С чем связан дефицит полупроводников

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

Источник

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.

Источник

Кризис полупроводников оказался масштабнее, чем можно было ожидать

В начале пандемии IT-сообщество активно прогнозировало рост выручки для гигантов индустрии, причем как в плане софта-сервиса, так и в плане вполне осязаемого железа. Уже к концу 2020 года, когда мы столкнулись с дефицитом видеокарт и игровых консолей нового поколения, зашла речь о нарушенных цепочках поставки и производства, мол, это все коронавирус и если бы не он, все было бы хорошо.

Но если посмотреть на ситуацию на рынке электроники целиком, то можно увидеть, что мы зашли в точку обфускации, где просто не найти концов, где и когда все пошло не так. Но давайте попробуем. Итак, кризис полупроводников, как уже понятно, бьет сразу по всем сферам, причем как быстрорастущим, так и по тем, что сидят тихо в углу и никого не трогают. Изначальной мета-причиной стал, конечно, коронавирус, но на самом деле сошлось очень и очень много звезд для того, чтобы мы оказались в этой яме.

Последние полгода в сети стала появляться разрозненная информация о том, что производители и потребители сталкиваются с дефицитом чипов и текстолита. Началось все со всем известного дефицита консолей нового поколения и видеокарт, а по итогу вылилось с проблемами по всем фронтам, в том числе и с совсем копеечными старыми платами на древних техпроцессах.

На самом деле наибольшие проблемы назревают как раз в области промышленной электроники. Пандемия совпала с очередным циклом смены техпроцессов, что только усугубило ситуацию. Кто не в курсе: большинство электротехнических товаров используют технологии прошлого или позапрошлого поколения, а многие жизненно важные вещи базируются и вовсе на разработках начал 00-х годов, например, платы контроллеров пожарных систем часто производят на базе малюток ARM Cortex M3.

Arduino due r3 с чипом Cortex M3. Розничная цена платы 300-550 RUB на всем известном китайском сайте

Наиболее заметен кризис «старого текстолита» в такой консервативной области, как автомобилестроение. Так, автоконцерны в принципе не очень охотно внедряют новые стандарты, предпочитая до упора выжимать из существующих линий производства все соки. Однако последние годы классические комплектации автомобилей стали выглядеть просто нелепо на фоне возможностей смартфонов и продукции той же Tesla, машины которой нафаршированы современной электроникой под завязку.

Взлетели цены и на розницу с мелким оптом. Так, на том же Ali цена контроллера для Arduino STM32F103C8T6 ARM 32 Cortex-M3 подскочила с 1,90$ до 2,88$ одним днем — 8 марта. Ситуация на оптовом рынке «копеечных» полупроводников старых техпроцессов еще хуже. Например, популярные и дешевые RISC-и STM32F103RCT6 и STM32F071VBT6 поднялись в цене в

10-15 раз при покупке напрямую у китайских производителей и практически пропали из розницы.

Трек розничной стоимости чипа STM32F103RCT6 на Ali. До нового года цена составляла 0,90$, на момент написания статьи — взлетела до 7,63$, а у некоторых продавцов — до 9-10$

Все печально и на рынке памяти. Компания TrendForce еще в ноябре прошлого года зафиксировала рост стоимости памяти DDR2 и DDR3 в пределах 1-3% в месяц. Изначально эта цифра не выглядит угрожающе, но именно память предыдущих поколений активно используется в производстве бытовой техники, в том числе и «умной», в контроллерах и прочего дешевого текстолита, к доступности которого мы привыкли.

При этом объемы производственных мощностей DDR1-DDR3 памяти сейчас крайне невелики, на уровне 3-5% от общего количества твердотельной памяти на рынке. Однако важно понимать, что с разгоном полупроводникового дефицита цифры корректируются. В феврале 2021 года стоимости памяти DDR3 выросла еще на 6,8%. Те же TrendForce прогнозируют рост стоимости памяти DRAM всех типов на 13-18% только во II квартале 2021 года. Наиболее тревожная ситуация складывается на рынке памяти низкой плотности, которая задействована как раз в производстве дешевых контроллеров и RISC. Там динамика роста цен, при общих небольших объемах производства, еще выше, что пока не слишком ощущается из-за дешевизны этой продукции в абсолютных цифрах. Насколько подорожает и так не самая дешевая память всех типов к концу года остается только гадать.

Ситуация с оперативной памятью может ухудшиться еще и из-за желания SK Hynix — крупнейшего в мире производителя оперативной памяти — быстрее полноценно освоить техпроцесс и наладить выпуск памяти DDR5 хотя бы серверного сегмента.

Первые образцы плат памяти DDR5 от SK Hynix

Корейцы должны справиться к релизам следующих поколений процессоров AMD и Intel, для которых уже заявлялась поддержка DDR5. Напомним, первые модули DDR5 были представлены публике еще осенью 2020 года. Тогда же SK Hynix заявила, что все спецификации были приняты и согласованы сообществом производителей и в целом, рынок более-менее готов к началу перехода на новый стандарт. Начнется апгрейд с серверного сегмента. Память DDR5 крайне важна для дальнейшего развития IT-сектора, так как базовая частота этих модулей составляет 4000-4800 МГц, что является пороговым максимальным значением для подавляющего большинства модулей DDR4, а в перспективе модули DDR5 выйдут на фантастические 6000-8000 МГц «с завода».

Существует резонный вопрос: а почему не строят новые заводы?

На него есть очень простой ответ: производители боятся вложиться в крупные линии, чтобы потом столкнуться с тем, что произведенную дополнительную продукцию некому продавать. Ведь сейчас страдают только сборочные производства и потребители, а сами производители полупроводников чувствуют себя в условиях перегретого рынка крайне комфортно. Прекрасным примером того, как компании сейчас могут получать неадекватные сверхприбыли, является выпуск компанией Nvidia «майнерской» карты на базе графического чипа и вообще логики GTX 1660 Super. Там все совпадает, даже конечные вычислительные мощности в цифрах хэшрейта. Отличие только в отсутствии у «майнерского» варианта видеовыходов. Так вот, в условиях дефицита производитель видеокарт продает урезанную версию старой GTX 1660, релизная цена которой в 2019 году составляла 220-270$ в рознице за стоковую/Super модель, за невозможные еще полгода назад 720$. Чистая разница в отпускной стоимости «тогда» и «сейчас» составляет 260%, а прибыль могла вырасти десятикратно.

По этой причине в ближайшее время будут расти цены на все товары, где используются микрочипы, оперативная память или даже простейшие контроллеры. В одном случае рост будет незаметным, в другом — в ситуации с RISC на чипах STM32F103RCT6 и STM32F071VBT6 — цены могут подпрыгнуть в 10 раз.

Вопрос в том, как быстро производители поймут, что в условиях такого перегрева рынок стабильным быть не может, и начнут разворачивать дополнительные производственные мощности. Первыми уже зашевелились Intel: компания объявила о расширении производства и создании бизнес-подразделения Intel Foundry Services (IFS). Оно будет специализироваться на контрактном производстве полупроводниковой продукции. На это дело Intel выделяет 20 млрд долларов, которые будут потрачены на строительство двух новых фабрик на территории США.

Вопрос в том, как быстро отреагируют TSMC и Samsung — в диапазоне от 4 до 22 нм на две эти компании приходится от 40 до 60% всех производственных мощностей мира.

У нас нет дефицита — облачные серверы на базе AMD Epyc в любом количестве. Закажите виртуальный сервер любой конфигурации и получите 10% скидку на первый месяц аренды. Выбирая наши услуги вы получаете: VDS на надёжном и современном оборудовании, размещение в дата-центре уровня TIER IV (Datapro, Москва), интернет на скорости 500 Мбит/сек, бесплатную защиту от атак, возможность установить любую операционную систему!

Источник

Почему мир уже больше года не может справиться с дефицитом микроэлектроники

Откуда взялся дефицит чипов

Нехватка чипов в мире стала особенно заметной во второй половине 2020 года. К их дефициту привели сразу несколько факторов.

Кто больше всего страдает от нехватки чипов

О дефиците чипов чаще всего вспоминают именно в связи с автопромом. Во время пандемии мировые автопроизводители, удрученные небывалым спадом спроса на автомобили, стали снижать объемы выпуска авто и отменять уже оформленные заказы на чипы.

Нехватка чипов не щадит никакие классы автомобилей: время от времени конвейер вынужденно останавливают и Audi, и Toyota, и АвтоВАЗ.

Ситуация может быть связана и с тем, что в автопроме широко используется микроэлектроника, изготовленная по более «старым» технологиям, а производственные мощности такой продукции ограничены и не наращиваются (производителям выгоднее инвестировать в более современное производство), допускает Гранкин.

По его прогнозу, в 2021 году разрыв цепей поставок, дефицит комплектующих и чипов может привести к тому, что восстановление авторынка не состоится или будет совсем небольшим относительно пандемийного прошлого года. Оценки по недополученной выручке автопроизводителей постоянно растут и уже оцениваются в 110 млрд долларов, а рынок недосчитается 5-7 млн автомобилей.

Какое место занимает Россия на рынке микроэлектроники

Когда дефицит чипов исчезнет

Сколько продлится мировой дефицит чипов, точно предсказать никто не берется, но объединяет все мнения один тезис: быстро он не закончится.

В целом же один из главных уроков, которые пандемия вообще и ситуация с чипами в частности преподала мировой экономике, в том, что чрезмерная концентрация производства и отсутствие альтернатив привычным поставщикам опасны: бизнес не должен останавливаться, если, например, из-за карантина или недостатка производственных мощностей какое-то звено цепочки создания добавленной стоимости вдруг выпадает, констатирует Фомичев.

Сколько стоит открыть новый завод по производству чипов

Оценки стоимости постройки нового завода для производства чипов зависят от многих факторов, в числе которых размеры производства, технологический процесс, особенности местности и уровень цен в экономике.

В среднем стоимость завода для производства более «старых» чипов (например, для автомобилей) оценивается в 4 млрд долларов (по данным Bloomberg), рассказывает Евгений Гранкин. В то же время большой завод для производства чипов по наиболее современной технологии может стоить около 10 млрд долларов (о таких планируемых затратах недавно сообщали Intel и TSMC) и может доходить до 20 млрд долларов (по оценкам американской Ассоциации полупроводниковой промышленности).

Сроки ввода производственных линий в эксплуатацию также сильно различаются, указывает Гранкин. В среднем оценки сроков составляют год-полтора, но после постройки завода требуется еще два-три года на доведение производства до полноценного уровня, так как в первое время около половины произведенных чипов могут быть нефункционирующими.

Источник