بیایید در مورد این صحبت کنیم که چرا هنوز کمبود جهانی تراشه های آی سی وجود دارد، اوج همه گیری گذشته است و عادی شده است؟ وقتی به حالت عادی بازگشت؟

دلیل ادامه کمبود تراشه عمدتاً به این دلیل است که عرضه بیش از تقاضا است.

تمرکز روی:

1. این بیماری همه گیر توسعه مشاغل خانگی، سرگرمی های خانگی و تجارت الکترونیک را ارتقا داده است و منجر به افزایش شدید تقاضا برای محصولات فناوری شده است، اما ساخت کارخانه تولید تراشه زمان زیادی می برد و نمی تواند با نرخ رشد تقاضا همگام شود.

2. یکی از استادان دانشگاه کرنل گفت: "اگر همه بخواهند تراشه تولید کنند، همان تجهیزات را خواهند گرفت". زیرا برای مقابله با مواد شیمیایی سمی، فقط متخصصان آموزش دیده می توانند هسته بسازند، که منجر به وضعیت کمبود نیروی کار می شود.

3. هنگامی که همه جنبه ها کمبود دارند، منابع موجود به سمت تراشه های پیشرفته تر متمایل می شوند، در حالی که تراشه های قدیمی در موقعیت نسبتاً فرعی قرار می گیرند.

از زمان شیوع اپیدمی COVID-19 تا به امروز، کمبود تراشه همیشه زنجیره تامین محصولات الکترونیکی را آزار می‌دهد. این اپیدمی نزدیک به دو سال است که باعث آشفتگی صنعت شده است. به عنوان قلب بسیاری از محصولات فناوری، هنوز کمبود شدید تراشه وجود دارد. سازندگان در صنایعی مانند کنسول های بازی، تجهیزات شبکه، تجهیزات پزشکی و خودرو همچنان از کمبود چیپست رنج می برند.

مردم در ابتدا فکر می کردند که این مشکل به خودی خود حل می شود - یا تولیدکنندگان تلاش خود را برای پاسخگویی به تقاضا افزایش می دهند یا به طور طبیعی تقاضا کاهش می یابد، اما اکنون “کمبود هسته” مشکل هنوز بسیار جدی است

مشکل تراشه برطرف نشده است، اما کنترل آن دشوارتر شده است. تعطیلی شهر و قرنطینه خانه‌های همه مردم به گذشته تبدیل شده است، اما کمبود چیپس همچنان مشکل بزرگی است.

مشکلات زنجیره تامین باعث تعلیق تولید خودروهای الکتریکی در آلمان شد. آسوشیتدپرس در سپتامبر گزارش داد که به دلیل کمبود هسته، بسیاری از کارخانه‌های مونتاژ جنرال موتورز و فورد در آمریکای شمالی زمانی تولید را متوقف کردند. ایلان ماسک، مدیرعامل تسلا، زمانی در ایمیل‌های داخلی کارکنان یادآوری کرد که حجم تحویل تسلا به وضعیت کمبود تراشه‌های جهانی بستگی دارد و کمبود هنوز جدی است.

در اکتبر سال جاری، اپل عملکرد ضعیف مالی خود را به کمبود تراشه نسبت داد. همچنین گزارش هایی وجود داشت مبنی بر اینکه آیفون 13 به دلیل کمبود تراشه، تولید خود را 10 میلیون کاهش می دهد. اینتل همچنین هشدار داد که کمبود عرضه ممکن است تا سال 2023 ادامه داشته باشد.

صنعت سخت افزار بازی نیز خوب عمل نمی کند. نینتندو همچنین در این ماه اعلام کرد که به دلیل عواملی مانند کمبود تراشه باید انتظارات فروش خود را کاهش دهد. نینتندو انتظار دارد مجموع فروش برای سال مالی جاری 24 میلیون دستگاه باشد که حدود 6 درصد کمتر از هدف فروش قبلی 25.5 میلیون دستگاه است.

به طور خلاصه، زنجیره تامین نیمه هادی ها به روش های جدیدی گسترش یافته است که عمیقاً ریشه دوانده و حل آنها دشوار است. نرخ رشد تقاضا فراتر از توانایی های شرکت های تولید تراشه است، به ویژه استفاده از طیف گسترده ای از اجزای اساسی، که به دلیل نوسانات شدید تقاضا، چندین ریسک بزرگ سرمایه گذاری را به همراه خواهد داشت.

برایان ماتاس، معاون تحقیقات بازار در IC Insights، یک شرکت تحلیلگر صنعت نیمه هادی، گفت: “اقتصاد جهانی برای مدت طولانی به دلیل اپیدمی راکد بوده است و زنجیره تامین هنوز بهبود نیافته است.”

دلیل ادامه کمبود تراشه عمدتاً به این دلیل است که عرضه بیش از تقاضا است - تقاضا برای چیپس همچنان در حال افزایش است، اما ساخت کارخانه‌های جدید همیشه یک شبه نیست. علاوه بر این، تغییرات چرخه ای در تاریخ نیز باعث دلسردی برخی سرمایه گذاران شده است.

تقاضا به سرعت در حال افزایش است و ساخت کارخانه های جدید آنقدر سریع نیست　　

در سال 2020، زمانی که تأثیر اقتصادی اپیدمی جدید تاج به تدریج آشکار می شود، صنعت تراشه شروع به پیش بینی رشد تقاضا کرده است. طبق داده های انجمن صنعت نیمه هادی، فروش جهانی تراشه در سال 2019 12 درصد کاهش یافت. اما در دسامبر 2019، این سازمان پیش بینی کرد که صنعت جهانی تراشه در سال های 2020 و 2021 به ترتیب 5.9 درصد و 6.3 درصد رشد خواهد کرد.

آخرین داده ها نشان می دهد که فروش جهانی تراشه بین آگوست 2020 تا آگوست 2021 29.7 درصد افزایش یافته است. تقاضا از ارتقای فناوری‌های رایانش ابری و 5G سود می‌برد و محصولات مختلفی مانند خودروها و لوازم خانگی نیز استفاده از تراشه‌ها را افزایش می‌دهند.

دیوید یوفی، استاد مدرسه بازرگانی هاروارد و مدیر سابق اینتل، گفت که دفتر کار خانگی، سرگرمی‌های خانگی و تجارت الکترونیک باعث شده است که تقاضا برای بسیاری از محصولات با فناوری پیشرفته افزایش یابد که فراتر از انتظار بسیاری از مردم است.

سازندگان تراشه تا حدود یک سال پیش متوجه قدرت مستمر این تقاضا نبودند، اما این انتقال یک شبه اتفاق نیفتاد. ساخت یک کارخانه تولید تراشه جدید میلیاردها دلار هزینه دارد و چندین سال طول می کشد. جوفه خاطرنشان کرد: "ساخت یک کارخانه جدید حدود دو سال طول می کشد. و کارخانه بزرگتر و بزرگتر می شود، هزینه ها بیشتر و بیشتر می شود و پیچیده تر و پیچیده تر می شود."

سونی و TSMC اخیراً اعلام کرده است که 7 میلیارد دلار برای ساخت یک کارخانه تراشه با قابلیت تولید قطعات قدیمی در ژاپن سرمایه گذاری خواهد کرد، اما تولید آن تا پایان سال 2024 آغاز نخواهد شد. اینتل همچنین در حال سرمایه گذاری در ساخت چندین کارخانه جدید از نظر فناوری پیشرفته است، اما آنها تا سال 2024 آنلاین نمی شوند.

جوفه خاطرنشان کرد که تنها شرکت هلندی ASML (یکی از بزرگترین تولیدکنندگان تجهیزات نیمه هادی در جهان) می تواند دستگاه لیتوگرافی فرابنفش شدید مورد نیاز برای تولید تراشه های پیشرفته را با قیمت حداکثر 120 میلیون دلار آمریکا تامین کند. اما ASML نمی تواند عرضه را تسریع کند و با افزایش تقاضا مواجه شود.

کمبود تجهیزات و مواد

بسیاری از اقلام مورد نیاز برای تولید نیمه هادی ها نیز با کمبود مواجه هستند. زیرلایه ساخت بردهای مدار چاپی، یعنی سطحی که تراشه روی آن ثابت شده است، همیشه خریدن آن دشوار بوده است.

این صفحات فعلی کلید ارتباط بین تراشه ها هستند. ران اولسون، مدیر عملیات در مرکز تحقیقات علوم و فناوری نانو در دانشگاه کرنل، همچنین اشاره کرد که برخی از اقلام پیچیده مرتبط با فرآیند تولید، مانند تجهیزات حفاظت فردی و لوله‌های گاز طبیعی، اکنون نیز با تاخیر در تحویل مواجه هستند.

ساخت کارخانه‌های جدید و گسترش ظرفیت کارخانه‌های موجود نیز بر زنجیره تامین تجهیزات تولید نیمه‌رسانا فشار وارد می‌کند. “ما تمایل داریم به کارخانه های تولید تراشه توجه کنیم، اما کارخانه های تولید تراشه برای تبدیل شدن به کارخانه تراشه نیاز به مجموعه ای کامل از چیزها دارند و این چیزها اکنون با مشکل مواجه شده اند.” کریس اوبر، استاد مهندسی مواد دانشگاه کرنل (کریس اوبر) گفت: “اگر همه بخواهند اگر چیپس تولید کنید، همان تجهیزات را خواهید گرفت.”

تعداد تولید کنندگان تجهیزات نیمه هادی بسیار تخصصی محدود است و چرخه تحویل بسیار طولانی است. علاوه بر این، نصب و تست قابلیت اطمینان این دستگاه ها در کارخانه نیز زمان زیادی می برد.

“خرید تجهیزات نیم تا یک سال طول می کشد و سپس توسعه فرآیندهای مختلف و ارزیابی تجهیزات مورد نیاز است.” اولسن گفت “زمان می برد.”

کمبود نیروی کار

برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون تراشه ها، علاوه بر ساخت کارخانه های تولید تراشه، افراد بیشتری نیز باید استخدام شوند. سازمان تجارت نیمه هادی IPC در پایان ماه سپتامبر گزارشی منتشر کرد مبنی بر اینکه تقریباً چهار پنجم تولیدکنندگان در جذب نیروی کار مناسب مشکل دارند و مشکلات در اروپا و آمریکای شمالی به ویژه شدید است.

برای مقابله با مواد شیمیایی سمی مورد استفاده در فرآیند تولید تراشه، کارکنان باید آموزش‌های ویژه‌ای را ببینند که گلوگاه دیگری برای افزایش نیروی کار به همراه دارد. شرکت‌ها اکنون برای جذب کارکنان جدید به حقوق‌های بالاتر، ساعات کاری انعطاف‌پذیرتر، و فرصت‌های آموزشی و تحصیلی متکی هستند.

Oregonian ایالات متحده گزارش داد که اینتل حتی قرار داده است “کمک خواست” تبلیغات در تلویزیون و رادیو، به طور خاص برای استخدام دانشجویان کالج تحصیلی.

منابع به سمت تراشه های پیشرفته متمایل می شوند، “تولید دشوار است” چیپس های قدیمی

تأثیر بیشتر منابع ناکافی در این زمان منعکس شده است - همه تراشه ها اینطور نیستند “برابر متولد شده اند.”

اجزای نیمه هادی ساده مانند تراشه های کنترل قدرت، تراشه های میکروکنترل و سنسورها به منبع اصلی کمبود تبدیل شده اند. پیچیدگی این دستگاه ها به مراتب کمتر از CPU و GPU مورد استفاده در گوشی های هوشمند و کنسول های بازی است و فرآیندهای ساخت استفاده شده چندان پیچیده نیستند. اما دامنه کاربرد آنها بسیار گسترده است، از اجاق های مایکروویو گرفته تا تجهیزات پزشکی و اسباب بازی ها، تقریباً همه محصولات از این نوع قطعات الکترونیکی استفاده می کنند.

به گفته جاش پوچی، معاون Sourceability، یک پلتفرم قطعات الکترونیکی، تراشه کنترل قدرت مورد استفاده در بسیاری از محصولات زمانی فقط 1 دلار قیمت داشت، اما اکنون به 150 دلار افزایش یافته است. IC Insights گفت که زمان تولید چنین قطعاتی از 4-8 هفته به 24-52 هفته افزایش یافته است. تجهیزات تولید تراشه قدیمی در حال حاضر به سختی یافت می شود و کمبود این محصولات باعث افزایش تقاضا برای چنین تجهیزاتی می شود.

شرکت تحقیقات بازار گارتنر پیش‌بینی می‌کند که نرخ بهره‌برداری جهانی از ظرفیت کارخانه تراشه در سه ماهه دوم سال 2021 به 95.6 درصد خواهد رسید، در حالی که در سه ماهه دوم سال 2019 تنها 76.5 درصد است. گاوراو گوپتا، تحلیلگر گارتنر (Gaurav Gupta) گفت که این نشان می‌دهد که کارخانه در حال حاضر با ظرفیت کامل تعمیر و نگهداری نیاز دارد تا برخی از تولیدات تعطیل شود.

تام کالفیلد (Tom Caulfield) مدیرعامل شرکت ریخته گری تراشه GlobalFoundries در اکتبر امسال گفت که ظرفیت تولید شرکت او تا سال 2023 رزرو شده است. برخی از محصولات دستگاه های آنالوگ با تقاضای بسیار بالایی روبرو هستند. مدیر مالی این شرکت در مردادماه امسال به سرمایه گذاران اعلام کرد که سفارشات برای سال مالی آینده که از همین ماه آغاز می شود برنامه ریزی شده است.

بخشی از چالشی که سازندگان تراشه با آن روبرو هستند این است که برخی از مشتریان ممکن است داشته باشند “رزرو دوبل” شرایط، یعنی خرید بیش از حد عمدی به منظور جلوگیری از عرضه ناکافی، که منجر به روندهای غیرقابل پیش بینی تقاضا در آینده می شود. “کمبود موجودی ناشی از رزرو دو برابری وضعیت را بدتر کرد.” ویلی شی، استاد دانشکده بازرگانی هاروارد گفت.

تحلیلگران بر این باورند که شرکت هایی که می توانند این تراشه ها را تولید کنند، ممکن است به دلیل سود ناچیز این تراشه ها و ماهیت چرخه ای قوی صنعت نیمه هادی، تمایلی به سرمایه گذاری در کارخانه های جدید نداشته باشند. تقاضاها اغلب سر به فلک می کشد و به شدت کاهش می یابد. آنها نگران هستند که عرضه بیش از حد چیپس در آینده باعث کاهش قیمت محصولات شود.

“با نگاهی به تاریخچه صنعت نیمه هادی، متوجه خواهید شد که پس از افزایش سرسام آور سود و قیمت، یک چرخه کاهش جدی وجود خواهد داشت.” جوفی از دانشکده بازرگانی هاروارد گفت: “ما نمی دانیم که آیا رشد تقاضای فعلی می تواند ادامه یابد یا خیر.”

اگرچه ظرفیت‌های جدید تولید تراشه‌های زیادی وجود دارد، اما بیشتر آنها برای برآورده ساختن محصولات پیشرفته مورد استفاده قرار خواهند گرفت. گزارشی که توسط گارتنر در ژانویه امسال منتشر شد، پیش‌بینی می‌کند که تولیدکنندگان تراشه امسال 146 میلیارد ظرفیت جدید سرمایه‌گذاری خواهند کرد که افزایش 50 درصدی نسبت به سال 2019 را نشان می‌دهد، اما تنها بخش کوچکی از آن برای تراشه‌های قدیمی رایج‌تر استفاده خواهد شد.

در تئوری، افزایش ظرفیت تولید تراشه‌های پیشرفته می‌تواند کارخانه‌های بیشتری را برای تولید تراشه‌های قدیمی‌تر آزاد کند، اما زمانی که عرضه کم باشد، این اتفاق نمی‌افتد. Pushi از Sourceability گفت که اگرچه شرکت‌ها اخیراً شروع به سرمایه‌گذاری در ایجاد ظرفیت برای تراشه‌های قدیمی کرده‌اند، اما باید مشتریان را قبل از شروع ساخت و ساز به سفارش‌های دو ساله متعهد کنند.

چه زمانی تراشه گم می شود؟

ASML مدیرعامل پیتر ونیک (پیتر ونینک) اخیراً توضیح داد: "سال گذشته به دلیل همه‌گیری، مشتریان بسیار محتاط بودند. اما با نگاهی به گذشته، به نظر می‌رسد که آنها بیش از حد محتاط هستند و تقاضا را بسیار کم می‌کنند. اکنون تقاضا در حال افزایش است و ما قطعا مدتی طول می‌کشد تا به افزایش ظرفیت تولید دست یابیم.” به نظر او، سال 2022 طول می کشد تا تقاضای تولید امروز را برآورده کند.

پت گلسینگر، مدیر عامل اینتل (پت گلسینگر) گفت که افزایش فعالیت‌های آنلاین در طول همه‌گیری کووید-19 باعث شده است “چرخه رشد مواد منفجره نیمه هادی” وی افزود: “اگرچه صنعت اقداماتی را برای رفع تنش‌های اخیر انجام داده است، اما دو سال طول می‌کشد تا کل اکوسیستم کمبود تراشه‌ها، بسترها و قطعات را برطرف کند.”

لیو دیین، رئیس TSMC، نسبت به توانایی خود برای برآورده کردن تقاضا خوش بین است. او سال گذشته گفت: “ما در حال حاضر فکر می کنیم… ما می توانیم حداقل نیازهای مشتریان خود را تا پایان ژوئن (2020) برآورده کنیم.” اما همانطور که او گفت، این بدان معنا نیست که کمبود به زودی از بین می رود. “تاخیر وجود خواهد داشت. به خصوص برای تراشه های خودرو، زنجیره تامین در این صنعت طولانی و پیچیده است. زمان عرضه هفت یا هشت ماه طول خواهد کشید.” او افزود.