Глобальный дефицит чипов, вызванный кризисом COVID-19, выявил уязвимые места в глобальной цепочке поставок полупроводников.
Многие технологии и продукты, необходимые для повседневной жизни каждого человека, оказались под угрозой.
В феврале 2019 года, за год до начала пандемии, SIA (Ассоциация полупроводниковой промышленности) объявила, что только в 2018 году было продано рекордное количество чипов – более 1 трлн. В более свежем отчете Wall Street Journal говорится, что полупроводники занимают четвертое место в мире по объему торговли после сырой нефти, переработанной нефти и автомобилей.
Все это, а также заявление президента США Байдена, который назвал чипы «инфраструктурой», подтверждает следующий факт – нет никакой двусмысленности в том, что пользующиеся большим спросом полупроводниковые чипы – это новая универсальная валюта. Способность выполнять миллионы сложных операций и энергоэффективность делают полупроводники важнейшим компонентом практически всех отраслей, стимулируя развитие мировой экономики.
Что такое полупроводниковые чипы
Интегрированные в сложные микроэлектронные схемы, полупроводники обеспечивают выполнение таких функций, как сложные вычисления, управление операциями, обработка данных, хранение, управление вводом и выводом, распознавание, беспроводное подключение, повышение эффективности и управление питанием – и все это по приемлемой стоимости. Благодаря инновациям в полупроводниковой промышленности производятся более совершенные продукты по более низкой цене – принцип, связанный с законом Мура.
Крошечные интегральные схемы придают статус «ультрасовременности» повседневным электронным устройствам, начиная от электроники и автомобилестроения и заканчивая фармацевтическими устройствами, спасающими жизнь, бытовой техникой, смартфонами, банкоматами, электронной коммерцией, продуктами и оборудованием для чистой энергии и так далее.
Фактически, современный смартфон обладает гораздо большей вычислительной мощностью, чем компьютеры, использовавшиеся NASA в 1969 году для высадки человека на Луну. Более того, почти все новые технологии, такие как искусственный интеллект, облачные вычисления, квантовые вычисления, современные беспроводные сети, блокчейн-приложения, майнинг биткоинов, 5G, интернет вещей (IoT), самоуправляемые автомобили, беспилотники, робототехника, игровые и портативные устройства, работают на основе очень сложных полупроводников. Согласно последнему отчету компании Juniper Research, к концу 2021 года количество одних только устройств IoT достигнет 46 млрд. Каждое из этих устройств будет работать на полупроводниках.
Полупроводники имеют решающее значение для высокопроизводительных вычислительных программ в электронике и обрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении, индустрии развлечений, телекоммуникациях, транспорте, управлении энергией, военных системах и космосе – и это лишь некоторые из них.
Основа многих отраслей промышленности
Начнем со здравоохранения, которое стоит на первом месте – полупроводники являются неотъемлемой частью программ, разработанных для клинической диагностики, лечения и послеоперационного восстановления. Оборудование на базе полупроводников, такое как магнитно-резонансные томографы, кардиостимуляторы, аппараты искусственной вентиляции легких и так далее, ежедневно спасает жизни. В некоторых хирургических процедурах произошла настоящая революция благодаря использованию роботизированных хирургических систем на базе чипов.
Если говорить про лечение коронавируса, то оборудование для тестирования, кислородные мониторы и почти все системы жизнеобеспечения зависят от полупроводников. Кроме того, распределение вакцин по странам, получение сертификатов с помощью приложений, доставка жизнеобеспечивающих лекарств с помощью дронов, постоянный поток данных в больницы – все это работает на кремниевых пластинах.
Что касается автомобильной промышленности, микрочипы с различными функциональными возможностями используются в самых разных программах – таких как навигационное управление, информационно-развлекательные системы и системы обнаружения столкновений. Современный беспилотный автомобиль может иметь более 3 тысяч микросхем, оснащенных новейшими технологиями.
Во время пандемии организации смогли плавно перевести свою деятельность в онлайн и позволить людям работать удаленно и безопасно благодаря цифровым устройствам и технологиям, работающим на полупроводниках. Цифровая трансформация открыла новый мир, полный возможностей для полупроводниковой промышленности.
Будущее за микрочипами
Новые технологии, особенно IoT, искусственный интеллект, дополненная и расширенная реальность и блокчейн, становятся все более популярными во всех отраслях промышленности. Вместе с тем растет и потребность в специализированных датчиках, интегральных схемах и усовершенствованных процессорах.
Многие «умные» города по всему миру стремятся значительно улучшить сервисы и инфраструктуру для своих жителей. Для этого им необходимо соединить практически все аспекты инфраструктуры с широким спектром устройств, которые, в свою очередь, будут связаны с отдельными людьми. Эта взаимосвязанная инфраструктура питается от полупроводников.
Мобильная сеть 5-го поколения предназначена для подключения практически всех и вся, то есть машин, объектов и устройств; обеспечения пиковых скоростей передачи данных; достижения сверхнизкой задержки; повышения надежности; огромной емкости сети; повышения доступности и более единообразного пользовательского опыта. В основе технологии следующего поколения лежат передовые полупроводниковые чипы, которые обеспечат важные, быстрые и высокопроизводительные вычисления.
Производство чипов – сложный процесс
Производство чипов само по себе является сложным процессом, зависящим от нескольких стран. От проектирования до поиска основного сырья, изготовления, сборки, тестирования, упаковки, хранения и конечной доставки полупроводников процесс может включать более тысячи этапов и пересечение границ 70 стран. В настоящее время в качестве лидеров отрасли выступают такие компании, как Intel, TMSC, Samsung и некоторые другие.
США отвечают за большинство видов деятельности, включающих различные исследования и разработки. Такие страны, как Тайвань, Китай и Южная Корея, лидируют в производстве пластин, что требует огромных капиталовложений, надежной инфраструктуры и квалифицированной рабочей силы. Тайвань также является лидером в области сборки, упаковки и тестирования полупроводников, за ним следуют Китай и Малайзия.
Глобальный кризис полупроводниковой промышленности
Дефицит чипов, возникший в результате кризиса COVID-19, выявил уязвимые места в глобальной цепи поставок полупроводников, и многие технологии и продукты, необходимые для повседневной жизни каждого человека, оказались под угрозой.
Основные причины этого дефицита включают недостаточные инвестиции в мощности по производству пластин в предыдущие годы, сбои в цепочке поставок из-за пандемии COVID-19, растущий спрос на новые технологии, такие как искусственный интеллект и электромобили, а также увеличение потребности в продуктах для работы из дома.
В дополнение ко всему этому – засуха на Тайване и растущая геополитическая неопределенность в отношении торговли с Китаем.
Дальнейшее развитие
Хорошей новостью является то, что несколько предприятий, таких как тайваньская TSMC, а также американские Intel и GlobalFoundries, инвестируют миллиарды долларов в модернизацию оборудования и строительство новых производственных линий, чтобы удовлетворить растущий спрос и дефицит предложения.
Компания TSMC недавно объявила о крупнейших в истории отрасли инвестициях, выделив $100 млрд на увеличение производственных мощностей. Корпорация Intel пообещала выделить $20 млрд на строительство двух площадок в Аризоне и сообщила, что в этом году будут приняты дополнительные инвестиционные обязательства. Южнокорейская компания Samsung Electronics выделила $116 млрд на инвестиции до 2030 года для диверсификации производства чипов.
Индия также завершает разработку планов по масштабному производству полупроводниковых чипов в рамках своей инициативы «Make in India». Страна предлагает более $1 млрд каждой полупроводниковой компании, которая создаст производственные подразделения в стране. Чипы местного производства могут быть использованы в различных продуктах – от камер видеонаблюдения до оборудования 5G. В декабре Индия предложила чипмейкерам «выразить заинтересованность» в создании производственных подразделений в стране или в приобретении таких производственных подразделений.
Все это делается для достижения самодостаточности в производстве полупроводников, обеспечения лучшего контроля над безопасностью данных и предотвращения того, чтобы страны всего мира зависели от конкретных участников существующей цепочки поставок полупроводников.
Очевидно, что полупроводники меняют игру в нашем современном, быстро меняющемся мире. Ясно также, что перед полупроводниковой промышленностью стоят новые задачи. Поскольку правительства по всему миру находятся в режиме управления кризисом, неудивительно, что в ближайшем будущем полупроводники получат статус «важнейшей инфраструктуры» в большинстве стран.
В чем причина падения акций Intel
Генеральный директор Intel Пэт Гелсингер заявил, что худший период спада продаж уже миновал, и в «бычьем» тоне оценил перспективы чипмейкера до конца года и в дальнейшем.
Инвесторы ждут доказательств того, что компания сможет вернуть себе доминирующее положение в полупроводниковой промышленности. Ключом к успеху станет способность Гелсингера вернуть расположение некоторых крупнейших технологических компаний – облачных гигантов, таких как Amazon.com и Google – чьи закупки серверных чипов для центров обработки данных были основным двигателем прибыли и роста Intel.