штатов наложили ограничения на крупнейшего китайского производителя чипов Semiconductor Manufacturing International (SMIC). В результате компания осталась без возможности закупать оборудование для производства и продавать полупроводники американским компаниям. Заказчики были вынуждены сотрудничать с его конкурентами — например, Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC). Как итог — произошло серьезное перераспределение цепочек поставок чипов.
Многие производители полупроводников сейчас — это так называемые «безфабричные производства» (англ. fabless). Они лишь разрабатывают технологию, а само производство чипов передают на аутсорс.
Но некоторые компании заранее подготовились к возможным сбоям и закупили полупроводники еще до введения жестких санкций против китайского бизнеса. Так поступила Huawei, сделавшая запасы важных для нее радиочипов. Среди автопроизводителей так сделала Toyota, заявившая, что не планирует сокращать производство, так как накопила запасы полупроводников на четыре месяца вперед.
Из-за дефицита чипов больше всего пострадали автопроизводители
Сильнее всего нехватка полупроводников ударила по автопроизводителям, которые используют их для программного обеспечения машин. О приостановках или замедлении в выпуске автомобилей уже заявили GM, Ford, Volkswagen, Honda, Fiat Chrysler, Volvo, Nissan, Mitsubishi, Nio.
Дефицит микросхем задел производителей процессоров для электроники Qualcomm и AMD, поставляющих детали для технологических гигантов, в том числе Sony и Microsoft. Sony заявила, что сложности с поставками полупроводников могут привести к дефициту игровых консолей PlayStation 5. Даже Apple не справляется с нехваткой полупроводников — компания не может полностью закрыть высокий спрос на новые модели iPhone.
Автомобильные производства конкурируют с технологическими компаниями за поставки чипов не напрямую, так как для автомобилей не всегда нужны столь же современные полупроводники, как и для гаджетов. Они покупают чипы, которые как управляют основными процессами в машине, так и используются в более второстепенном ПО.
Особенность цикла цепочек поставок в автопроизводстве — все детали закупаются точно к моменту сборки, запасов на будущее не делается. Но отсутствие даже одного чипа может остановить производственную линейку крупного завода.
По значимости для производителей чипов автомобилестроительные компании на втором месте после технологических, так как создатели гаджетов заключают долгосрочные контракты на поставку. В 2020 году только 3% продаж TSMC приходилось на автомобильные чипы, а на полупроводники для смартфонов — 48%.
Что происходит с автомобильными компаниями из-за дефицита полупроводников
Honda — останавливает шесть заводов в США, Канаде и Мексике.
Hyundai — сократил работу в выходные дни, чтобы скорректировать производство таких брендов, как Kona, Avante, Grandeur и Sonata.
Volvo — сократил производство грузовиков по всему миру.
Nissan — скорректирует производства на заводах в США и Мексике.
Nio — приостановила производство автомобилей на заводе Хэфэй. Компания снизила прогноз по производству на первый квартал до 19,5 тыс. единиц (предыдущий прогноз: 20–20,5 тыс. единиц).
Toyota — приостановила производство в Чехии.
Volkswagen — приостановил производство на заводе в Португалии.
Mitsubishi — сократил производство на внутреннем рынке на 4–5 тыс. единиц в марте и пересматривает производственный план на апрель.
Какие еще факторы влияют на дефицит полупроводников
TSMC — главный бенефициар дефицита полупроводников
Главные производители чипов на данный момент — тайваньская TSMC и южнокорейский Samsung. TSMC контролирует более половины мирового рынка микросхем, изготавливаемых на заказ. Сейчас компания строит новый завод. Предполагается, что полупроводники с нового производства станут на 70% более быстрыми и эффективными, чем прежние. Производство будет запущено в 2022 году.
Производством чипов занимается и Intel, однако американская компания не справляется с этой задачей на 100% и часть работ передает на аутсорс TSMC. По данным Financial Times, Intel уже обговаривает возможное партнерство с TSMC по новому производству в Тайване. Аналитик по производству микросхем в Bernstein Марк Ли считает, что в 2023 году Intel передаст TSMC на аутсорс 20% производства процессоров.
В феврале TSMC объявила о создании дочерней компании в Японии для проведения исследований в области новых полупроводниковых материалов.
По мнению аналитиков, одна из ключевых причин, по которой TSMC настолько эффективна и прибыльна, это концентрация производства в Тайване. По оценкам приближенных к компании людей, производственные затраты в США будут на 8–10% выше, чем в Тайване.
Европейские компании занимаются разработкой полупроводников, но избегают создания собственных производств, а вместо этого передают большую часть работ сторонним компаниям вроде TSMC. Поэтому производство микросхем в Европе на несколько поколений отстает от лидеров отрасли, таких как TSMC и Samsung. Остальные мелкие производители серьезно уступают лидерам в технологиях и производственных мощностях.
Проблема с нехваткой полупроводников начинает набирать все большие обороты: правительства и компании уже высказывают обеспокоенность тем, что дефицит микросхем может замедлить восстановление экономики после пандемии.
Samsung предупреждает, что сбои с поставками чипов могут распространиться и на более широкий технологический сектор.
В исследовательской компании TrendForce считают, что общеотраслевые усилия по ускорению производства автомобильных микросхем могут привести к замедлению поставок полупроводников для бытовой электроники и промышленных приложений.
Больше новостей об инвестициях вы найдете в нашем аккаунте в Instagram
Дефицит микросхем: как он возник и чем грозит электронной промышленности
Во время пандемии начал расти спрос на смартфоны, ноутбуки, настольные компьютеры, «умные» телевизоры, автомобили и устройства, подключенные к интернету. Каждый такой гаджет работает на чипе, который является его «мозгом». Проблема в том, что производители не могут удовлетворить этот повышенный спрос. На производство микросхем негативно влияют и другие факторы. РБК Тренды разобрались, что стало причиной дефицита полупроводников и чего ждать дальше.
Ситуация на рынке
На данный момент ведущими производителями полупроводников являются тайваньская Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) и южнокорейская Samsung. Первая занимает 54% рынка, вторая — 17%.
Аналитики TrendForce выяснили, что мировой спрос на микросхемы оказался на 10–30% выше текущего предложения. По данным Susquehanna Financial Group, за первые четыре месяца 2021 года производители полупроводников резко начали отставать по исполнению заказов. Крупным компаниям приходится ждать микросхемы до 17 недель, а небольшим — до одного года или вообще отказываться от проектов. Одновременно растут цены на потребительскую электронику.
При этом со второго квартала 2021 года более 30 производителей полупроводников повысили цены на свою продукцию от 10% до 30%. В число этих компаний вошли UMC, SMIC и Power Semiconductor Manufacturing. Цены на отдельные продукты взлетели в десятки раз.
TSMC уже изменила приоритеты по выпуску своей продукции. В третьем квартале 2021 года компания собирается производить в первую очередь процессоры для Apple и чипы для автопроизводителей. Микросхемы для других клиентов, в том числе для Intel, Qualcomm, Google и Xilinx, будут отгружаться по мере их изготовления.
Apple в конце 2020 года закупила 80% мощностей TSMC для массового производства своих собственных чипов М1. Таким образом, только она в этом году сможет успешно выполнить план по производству новых iPhone, которые должны представить в сентябре или октябре. Остальные производители смартфонов оказались застигнуты врасплох глобальным дефицитом чипов. Так, Samsung уже предупредила, что может пропустить выпуск новой линейки смартфонов Galaxy Note в 2021 году.
Диганта Дас, исследователь контрафактной электроники в Центре инженерии продвинутого цикла жизни (CALCE), предупредил, что в связи с дефицитом будут расти поставки контрафактных полупроводников. Проблема не коснется технологических гигантов, которые закупают комплектующие непосредственно у производителей, но затронет мелких производителей с более сложными цепочками поставок. Опасность этого заключается в том, что многие небольшие производители электроники заняты в таких отраслях, как здравоохранение, оборона и образование.
Горизонт дефицита
Самый оптимистичный прогноз дает глава Cisco Чак Роббинс. В конце апреля он заверил, что нехватка микросхем будет ощущаться остро лишь до осени 2021 года. По его словам, предприятия уже наращивают свои мощности, и ситуация будет улучшаться в течение следующих 12–18 месяцев.
В TSMC считают, что нехватка полупроводников сохранится и в 2022 году. Производителям придется поднять расходы, запустить новые заводы и скорректировать планы по росту.
По прогнозам компании, дефицит полупроводников для автомобильной промышленности будет снижаться начиная с третьего квартала 2021 года, однако глобальный дефицит сохранится еще минимум год.
Похожей оценки придерживаются в Nvidia. Финдиректор корпорации Колетт Кресс рассказала, что нехватка микросхем будет ощущаться до конца года.
Однако в Intel считают, что дефицит микросхем сохранится и после 2022 года. Там видят выход из сложившегося положения в строительстве новых заводов. Директор Intel Пэт Гелсинджер уверен, что существующий дефицит чипов продолжит усугубляться, а его пик придется на вторую половину 2021 года. «Я не думаю, что индустрия микросхем вернется к здоровому балансу спроса и предложения до 2023 года», — заявил он.
Неочевидные причины
Одним из главных факторов роста дефицита полупроводников называют пандемию коронавируса. Она спровоцировала лавинообразный спрос на ноутбуки, приставки, технику для дома и удаленной работы. Одновременно из-за локдаунов осложнилась и подорожала логистика. Согласно отчету платформы Resilinc, в 2020 году перебои в мировых цепочках поставок выросли на 67%.
На позиции игроков отрасли также серьезно повлияла торговая война США и Китая. В 2020 году в разгар пандемии Соединенные Штаты запретили TSMC поставки чипов Huawei, в связи с чем китайские производители начали запасаться микросхемами. Позднее под санкции попал ведущий китайский чипмейкер Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC). Инвесторам из США запретили торговать акциями компании. Весной 2021 года несколько конгрессменов потребовали запрета продажи КНР любого ПО для разработки современных полупроводников. Таким образом, даже при желании развивать собственное полупроводниковое производство, Китай может остаться без нужных технологий.
Однако есть и менее очевидные причины. Пэт Гелсинджер из Intel заявил, что на предложение влияет фактор доминирования азиатских компаний. По его словам, 80% микросхем в мире производится в Азии, где базируются главные игроки рынка TSMC и Samsung. Большинство других компаний, которые поставляют чипы на рынок, не производят их сами, а владеют лишь технологией. Это Broadcom, Qualcomm, Nvidia и другие. Запустить с нуля свое производство микрочипов они сейчас не могут, так как это требует времени и ресурсов.
На объемы производства влияет и климат. Ситуацию с производством чипов усугубил экологический кризис на Тайване, где фабрики оставались без воды. В настоящее время остров страдает от самой сильной засухи за 56 лет из-за того, что количество осадков в 2020 году было рекордно низким. В итоге в мае резервуары воды фабрик TSMC оказались заполнены всего на 11-23%. А в Техасе в феврале прошли сильные снегопады, что привело к веерным отключениям электричества, в том числе и на предприятиях.
На цикл производства полупроводников повлиял также ряд техногенных аварий. В марте 2021 года случился пожар на одном из предприятий по производству кремниевых пластин Renesas в японской префектуре Ибараки. Это одно из шести японских предприятий и третий по величине производитель автоэлектроники. Компания выпускает кремниевые пластины для производства микросхем. Полноценную работу предприятия удалось восстановить лишь спустя три месяца.
Уже в июне в китайском Шихэцзы загорелась промзона компании Xinjiang West Hesheng Silicon Industry Co., Ltd. Ее кремний активно используется для поверхностей солнечных батарей, а после повторной переработки — при производстве кремниевых пластин для микроэлектроники.
Наконец, на полупроводниковую отрасль повлиял глобальный дефицит кремния. Микросхемы создаются путем печати на пластинах, изготовленных из поликристаллического кремния — материала, который состоит из мелких кристаллов. Согласно отчету Calibre Research Global High Purity Silicon Market Size: Top Players Study and Regional Forecasts 2021-2027, рост цен на кремний продлится до 2027 года.
Поиск выхода
Американская Intel ведет переговоры о производстве чипов для автомобильной промышленности с компаниями, которые разрабатывают подобные микросхемы. Им предложат перенести производство на заводскую сеть Intel в течение шести-девяти месяцев. Его могут запустить на заводах в Орегоне, Аризоне, Нью-Мексико, Израиле или Ирландии.
Также Intel заявила, что откроет свои фабрики для внешних клиентов и построит заводы в Соединенных Штатах и Европе. Новое производственное подразделение Intel Foundry Services сможет выполнять заказы других компаний на изготовление чипов, в том числе микросхем чужой архитектуры и дизайна: Apple, Nvidia и других.