„Ni se videti konca“: vse, kar morate vedeti o velikem pomanjkanju mikročipov
Od konca lanskega leta močno primanjkuje mikročipov, kar zdaj vpliva na industrije po vsem svetu.
Kako hudo je pomanjkanje? Še nikoli nisem videl česa podobnega, je prejšnji mesec tvitnil Teslin Elon Musk. Od konca leta 2020 se svet sooča z nepričakovanim pomanjkanjem mikročipov – drobnih integriranih vezij, ki jih danes najdemo v skoraj vsaki proizvedeni napravi z baterijo ali vtičem – od opekačev kruha do televizorjev do zračnih blazin do bojnih letal.
Pomanjkanje je bilo prvič opaženo pri sofisticirani potrošniški elektroniki: igralne konzole, kot sta PlayStation 5 in novi Xbox, so imele velike zaostanke naročil; cene računalniških grafičnih kartic so se dvignile. Ker pa so polprevodniški čipi tako vseprisotni, je bilo prizadetih veliko število industrij.
Najbolj je prizadela avtomobilska industrija. Sodobni avtomobili lahko zlahka vsebujejo 3000 čipov, pomanjkanje pa je upočasnilo montažne linije vozil po vsem svetu: svetovna proizvodnja se bo letos zmanjšala za štiri milijone avtomobilov, skoraj 5 %.
Zakaj se to dogaja?
V najboljših časih je dobavne verige čipov težko vzdrževati: to je industrija, ki je nagnjena k prenasičenosti in pomanjkanju. Obrati za izdelavo naprednih čipov so med najkompleksnejšimi proizvodnimi obrati na svetu, njihova izgradnja stane več deset milijard dolarjev. Laserji tiskajo milijarde tranzistorjev na drobne površine silicijevih rezin; lahko traja tri do štiri mesece, da se velika silikonska rezina spremeni v uporabno serijo čipov.
Industrija se torej nagiba k nihanju med premajhno in prekomerno ponudbo, v ciklu, ki ga ekonomisti ocenjujejo: tako kot pri plemenskih prašičih, pride do zaostankov v proizvodnji. Proizvajalci vlagajo, ko so cene visoke, in ugotovijo, da imajo preveč zmogljivosti, ko končno pridejo na tok. Trenutno pa je trend v industriji neusmiljena širitev: zelena tehnologija, računalništvo v oblaku, 5G, umetna inteligenca, kriptovalute, robotika – vsa ta področja rasti požrejo žetone. In pandemija je pomagala ustvariti popolno nevihto.
Kakšen učinek je imela pandemija?
Začasno so zaprli številne tovarne. Hkrati je veliko povečanje dela od doma in povečanje povpraševanja po domači zabavi povzročilo porast povpraševanja po elektroniki. Prodaja osebnih računalnikov se je lani povečala za 13 %. Samo v New Yorku je ministrstvo za izobraževanje kupilo 350.000 iPadov. Video klici so pomenili, da so podatkovni centri potrebovali več zmogljivosti.
In med najhujšo pandemijo se je nakup avtomobilov močno zmanjšal. Medtem ko so elektronska podjetja odkupila vse razpoložljive proizvodne zmogljivosti, so proizvajalci avtomobilov preklicali svoja naročila. Toda pozneje, ko so bili proizvajalci avtomobilov pripravljeni znova pripraviti proizvodnjo, so se znašli na zadnjem mestu: tovarne mikročipov lahko trajajo do šest mesecev, da ponovno začnejo proizvodnjo določenih vrst čipov.
Kako to vpliva na nas?
Dobava avtomobilov za prodajo naj bi bila omejena pozneje letos zaradi pomanjkanja, je prejšnji teden opozoril vodilni britanski zastopnik avtomobilov Pendragon. Z manj avtomobilov za prodajo se bodo cene dvignile; in vrhunske elektronske funkcije, kot so navigacijski sistemi ali dodatni zasloni, se opuščajo, da bi dodatno razširili ponudbo čipov.
V elektroniki so se trgovinske cene za računalniški pomnilnik od začetka leta 2020 zvišale za približno 30 %, kar je povečalo stroške izdelkov, kot so prenosni računalniki in tiskalniki. HP je v enem letu zvišal cene osebnih računalnikov za potrošnike za 8 % in tiskalnikov za več kot 20 %. Zdi se, da se bodo zvišale tudi cene televizorjev, pametnih telefonov in gospodinjskih aparatov. Vlade so zaskrbljene tudi zaradi pomanjkanja čipov.
Zakaj so vlade zaskrbljene?
Čipi so zdaj tako pomemben sestavni del številnih strateških tehnologij – od obrambnih sistemov do kibernetske varnosti do obnovljive energije –, da je njihova proizvodnja postala velik geopolitični problem: oblikovalci politike pravijo, da so čipi nova nafta. Izumili so jih v ZDA in velik del najsodobnejšega dizajna se še vedno izvaja tam, vendar se zdaj okoli 80 % proizvodnje zgodi v Aziji, ker so stroški nižji: večinoma na Tajvanu, v Južni Koreji in na Kitajskem.
Največji svetovni proizvajalec po količini je TSMC na Tajvanu. Intel s sedežem v Kaliforniji je največji po prihodkih. Skupaj z južnokorejskim Samsungom ta podjetja prevladujejo v vrhunskih specializiranih čipih. Toda Kitajska naj bi postala največji proizvajalec do leta 2030: njen zadnji petletni načrt določa cilj, da bo do leta 2025 zadovoljil 70 % svojih potreb po polprevodnikih. Evropa predstavlja manj kot 10 % svetovne proizvodnje čipov.
Joe Biden drži mikročip, ko na srečanju s člani Parlamenta in senata govori o motnjah dobavne verige zaradi koronavirusa v Ovalni pisarni februarja 2021.
SAUL LOEB/AFP prek Getty Images
Kaj vlade počnejo glede tega?
Prejšnji mesec je ameriški senat sprejel zakon o inovacijah in konkurenci, zakon v vrednosti 250 milijard dolarjev, namenjen povečanju proizvodnje polprevodnikov v ZDA, skupaj z znanstvenimi raziskavami in drugimi strateškimi tehnologijami.
Evropska komisija je marca zastavila ambiciozen načrt za povečanje svojega deleža na svetovnem trgu polprevodnikov na 20 % do leta 2030 in namenila 160 milijard dolarjev iz svojega sklada za okrevanje Covida za tehnološke projekte. Združeno kraljestvo je že dolgo močno prisotno na oblikovalski strani industrije, vendar je malo proizvajalcev; Newport Wafer Fab, največjega proizvajalca čipov v Združenem kraljestvu, je kupila Nexperia, podjetje v kitajski lasti.
Kako dolgo bo trajalo pomanjkanje?
Ni se videti konca. Intelov izvršni direktor Pat Gelsinger je dejal, da meni, da bi lahko minili dve leti, preden se bo proizvodnja lahko povečala. Pomanjkanje se bo verjetno nadaljevalo še nekaj let, je dejal Michael Dell, izvršni direktor Dell Technologies, v začetku leta. TSMC, Samsung in Intel veliko vlagajo.
Toda tudi če so tovarne čipov zgrajene po vsem svetu, je potreben čas, pravi Dell. Številna podjetja preučujejo svoje dobavne verige: Tesla razmišlja o dokončnem nakupu tovarne Chip. Visokotehnološke industrije si bodo verjetno najprej opomogle, proti koncu tega leta. Avtomobili in gospodinjski aparati, ki uporabljajo cenejše, starejše čipe, bodo trajali dlje: za proizvajalce niso tako dobičkonosni, zato jih ni spodbude za vlaganje. Zamude izdelkov in pomanjkanje delov se bodo nadaljevale še nekaj časa.
Triumf mikročipa
Mikročip je zbirka od nekaj sto do deset milijard drobnih vezij na majhni rezini silicija. Silicij je polprevodnik - lahko bodisi prevaja elektriko ali jo vsebuje. Na čipu so silicijevi tranzistorji miniaturna stikala, ki jih je mogoče vklopiti in izklopiti z elektronskimi signali. Računalniki delujejo z uporabo binarne kode. Tranzistorji odražajo to: števki 1 in 0, uporabljeni v binarnem sistemu, predstavljata vklopljena in izklopljena stanja tranzistorja. V bistvu je naloga čipa premikati elektrone na način, ki ga predpisuje računalniška koda. Na ta način so shranjeni in obdelani vsi podatki na računalnikih – številke, slike, glasba, slike.
Zaposleni pri japonskem proizvajalcu mikroprocesorjev Renesas Electronics junija 2021
KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images
Izum te vrste tranzistorja v Bell Labs v New Jerseyju leta 1947 in njegova vse večja miniaturizacija sta hrbtenica sodobne elektronike. Moorov zakon, ki ga je skoval pionir čipov Gordon Moore, navaja, da se število tranzistorjev na čipu podvoji približno vsaki dve leti, zaradi česar so računalniki vedno močnejši.
Današnji napredni čipi so vrtoglavo zapleteni: laserji vtisnejo vezja, široka le 12 nanometrov, v dolžino, v kateri noht zraste v 12 sekundah. Tranzistorji naj bi bili najbolj izdelani predmeti v svetovni zgodovini. Število mikročipov, prodanih po vsem svetu, je aprila doseglo rekordnih skoraj 100 milijard.
Neodvit teden: Moda za najem, pomanjkanje čipov in evtanazija
Na The Week Unwrapped se lahko naročite na Globalni igralec , Apple podcasti , SoundCloud ali kamor koli dobite, dobite svoje podcaste.
