فراز و نشیب نیمه‌رسانا در سال‌های اخیر؛ پیش‌بینی‌ها درست از آب درنیامده‌اند

بیش از دو سال از شروع کمبود جهانی تراشه می‌گذرد و دسترسی به طیف وسیعی از محصولات هنوز برای مصرف‌کننده‌ها بسیار سخت است. برخی از این محصولات عبارت‌اند از: واحد پردازشگر گرافیکی (GPU)، ریزپردازنده‌ها و حتی وسایل نقلیه- برخی سازندگان خودرو نتوانسته‌اند به تقاضا برای وسایل نقلیه‌شان پاسخ دهند و به سفارش‌های تلنبارشده رسیدگی کنند. وسایل نقلیه در برخی موارد در انبارها نگهداری می‌شوند تا یکی دو تراشه حیاتی به آنها اضافه شود. بعد از آن است که این وسایل نقلیه به ‌طور رسمی کامل و به مقصد منتقل می‌شوند. وسایل نقلیه در برخی موارد دیگر بدون برخی امکانات غیرحیاتی به دست مصرف‌کننده می‌رسند.

کمبود تراشه چیست؟

کمبود تراشه رخدادی نسبتاً نادر در صنعت نیمه‌رسانا و مدار مجتمع است که در نتیجه بالا بودن تقاضای صنعت نسبت به عرضه پدید می‌آید. و در حال حاضر کمبود بزرگی وجود دارد که از ژانویه سال ۲۰۲۱ تاکنون در کانون توجه قرار داشته است. اما تاریخ کمبود تراشه در واقع در سال ۲۰۱۸ شروع شد.

بعد از چالش‌های زنجیره تامین در سال ۲۰۲۱، برخی هنوز امیدوارند رویدادهای امسال باعث شود از بدترین مراحل کمبود تراشه عبور کنیم. اما برطرف کردن این معضل کاری بسیار پیچیده است که به‌ سرعت یا به ‌راحتی انجام نمی‌گیرد. در هر حال، پاسخ مشکل این نیست که صرفاً تراشه‌های بیشتری بسازیم- گفتن این کار راحت‌تر از انجام دادن آن است. سال‌ها زمان و میلیاردها دلار پول لازم است تا تاسیسات تولید نیمه‌رسانا ساخته و راه‌اندازی شوند. در عین ‌حال، فناوری‌های نیمه‌رسانا با سرعتی شتابان در حال پیشرفت هستند. علاوه‌ بر این، چالش‌ها و کمبودهای جاری در بازار کار به این معنی است که تعداد کارکنان ماهر نیز کم است و این موضوع فشار بیشتری بر تولیدکننده‌های نیمه‌رسانایی وارد می‌کند که تقلا می‌کنند تا راه‌های جدیدی برای دور زدن کمبود جاری پیدا کنند.

توضیح درباره کمبود جهانی تراشه با تمرکز بر سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ شروع می‌شود؛ زمانی که جنگ تجاری شروع کرد به تشدید عدم قطعیت زنجیره تامین. همچنین، سال ۲۰۲۰ و شیوع پاندمی کووید-۱۹ که سازندگان تراشه را متزلزل کرد باید مد نظر قرار گیرند.

۲۰۱۸ و ۲۰۱۹: جنگ‌های تجاری و زنجیره تامین

جنگ تجاری بین ایالات ‌متحده و چین در نتیجه اقدام‌های دولت ترامپ در سال ۲۰۱۸ در جریان است. جاش زومبرون در مه سال ۲۰۲۱ در وال‌استریت ژورنال نوشت: «جنگ تجاری جاه‌طلبی‌های پکن برای تبدیل شدن به تولیدکننده برتر فناوری‌های پیشرفته مانند نیمه‌رسانا و خودرو برقی را هدف مستقیم قرار داده است.»

دور اول تعرفه‌های تجاری ایالات ‌متحده در سال ۲۰۱۸ بر واردات از چین اثر کرد. این دور از تعرفه‌ها بر مواد خام مانند سیلیکون تمرکز داشتند. تنش‌های تجاری ایالات ‌متحده و چین در طول زمان به احتکار منابع ویفر منجر شد زیرا ایالات ‌متحده شرکت SMIC چین را در سال ۲۰۲۰ در فهرست سیاه قرار داد. بسیاری از قسمت‌های کلیدی زنجیره تامین تراشه با اختلال مواجه شدند. در نتیجه، آن دسته از صنایع ایالات ‌متحده که بر نیمه‌رسانا متکی هستند- یعنی هر صنعتی که هرگونه محصول برقی تولید می‌کند- نگران این بودند که محدودیت واردات از چین باعث شود این کشور به‌ اجبار اکوسیستم تولید نیمه‌رسانای خودش را بسازد. و این دقیقاً همان چیزی است که اتفاق افتاد.

سپس پاندمی کووید-۱۹ شیوع پیدا کرد. این وضعیت بُعد جدیدی به مشکلات بازار تراشه اضافه کرد.

۲۰۲۰: کووید-۱۹ و تلفات سنگین تولیدکنندگان تراشه

پاندمی نقشی اساسی در کمبود جهانی نیمه‌رسانا ایفا کرد. طبق گفته تحلیلگرانی مانند گلن دانل، معاون مدیر تحقیقات در فورستر، کمبود نیمه‌رسانا به ‌طور عمده نتیجه اوج گرفتن تقاضا برای خدمات رایانش ابر از ارائه‌دهنده‌هایی مانند مایکروسافت ازیور و آمازون وب سرویس بود. دانل در پست وبلاگش نوشت: «ارائه‌دهنده‌های خدمات تراشه‌های زیادی می‌خرند.»

صنایع در سایه این افزایش شدید تقاضا برای برقراری تعادل بین عرضه و تقاضا در فضای بسیار غیرقطعی و ناپایدار باید دست‌وپا می‌زدند. تولید برای سازندگان تراشه تقریباً به نصف مقدار سال ۲۰۲۰ کاهش پیدا کرد. قرنطینه‌های دولتی و محدودیت‌های کووید-۱۹ دو مورد از دلایل اصلی این وضعیت بودند. کمبود به ‌اندازه‌ای گسترش پیدا کرد که شرکت‌های نیمه‌رسانا در زمان بازگشت تولید از جدول زمانی بسیار عقب ماندند و باید فشار تقاضای شدید از جانب بخش‌های مختلف را تحمل می‌کردند.

بخش خودروسازی نمونه واضح این وضعیت بود. رفتار مصرف‌کننده در نیمه دوم سال ۲۰۲۰ تغییر کرد و این تقاضا را به‌ طور ناگهانی افزایش داد. مصرف‌کننده‌ها همزمان با بازگشایی اقتصادها از حمل‌ونقل عمومی به دلیل پاندمی پرهیز کردند و شروع کردند به خرید وسایل نقلیه خودشان. این وضعیت تمرکز را از لوازم الکترونیکی مصرف‌کننده به خودرو تغییر داد و باعث شد ویفرهای هشت اینچی و ABF لازم برای نیمه‌رساناهای خودرو دچار کمبود شوند. آتش‌سوزی در تاسیسات نیتوبو در ژاپن در جولای ۲۰۲۰ این وضعیت را بدتر کرد. فولکس واگن، فورد، تویوتا و سایر خودروسازها تولیدهایشان را در برخی کارخانه‌ها کاهش دادند و حتی گاهی آنها را متوقف کردند. این اتفاق در حالی رخ می‌داد که بخش خودروسازی در وضعیت رونق به سر می‌برد.

۲۰۲۱: بدتر شدن وضعیت

کمبود تراشه در طول سال ۲۰۲۱ بدتر شد و کووید-۱۹ یکی از بزرگ‌ترین دلایل آن بود. اما افزون بر جنگ تجاری بین چین و ایالات ‌متحده، عوامل دیگری نیز اهمیت داشت. برای مثال، توفان یوری باعث بروز قطعی برگ گسترده در تگزاس شد و خاموشی‌های مکرر را در پی داشت. تولیدکننده‌هایی مانند سامسونگ، اینفینئون و نیمه‌رسانای NXP همه مجبور شدند عملیات تاسیسات‌شان را معلق کنند. رویداد دیگری هم رخ داد که وضعیت را آشفته‌تر کرد؛ خشکسالی در تایوان که بدترین خشکسالی در طول نیم ‌قرن اخیر بود صنعت تولید تراشه را بیش‌ از پیش متلاطم کرد. دلیلش این بود که فرایند تولید ویفر به آب زیادی نیاز دارد.

علاوه ‌بر این، شرکت‌های خودروسازی در جهان افت تقاضا را در شروع پاندمی پیش‌بینی کردند. در نتیجه، تصمیم گرفتند نیمه‌رساناهای کمتری سفارش دهند تا هزینه‌های بالقوه نگهداری در طول دوران قرنطینه کاهش پیدا کند. در عین ‌حال، مصرف‌کننده‌ها در دوران قرنطینه شروع کردند به ارتقای کامپیوترها، گوشی‌های همراه و سایر لوازم الکترونیکی. سونی نیز کنسول جدید پلی‌استیشن ۵ را منتشر کرد و میلیون‌ها نفر آن را پیش‌خرید کردند. بنابراین تقاضا در صنعت خودروسازی پایین آمد اما در سایر صنایع سیر صعودی داشت.

وضعیت موجود به توقف کامل تولید منجر شد زیرا تولیدکننده‌های خودرو متوجه شدند به دلیل کمبود تراشه و تغییر در تقاضای مصرف‌کننده نمی‌توانند تولید عادی را ادامه دهند. نتیجه این روند لغو شدن تعداد زیادی سفارش بود در حالی ‌که تولیدکننده‌های تراشه بر محصولات مصرف‌کننده تمرکز کرده بودند تا نیازهای فزاینده را برطرف کنند. بعد از تغییر ابزار عملیات به منظور تولید تراشه‌های بیشتر برای کالاهای مصرف‌کننده به ‌جای خودرو، کمبود تراشه‌های مخصوص خودرو تشدید شد و در طول سال ادامه پیدا کرد. برخی از خودروسازهای بزرگ‌تر مانند فولکس واگن و جنرال موتورز مجبور شدند عملیات در مناطق کلیدی را چند بار متوقف و راه‌اندازی کنند. آتش‌سوزی در کارخانه رناسِس ناکا در ماه مارس صرفاً نوک کوه یخ بود. این آتش‌سوزی در ساختمانی اتفاق افتاد که میزبان دوسوم ویفرهای شرکت برای خودروسازی بود. مشکلات برای خودروسازان سر به فلک کشید.

۲۰۲۲ : وضعیت موجود

انتظار می‌رود فروش جهانی نیمه‌رسانا افزایش پیدا کند. طبق برآورد انجمن صنعت نیمه‌رسانا، فروش در سال ۲۰۲۱ به‌ اندازه ۲۰ درصد افزایش یافت و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۲ حدود ۹ درصد دیگر رشد کند تا به ۵۷۴ میلیارد دلار برسد. انتظار می‌رود بازار ویفر سیلیکونی ۳۰۰ میلی‌متری تا پایان سال ۲۰۲۷ به ۱۰.۵۷۰ میلیارد دلار برسد؛ یعنی در طول پنج سال آینده با نرخ رشد سالانه مرکب ۵.۱ درصد رشد کند.

همچنین، کمبود تراشه‌های کامپیوتری و افزایش تقاضا باعث افزایش سرمایه‌گذاری جدید در صنعت شده‌ است. برخی سازندگان تراشه مانند اینتل یا TSMC قبلاً برنامه‌هایشان را برای ساخت تاسیسات تولید تراشه چند میلیارد دلاری اعلام کرده‌اند. و دیلویت انتظار دارد شرکت‌های سرمایه‌گذار خطرپذیر در سطح جهان تا سال ۲۰۲۲ به ‌طور جمعی ۶ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری کنند. این رقم سه برابر بیشتر از هر یک از سال‌های بین ۲۰۰۰ و ۲۰۱۶ است.

وضعیت چه زمانی تغییر می‌کند؟

کمبود جهانی نیمه‌رسانا مدت زیادی طول کشیده و پیامدهای وخیمی برای صنایعِ تحت تاثیر داشته است. بنابراین افراد زیاد شاید از خودشان این سوال را بپرسند که کمبود تراشه کی به پایان می‌رسد؟ گزارشی که وزارت بازرگانی ایالات ‌متحده در ژانویه سال ۲۰۲۲ منتشر کرد نشانگر کمبود هشداردهنده تراشه‌هاست. تقاضا برای تراشه‌ها در سال ۲۰۲۱ حدود ۱۷ درصد بالاتر از تقاضا برای آن در سال قبل بود. طبق گزارش دولت ایالات ‌متحده، متوسط ذخیره انبار از ۴۰ روز به کمتر از پنج روز کاهش پیدا کرده است. بر این اساس، چشم‌اندازی برای پایان گرفتن کمبود تراشه در سال ۲۰۲۲ وجود ندارد. دیلویت اخیراً گفت انتظار دارد کمبود نیمه‌رسانا تا اوایل سال ۲۰۲۳ ادامه پیدا کند. برخی مشتریان برای دریافت تراشه‌هایشان ماه‌ها منتظر می‌مانند. با توجه به اینکه پیش‌بینی‌های چند سال اخیر همیشه درست از آب درنیامده‌اند، حالا امید می‌رود کمبود تراشه بیش از این ادامه پیدا نکند.

منبع: پاور اند بیاند