نیمه‌رساناها، که تراشه (آی‌سی) و ریزتراشه هم نامیده می‌شوند، از اجزای اصلی هر نوع محصول الکترونیکی (از یک دستگاه کنترل از راه دور ساده برای تغییر شبکه‌های تلویزیون تا ابررایانه‌ای که برای شبیه سازی الگوهای اقلیمی به کار می‌رود) هستند.
خود این تراشه‌ها مقاومت زیادی دارند و به شکلی ساخته شده‌اند که دماهای بسیار بالا یا پایین، ارتعاشات و سایر شوک‌های خارجی را تحمل کنند، اما زنجیره تامین جهانی آنها نسبتا شکننده است و شوک‌های طبیعی و غیر طبیعی می‌توانند آن را مختل سازند.
منبع تامین تراشه‌ها را نمی‌توان با یک کلید روشن یا خاموش کرد. کارخانه‌های چند میلیارد دلاری تولید ویفر کاملا تنظیم و کنترل شده‌اند و 24 ساعته در کل 365 روز سال مشغول تولید هستند. تغییر خط تولید به منظور ساخت یک تراشه جدید ممکن است حداقل چند هفته و شاید چند ماه طول بکشد، و افزودن مقدار قابل توجهی به ظرفیت تولید ویفر ممکن است به سال‌ها زمان و میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری نیاز داشته باشد.
هم‌اکنون همه‌گیری کووید 19 فشار عظیمی بر زنجیره‌های تامین محصولات مختلف بویژه وسایل الکترونیکی مصرفی مانند لپ‌تاپ، کنسول‌های بازی ویدیویی و تلفن‌های همراه هوشمند وارد کرده، چون مردم را در سراسر جهان وادار نموده است تا راه‌های جدیدی برای کار کردن و سرگرمی بیابند.
از طرف دیگر شرکت‌های خودروسازی هم به اشتباه پیش‌بینی کرده بودند که در ادامه سال جاری به دلیل همه‌گیری کووید 19 تقاضا برای خرید خودرو کمتر شود و کارخانه‌ها را تعطیل و سفارشات خرید تراشه را لغو کردند، اما بازار آنها سریع‌تر از پیش‌بینی‌ها به وضع سابق بازگشت و این مساله هم تامین تراشه‌ها را با مشکل مواجه ساخته و باعث کسری شدید این قطعات الکترونیکی کوچک در طیف وسیعی از صنایع مختلف گردید.
پیش‌بینی می‌شود که کمبود آی‌سی به این زودی‌ها پایان نیابد، و کارشناسان می‌گویند به تعادل رسیدن عرضه و تقاضا ممکن است دو سال دیگر طول بکشد.
در اینجا تمام اطلاعاتی که لازم است در مورد کمبود نیمه‌رساناها بدانید را جمع‌آوری کرده‌ایم.
دلیل این کمبود چیست؟
هنگامی که در بهار سال 2020 همه‌گیری از چین به اروپا و آمریکا گسترش یافت، خودروسازانی مثل جنرال موتورز (GM)، فورد موتور و فولکس‌واگن (VW) مجبور به تعطیلی موقت خطوط تولید خود شدند و با پیش‌بینی کسادی چند ماهه بازار، سفارشات خرید تراشه‌های مورد استفاده در سیستم‌های الکترونیکی مانند سامانه کمک راننده و کنترل هدایت (ناوبری) خودرو را لغو کردند.
کارخانه‌های تولید تراشه مانند تی‌اس‌ام‌سی (شرکت صنایع نیمه‌رسانای تایوان) ظرفیت تولید مازاد خود را تا پایان آن سال به شرکت‌های تولید کننده تلفن‌های هوشمند، لپ‌تاپ و کنسول‌های بازی اختصاص دادند که در دوران قرنطینه ناشی از همه‌گیری شاهد افزایش سریع و شدید تقاضا بودند.
هنگامی که فروش خودرو در سه ماهه سوم سال قبل و سریع‌تر از زمان مورد انتظار به حد معمول بازگشت و خودروسازان سعی کردند بار دیگر تولیدشان را به‌سرعت افزایش دهند، کارخانه‌های تولید تراشه با توجه به زمان انتظار طولانی مورد نیاز برای برنامه‌ریزی و زمان‌بندی سفارشات نتوانستند با سرعت کافی پاسخ دهند.
موجودی اندک نیمه‌رساناها سریعا به صنایع دیگر مانند لوازم خانگی و لوازم الکترونیکی مصرفی (که فروش آنها نیز به خاطر “در خانه ماندن” ناشی از همه‌گیری جهش یافته بود) سرریز گردید، ولی ناگهان سازندگان تراشه متوجه شدند که قادر به تامین محصول کافی برای این تقاضای افزایش یافته نیستند.
ذخیره‌سازی چه نقشی داشته است؟
تا سال گذشته یکی از بزرگ‌ترین خریداران در صنعت تراشه، غول مخابراتی چینی هواوی بود. این شرکت که پیش‌بینی می‌کرد در فهرست سیاه تجاری آمریکا قرار گیرد، از سال 2019 شروع به ذخیره‌سازی تراشه کرد که همین مساله در پر شدن ظرفیت تامین کننده اصلی هواوی یعنی تی‌اس‌ام‌سی موثر بود.
“رزرو دو برابری” توسط سایر خریداران تراشه، که به دلیل عدم اطمینان در مورد زنجیره تامین در اثر جنگ فناوری بین آمریکا و چین نگران تامین موجودی انبار خود بودند هم این کمبود را تشدید کرد.
با این حال مارک لیو، رئیس هیات مدیره تی‌اس‌ام‌سی اخیرا در مصاحبه‌های خود با رسانه‌ها گفته است که این شرکت می‌تواند تفاوت بین سفارشات “واقعی” و رزرو دو برابری را تشخیص، و اولویت را به مشتریانی که نیاز فوری به تراشه دارند بدهد.
آیا اولین بار است که چنین کمبودی رخ می‌دهد؟
صنعت تراشه‌سازی، که با مدل تولید به‌هنگام (JIT) فعالیت می‌کند، به شکل دوره‌ای دچار کمبودهای ناشی از حوادث طبیعی یا غیر طبیعی می‌شود.
آخرین باری که شوک مشابهی در زنجیره تامین به خودروسازان وارد شد 10 سال پیش بود که زمین‌لرزه فوکوشیما باعث تخریب کارخانه تولید ویفر رونساس الکترونیکس (سومین تامین کننده بزرگ تراشه‌های خودرو) گردید.
در تابستان سال 1997 هم یک پدیده غیرعادی باعث کمبود جهانی تراشه‌ها شد. در این سال “حیوانات خانگی دیجیتال” تاماگوتچی (Tamagotchi) – یک جاکلیدی الکترونیکی محصول شرکت ژاپنی بندای (Bandai) – طرفداران بسیار زیادی در بین جوانان سراسر جهان پیدا کرد.
رشد بسیار شدید و ناگهانی تقاضا برای خرید این گجت‌های تخم‌مرغی شکل تمام ظرفیت تولید نیمه‌رساناها در تایوان را به خود اختصاص داد که باعث کمبود و تاخیر در تامین نیاز بخش‌های دیگر شد.
کمبود فعلی چه تاثیری دارد؟
صنعت خودروسازی اولین بخشی بود که ضربه خورد، و خودروسازانی مانند GM، فورد و VW هشدار دادند که این وضعیت بر فروش و تولید سال جاری آنها تاثیر خواهد گذاشت.
طبق اعلام شرکت تحقیقاتی آی‌اچ‌اس مارکیت (IHS Markit)، عدم دسترسی به تراشه‌ها در سه ماهه نخست امسال تولید 3/1 میلیون خودرو و ون را در سرتاسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد. در گزارش این شرکت آمده است که آتش‌سوزی در یکی از کارخانه‌های تولید تراشه رونساس در ژاپن در ماه مارس و همچنین ایجاد اختلال در کارخانه‌های تراشه‌سازی به خاطر هوای بسیار نامساعد زمستان در تگزاس، کمبودها را بیشتر هم خواهد کرد.
ماه گذشته خودروساز انگلیسی مینی (Mini) اعلام کرد که یکی از خطوط تولید خود را به دلیل کمبود تراشه به مدت سه روز متوقف نموده است، و فورد هم اخیرا هشدار داده بود كه كمبود تراشه‌ها در سال جاری باعث کاهش تولید آن به میزان 1/1 میلیون دستگاه می‌شود.
کدام صنایع و محصولات دیگر، بیشتر تحت تاثیر کمبود تراشه قرار می‌گیرند؟
در انتهای سال گذشته تاثیرات کمبود تراشه به محصولات الکترونیکی مصرفی هم رسید، در حالی که تقاضای فراوان برای خرید لپ‌تاپ، کنسول‌های بازی نسل جدید و محصولات دیگر نیز تامین نیاز بازار را با مشکل مواجه کرده بود.
کولت کرس، مدیر ارشد مالی ان‌ویدیا که از تامین کنندگان اصلی واحد پردازش گرافیکی (GPU) جهان است، در مراسم سالانه “روز سرمایه‌گذار” شرکت در 12 آوریل گفت “همچنان تقاضای کلی بسیار بالا و بیشتر از عرضه، و در عین حال موجودی تامین کنندگان ما دچار کمبود است. انتظار داریم که در بخش عمده‌ای از سال جاری، حجم تقاضا بیشتر از میزان عرضه باقی بماند.”
اپل هم ماه گذشته گزارش داد که شرکت در سه ماهه سوم مالی خود (تا ماه ژوئن) به دلیل کمبود تراشه 3 تا 4 میلیارد دلار آمریکا هزینه متحمل خواهد شد، و این مساله بیشترین تاثیر را بر دو محصول مک و آی‌پد نشان خواهد داد. بلومبرگ بعدا گزارش داد که تحویل آی‌پد پروهای پیشرفته جدید به دلیل نیاز شدید به دورکاری و همچنین کمبود قطعات، به ماه جولای موکول می‌شود.
علاوه بر وسایل الکترونیکی مصرفی، کمبود تراشه بر بخش تولید لوازم خانگی چین هم تاثیر گذاشته است. گروه مایدیا (Midea)، بزرگ‌ترین تولید کننده لوازم خانگی بزرگ (مانند یخچال، ماشین لباسشویی و دستگاه‌های تهویه هوا) در جهان اعلام کرده است که قیمت تراشه‌های مورد استفاده در لوازم خانگی با ادامه کمبود آنها در سطح جهانی افزایش خواهد یافت.
به گزارش رویترز، یک تولید کننده دیگر لوازم خانگی یعنی ویرلپول چاینا (Whirlpool China) هم اعلام کرده که در مارس میزان تامین تراشه حدود 10 درصد کمتر از حجم سفارشات دریافتی‌اش بوده است.
همچنین شیائومی، تولید کننده بزرگ تلفن‌های هوشمند چین اخیرا قیمت برخی از مدل‌های تلویزیون خود را افزایش داده و دلیل این کار را افزایش قیمت قطعات اصلی آنها عنوان کرده است. سامسونگ الکترونیک کره جنوبی و سونی ژاپن هم قیمت مجموعه‌ای از محصولات مختلف خود را افزایش داده‌اند.
تامین کنندگان تراشه برای حل این مشکل چه می‌کنند؟
تی‌اس‌ام‌سی که حدود 80 درصد تراشه‌های میکروکنترلر مورد استفاده در خودروها را تولید می‌کند گفته است که 87/2 میلیارد دلار آمریکا برای توسعه ظرفیت کارخانه خود در نانجینگ چین سرمایه‌گذاری خواهد نمود. انتظار می‌رود که این بخش جدید، تولید انبوه را در نیمه دوم سال 2022 آغاز کند.
طرح توسعه در نانجینگ، بخشی از برنامه سرمایه‌گذاری 100 میلیارد دلاری تی‌اس‌ام‌سی طی سه سال آینده هم بود که ماه گذشته در یک تله‌کنفرانس با حضور تحلیلگران اعلام شد.
اینتل، بزرگ‌ترین تراشه‌ساز آمریکایی نیز به گفته پت جلسینگر مدیر عامل شرکت در برنامه خبری “60 دقیقه” شبکه سی‌بی‌اس قصد دارد بخشی از ظرفیت خود را به صنعت خودروسازی اختصاص دهد، در حالی که قبلا بر این بازار متمرکز نبود. این شرکت در اوایل ماه می هم اعلام کرد که علاوه بر سرمایه‌گذاری‌های چند میلیارد دلاری در مراکز خود در آریزونا، اورگن، ایرلند و سرزمین‌های اشغالی، 5/3 میلیارد دلار برای گسترش کارخانه تولید ویفر در ایالت نیومکزیکو آمریکا سرمایه‌گذاری خواهد نمود.
ان‌ایکس‌پی (NXP Semiconductors)، تراشه‌ساز اروپایی که تامین کننده آی‌سی برای تولید کنندگان رده اول قطعات خودرو مانند بوش است (اما تراشه‌ها را در مراکز ریخته‌گری شرکت‌های دیگر مانند تی‌اس‌ام‌سی می‌سازد) اعلام کرده که برای تعیین میزان تقاضای آینده، همکاری مستقیم با شرکت‌های خودروسازی را آغاز نموده است.
به گفته کورت زیورز، مدیر عامل ان‌ایکس‌پی، یکی از بزرگ‌ترین درس‌هایی که می‌توانیم از وضعیت فعلی بگیریم ضرورت ایجاد شفافیت بسیار بیشتر در مورد میزان افزایش سفارشات در زنجیره تامین است.
وی می‌گوید “اطلاع از برنامه (تولید) مشتریان تنها در بازه 6 ماهه بعدی برای ما اصلا کافی نیست، چون چرخه تولید خودمان هم 3 تا 6 ماه زمان می‌برد.”
ان‌ویدیا در واکنش به کمبود GPU، نسخه‌های قدیمی‌تر که بر گره‌های فرآیند قدیمی مبتنی هستند و نیازی به رقابت با نسخه‌های پیشرفته بر سر ظرفیت تولید در کارخانه‌های ویفرسازی ندارند را بازگردانده است.
مایدیا هم اعلام کرده که واحد تراشه‌سازی‌اش یعنی ام‌آر سمی‌کنداکتور (MR Semiconductor)، که در سال 2018 راه‌اندازی شد، توانسته تاحدودی تاثیرات کمبود فعلی در عرضه تراشه را جبران کند.
این وضعیت چقدر طول خواهد کشید؟
هیچ کس پیش‌بینی نمی‌کند که این کمبود در سال جاری برطرف شود، و بسیاری انتظار دارند که مشکل تا سال 2022 ادامه یابد.
مدیر عامل اینتل، پت جلسینگر، پیش‌بینی می‌کند کمبود تراشه تا “چند سال دیگر” ادامه داشته باشد.
ان‌ایکس‌پی هم ماه گذشته در یک تله‌کنفرانس اعلام نمود که با وجود برنامه‌ریزی برای افزایش عرضه در دوره سه ماهه جاری و نیز نیمه دوم سال، به نظر نمی‌رسد تا پایان امسال مشکل به‌طور کامل برطرف شود.
مدیر عامل این شرکت، کورت زیورز، گفته “انتظار فعلی ما این است که حداقل تا پایان سال 2021 با شرایط کمبود عرضه مواجه باشیم.” و افزوده که “شرکای ما در ریخته‌گری‌ها تلاش کرده‌اند تا نیازمان را تامین کنند، اما واقعا کافی نبوده است.”
ایوان پلاتونوف، تحلیلگر شرکت پژوهشی ایکوال‌اوشن (EqualOcean) درباره تاثیر کمبود تراشه بر بخش لوازم خانگی چین می‌گوید “ما انتظار داریم کمبودها در سال 2022 هم ادامه یابد. تولید کنندگان لوازم خانگی بزرگ آسیب قابل توجهی خواهند دید چون این صنعت بالغ است و سال‌هاست که با حاشیه سود بسیار پایین فعالیت می‌کند.”
این مشکلات چه ارتباطی با جنگ فناوری بین آمریکا و چین دارد؟
اگرچه کمبود تراشه نتیجه مستقیم جنگ فناوری نیست، اما نقش حیاتی نیمه‌رساناها در رهبری فناوری، رشد کلی اقتصادی و امنیت ملی را روشن کرده است. در نتیجه آمریکا، چین و اروپا برنامه‌هایی را آغاز کرده‌اند تا مقاومت و تاب‌آوری زنجیره تامین تراشه‌های خود را در برابر شوک‌های بیرونی و حوادث ژئوپلیتیکی افزایش دهند.
در مورد چین، کادر رهبری کشور خودکفایی در تولید تراشه را به عنوان یک هدف ملی در نظر گرفته است، هرچند کارشناسان می‌گویند این هدف به دلیل ماهیت بین‌المللی زنجیره تامین نیمه‌رساناها نمی‌تواند چندان واقع‌بینانه باشد.
جو بایدن، رئیس جمهور آمریکا نیز سعی دارد در برنامه چندین تریلیون دلاری زیرساخت خود، تعداد بیشتری از مراکز تولید تراشه را به خاک آمریکا بازگرداند.