السبب وراء استمرار النقص في الرقائق هو بشكل أساسي أن العرض يفوق الطلب.
قم بالتركيز على:
1. عزز الوباء تطوير المكاتب المنزلية والترفيه المنزلي والتجارة الإلكترونية، مما أدى إلى زيادة حادة في الطلب على المنتجات التكنولوجية، لكن بناء مصنع للرقائق يستغرق وقتًا طويلاً ولا يمكنه مواكبة معدل نمو الطلب؛
2. قال أستاذ في جامعة كورنيل: "إذا أراد الجميع إنتاج الرقائق، فسوف يقتنصون نفس المعدات"؛ لأنه للتعامل مع المواد الكيميائية السامة، لا يمكن إلا للمهنيين المدربين "صنع النوى"، مما يؤدي إلى حالة نقص العمالة
3. عندما يكون هناك نقص في جميع الجوانب، تميل الموارد الحالية نحو الرقائق المتطورة الأكثر تطلبًا، في حين يتم وضع الرقائق القديمة في وضع ثانوي نسبيًا.
منذ تفشي وباء كوفيد-19 حتى الوقت الحاضر، كان نقص الرقائق يعاني دائمًا من سلسلة توريد المنتجات الإلكترونية. وتسبب الوباء في اضطراب الصناعة منذ ما يقرب من عامين. باعتبارها قلب العديد من المنتجات التكنولوجية، لا يزال هناك نقص حاد في الرقائق؛ لا تزال الشركات المصنعة في صناعات مثل وحدات التحكم في الألعاب ومعدات الشبكات والمعدات الطبية والسيارات تعاني من نقص الشرائح.
اعتقد الناس في البداية أن هذه المشكلة سيتم حلها من تلقاء نفسها، فإما أن تكثف الشركات المصنعة جهودها لتلبية الطلب، أو أن يهدأ الطلب بشكل طبيعي، ولكن الآن “النقص الأساسي” المشكلة لا تزال خطيرة للغاية.
لم يتم تخفيف مشكلة الرقائق، لكن التحكم فيها أصبح أكثر صعوبة. لقد أصبح إغلاق المدينة والحجر الصحي في منازل جميع الأشخاص شيئًا من الماضي، لكن نقص الرقائق لا يزال يمثل مشكلة كبيرة في متناول اليد.
أدت مشكلات سلسلة التوريد إلى تعليق إنتاج السيارات الكهربائية في ألمانيا. ذكرت وكالة أسوشيتد برس في سبتمبر أنه بسبب نقص النوى، قامت جنرال موتورز وفورد في العديد من مصانع التجميع في أمريكا الشمالية بتعليق الإنتاج ذات مرة؛ ذكر إيلون ماسك، الرئيس التنفيذي لشركة Tesla، ذات مرة في رسائل البريد الإلكتروني الداخلية للموظفين أن حجم تسليم Tesla يعتمد على حالة النقص العالمي في الرقائق، وأن النقص لا يزال خطيرًا.
في أكتوبر من هذا العام، عزت شركة أبل أداءها المالي الضعيف إلى نقص الرقائق. كانت هناك أيضًا تقارير تفيد بأن iPhone 13 سيخفض الإنتاج بمقدار 10 ملايين بسبب نقص الرقائق. وحذرت إنتل أيضًا من أن النقص في العرض قد يستمر حتى عام 2023.
كما أن صناعة أجهزة الألعاب لا تعمل بشكل جيد. أعلنت Nintendo أيضًا هذا الشهر أنها اضطرت إلى خفض توقعات مبيعاتها بسبب عوامل مثل نقص الرقائق. وتتوقع نينتندو أن يصل إجمالي المبيعات للعام المالي الحالي إلى 24 مليون وحدة، وهو أقل بحوالي 6% من هدف المبيعات المحدد مسبقًا وهو 25.5 مليون وحدة.
باختصار، تم توسيع سلسلة توريد أشباه الموصلات بطرق جديدة راسخة ويصعب حلها. ويتجاوز معدل نمو الطلب قدرات شركات الرقائق، وخاصة استخدام مجموعة واسعة من المكونات الأساسية، الأمر الذي سيجلب العديد من المخاطر الاستثمارية الكبرى بسبب التقلبات الكبيرة في الطلب.
وقال بريان ماتاس، نائب رئيس أبحاث السوق في شركة IC Insights، وهي شركة تحليل صناعة أشباه الموصلات: “لقد ظل الاقتصاد العالمي راكدا لفترة طويلة بسبب الوباء، ولم تتعاف سلسلة التوريد بعد.”
السبب وراء استمرار النقص في الرقائق هو بشكل رئيسي أن العرض يتجاوز الطلب - فالطلب على الرقائق لا يزال في ارتفاع، ولكن بناء مصانع جديدة لا يكون دائمًا مسألة بين عشية وضحاها. بالإضافة إلى ذلك، فإن التغيرات الدورية في التاريخ أدت أيضًا إلى تثبيط عزيمة بعض المستثمرين.
الطلب يتزايد بسرعة وبناء مصانع جديدة ليس بهذه السرعة
في عام 2020، عندما أصبح التأثير الاقتصادي لوباء التاج الجديد واضحًا تدريجيًا، بدأت صناعة الرقائق في توقع نمو الطلب. ووفقا لبيانات من جمعية صناعة أشباه الموصلات، انخفضت مبيعات الرقائق العالمية بنسبة 12% في عام 2019. لكن في ديسمبر/كانون الأول 2019، توقعت المنظمة أن تنمو صناعة الرقائق العالمية بنسبة 5.9% و6.3% في عامي 2020 و2021 على التوالي.
وتظهر أحدث البيانات أن مبيعات الرقائق العالمية ارتفعت بين أغسطس 2020 وأغسطس 2021 بنسبة 29.7%. يستفيد الطلب من الترويج للحوسبة السحابية وتقنيات الجيل الخامس، كما تعمل المنتجات المختلفة مثل السيارات والأجهزة المنزلية على زيادة استخدام الرقائق.
وقال ديفيد يوفي، الأستاذ في كلية إدارة الأعمال بجامعة هارفارد والمدير السابق لشركة إنتل، إن المكاتب المنزلية والترفيه المنزلي والتجارة الإلكترونية تسببت في ارتفاع الطلب على العديد من المنتجات عالية التقنية، وهو ما يفوق توقعات الكثير من الناس.
لم يدرك صانعو الرقائق القوة المستمرة لهذا الطلب إلا قبل عام تقريبًا، لكن التحول لم يحدث بين عشية وضحاها. سيكلف بناء مصنع جديد للرقائق مليارات الدولارات، وسيستغرق الأمر عدة سنوات. وأشار جوف إلى أن "بناء مصنع جديد سيستغرق نحو عامين. والمصنع يكبر أكثر فأكثر، والتكلفة ترتفع أكثر فأكثر، والأمر يزداد تعقيداً".
سوني و TSMC أعلنوا مؤخرًا أنهم سيستثمرون 7 مليارات دولار أمريكي لبناء مصنع شرائح قادر على إنتاج المكونات القديمة في اليابان، لكنه لن يبدأ الإنتاج حتى نهاية عام 2024. وتستثمر شركة إنتل أيضًا في بناء العديد من المصانع الجديدة المتقدمة تقنيًا، لكنها لن تبدأ في العمل حتى عام 2024.
وأشار جوفي إلى أن الشركة الهولندية ASML (واحدة من أكبر الشركات المصنعة لمعدات أشباه الموصلات في العالم) هي وحدها القادرة على توفير آلة الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى اللازمة لإنتاج رقائق متطورة، بسعر يصل إلى 120 مليون دولار أمريكي. لكن ASML لا تستطيع تسريع العرض وتلبية الزيادة في الطلب.
نقص المعدات والمواد
هناك أيضًا نقص في العديد من العناصر اللازمة لإنتاج أشباه الموصلات. كان من الصعب دائمًا شراء الركيزة المستخدمة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، أي السطح الذي تم تثبيت الشريحة عليه.
هذه اللوحات الحالية هي مفتاح التواصل بين الرقائق. كما أشار رون أولسون، مدير العمليات في مركز أبحاث علوم النانو والتكنولوجيا بجامعة كورنيل، إلى أن بعض العناصر المعقدة المتعلقة بعملية التصنيع، مثل معدات الحماية الشخصية وأنابيب الغاز الطبيعي، تشهد الآن أيضًا تأخيرات في التسليم.
كما أن بناء مصانع جديدة وتوسيع قدرة المصانع الحالية يفرض ضغوطًا على سلسلة توريد معدات إنتاج أشباه الموصلات. “نحن نميل إلى الاهتمام بمصانع الرقائق، لكن مصانع الرقائق تحتاج إلى مجموعة كاملة من الأشياء لتصبح مصانع رقائق، وهذه الأشياء تواجه الآن مشاكل.” قال أستاذ هندسة المواد بجامعة كورنيل كريس أوبر (كريس أوبر): “إذا أراد الجميع أن تنتج الرقائق، فسوف تحصل على نفس المعدات.”
عدد الشركات المصنعة لمعدات أشباه الموصلات المتخصصة للغاية محدود ودورة التسليم طويلة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، يستغرق تثبيت هذه الأجهزة واختبار موثوقيتها في المصنع وقتًا طويلاً.
“يستغرق شراء المعدات من نصف عام إلى عام، ومن ثم يلزم تطوير العمليات المختلفة وتقييم المعدات.” وقال أولسن، “يستغرق وقتا.”
نقص العمالة
ولتلبية الطلب المتزايد باستمرار على الرقائق، بالإضافة إلى بناء المزيد من مصانع الرقائق، يجب توظيف المزيد من الأشخاص. أصدرت منظمة تجارة أشباه الموصلات IPC تقريرا في نهاية سبتمبر/أيلول يفيد بأن ما يقرب من أربعة أخماس الشركات المصنعة تواجه صعوبة في توظيف العمال المناسبين، وأن المشاكل في أوروبا وأمريكا الشمالية حادة بشكل خاص.
للتعامل مع المواد الكيميائية السامة المستخدمة في عملية إنتاج الرقائق، يجب على الموظفين أن يتلقوا تدريبًا خاصًا، مما يؤدي إلى اختناق آخر أمام زيادة العمالة. وتعتمد الشركات الآن على الرواتب الأعلى، وساعات العمل الأكثر مرونة، وفرص التدريب والتعليم لجذب موظفين جدد.
ذكرت صحيفة أوريغونيان الأمريكية أن شركة إنتل قد وضعت حتى “مطلوب مساعدة” الإعلانات في التلفزيون والراديو، وتحديدًا توظيف طلاب الجامعات الذين يدرسون العمل.
تميل الموارد نحو الرقائق المتطورة، “من الصعب إنتاجها” رقائق قديمة
وينعكس التأثير الإضافي لعدم كفاية الموارد في هذا الوقت، وليس كل الرقائق تنعكس “ولد على قدم المساواة.”
أصبحت مكونات أشباه الموصلات البسيطة مثل رقائق التحكم في الطاقة ورقائق التحكم الدقيقة وأجهزة الاستشعار المصدر الرئيسي للنقص. تعقيد هذه الأجهزة أقل بكثير من وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات المستخدمة في الهواتف الذكية ووحدات التحكم في الألعاب، كما أن عمليات التصنيع المستخدمة ليست معقدة للغاية. لكن نطاق تطبيقاتها واسع للغاية، بدءًا من أفران الميكروويف إلى المعدات الطبية وحتى الألعاب، وستستخدم جميع المنتجات تقريبًا هذا النوع من المكونات الإلكترونية.
وفقًا لجوش بوتشي، نائب رئيس Sourceability، وهي منصة للمكونات الإلكترونية، كانت تكلفة شريحة التحكم في الطاقة المستخدمة في العديد من المنتجات ذات يوم دولارًا واحدًا فقط، لكنها ارتفعت الآن إلى 150 دولارًا. وقالت IC Insights إن المهلة الزمنية لمثل هذه المكونات قد تم تمديدها من 4 إلى 8 أسابيع إلى 24 إلى 52 أسبوعًا. من الصعب الآن العثور على معدات إنتاج الرقائق القديمة، ويؤدي النقص في هذه المنتجات إلى زيادة الطلب على هذه المعدات.
تتوقع شركة أبحاث السوق جارتنر أن يصل معدل استخدام الطاقة الإنتاجية لمصانع الرقائق العالمية إلى 95.6% في الربع الثاني من عام 2021، مقارنة بـ 76.5% فقط في الربع الثاني من عام 2019. وقال محلل جارتنر غوراف جوبتا (Gaurav Gupta) إن هذا يدل على أن المصنع يعمل بالفعل بكامل طاقته لأن بعض خطوط الإنتاج تحتاج إلى الإغلاق للصيانة.
قال توم كولفيلد، الرئيس التنفيذي لشركة مسبك الرقائق GlobalFoundries، في أكتوبر من هذا العام إنه تم حجز الطاقة الإنتاجية لشركته حتى عام 2023. وتواجه بعض منتجات الأجهزة التناظرية طلبًا مرتفعًا للغاية. أخبر المدير المالي لهذه الشركة المستثمرين في أغسطس من هذا العام أنه تمت جدولة الطلبات للسنة المالية التالية التي تبدأ هذا الشهر.
جزء من التحدي الذي يواجه مصنعي الرقائق هو أن بعض العملاء قد يواجهون ذلك “حجز مزدوج” الحالات، أي الإفراط في الشراء بشكل متعمد من أجل منع عدم كفاية العرض، مما يؤدي إلى اتجاهات الطلب في المستقبل لا يمكن التنبؤ بها. “أدى نقص المخزون الناجم عن الحجوزات المزدوجة إلى تفاقم الوضع،” قال ويلي شيه، الأستاذ في كلية هارفارد للأعمال.
ويعتقد المحللون أن الشركات التي يمكنها إنتاج هذه الرقائق قد تكون مترددة في الاستثمار في مصانع جديدة بسبب الأرباح الضئيلة لهذه الرقائق والطبيعة الدورية القوية لصناعة أشباه الموصلات. غالبًا ما ترتفع الطلبات وتهبط. إنهم يشعرون بالقلق من أن زيادة المعروض من الرقائق في المستقبل سيؤدي إلى انخفاض أسعار المنتجات.
“إذا نظرنا إلى تاريخ صناعة أشباه الموصلات، فستجد أنه بعد ارتفاع الأرباح والأسعار بشكل كبير، ستكون هناك دورة تراجع خطيرة.” وقال جوفي من كلية هارفارد للأعمال: “ولا نعرف ما إذا كان نمو الطلب الحالي يمكن أن يستمر.”
على الرغم من وجود العديد من قدرات إنتاج الرقائق الجديدة، إلا أنه سيتم استخدام معظمها لتلبية المنتجات المتطورة. ويتوقع تقرير صادر عن مؤسسة جارتنر في يناير من هذا العام أن يستثمر مصنعو الرقائق 146 مليار سعة جديدة هذا العام، بزيادة قدرها 50% عن عام 2019، ولكن سيتم استخدام جزء صغير فقط منها في الرقائق القديمة الأكثر شيوعًا.
ومن الناحية النظرية، فإن زيادة القدرة الإنتاجية للرقائق المتطورة يمكن أن يحرر المزيد من المصانع لإنتاج رقائق أقدم، ولكن هذا لن يحدث عندما يكون المعروض منخفضا. وقال بوشي، من شركة Sourceability، إنه على الرغم من أن الشركات بدأت مؤخرًا في الاستثمار في بناء القدرة على إنتاج الرقائق القديمة، إلا أنها يجب أن تجعل العملاء يلتزمون بطلبيات لمدة عامين قبل التفكير في بدء البناء.
متى سوف تكون الشريحة مفقودة؟
ASML أوضح الرئيس التنفيذي بيتر وينيكي (بيتر وينينك) مؤخرًا: "في العام الماضي بسبب الوباء، كان العملاء حذرين للغاية. ولكن إذا نظرنا إلى الوراء، يبدو أنهم كانوا حذرين للغاية وقاموا بقمع الطلب بشكل صغير جدًا. الآن الطلب يرتفع وسنستغرق بالتأكيد بعض الوقت لتحقيق زيادة في الطاقة الإنتاجية. "” ومن وجهة نظره، سوف يستغرق الأمر عام 2022 لتلبية الطلب على الإنتاج اليوم.
قال الرئيس التنفيذي لشركة إنتل بات جيلسنجر (بات جيلسنجر) إن الزيادة في الأنشطة عبر الإنترنت خلال جائحة كوفيد-19 قد أثارت “دورة النمو الانفجاري لأشباه الموصلات.” وأضاف: “على الرغم من أن الصناعة قد اتخذت بعض التدابير لحل التوترات الأخيرة، إلا أن النظام البيئي بأكمله سيستغرق عامين لحل النقص في الرقائق والركائز والمكونات.”
رئيس TSMC ليو داين متفائل بشأن قدرته على تلبية الطلب. قال العام الماضي: “نعتقد حاليا… يمكننا تلبية الحد الأدنى من متطلبات عملائنا بحلول نهاية يونيو (2020).” لكن كما قال فإن هذا لا يعني أن النقص سيختفي قريبا. “سيكون هناك تأخيرات. وخاصة بالنسبة لرقائق السيارات، فإن سلسلة التوريد في هذه الصناعة طويلة ومعقدة. سيستغرق وقت التوريد سبعة أو ثمانية أشهر.” وأضاف.
