«Δεν υπάρχει τέλος»: όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τη μεγάλη έλλειψη μικροτσίπ
Από τα τέλη του περασμένου έτους, υπήρξε σοβαρή έλλειψη μικροτσίπ, η οποία επηρεάζει τώρα τις βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο
Πόσο κακή είναι η έλλειψη; Δεν έχω δει ποτέ κάτι παρόμοιο, έγραψε στο Twitter ο Έλον Μασκ της Tesla τον περασμένο μήνα. Από τα τέλη του 2020, ο κόσμος αντιμετωπίζει μια απροσδόκητη έλλειψη μικροτσίπ – τα μικροσκοπικά ολοκληρωμένα κυκλώματα που βρίσκονται σήμερα σχεδόν σε κάθε κατασκευασμένη συσκευή με μπαταρία ή βύσμα – από τοστιέρες μέχρι τηλεοράσεις, αερόσακους και μαχητικά αεροσκάφη.
Η σπανιότητα πρωτοεμφανίστηκε στα εξελιγμένα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης: κονσόλες παιχνιδιών όπως το PlayStation 5 και το νέο Xbox είχαν μεγάλες καθυστερήσεις παραγγελιών. Οι τιμές για τις κάρτες γραφικών υπολογιστών έχουν εκτοξευθεί. Αλλά επειδή τα τσιπ ημιαγωγών είναι τόσο πανταχού παρόντα, ένας μεγάλος αριθμός βιομηχανιών έχει επηρεαστεί.
Η αυτοκινητοβιομηχανία έχει πληγεί περισσότερο από όλα. Τα σύγχρονα αυτοκίνητα μπορούν εύκολα να περιέχουν 3.000 μάρκες και η έλλειψη έχει επιβραδύνει τις γραμμές συναρμολόγησης οχημάτων σε όλο τον κόσμο: η παγκόσμια παραγωγή θα μειωθεί κατά τέσσερα εκατομμύρια αυτοκίνητα, σχεδόν 5%, φέτος.
Γιατί συμβαίνει;
Στην καλύτερη περίπτωση, οι αλυσίδες εφοδιασμού με τσιπ είναι δύσκολο να διατηρηθούν: είναι μια βιομηχανία επιρρεπής σε υπερβολές και ελλείψεις. Τα εργοστάσια κατασκευής (fabs) για προηγμένα τσιπ είναι από τις πιο σύνθετες εγκαταστάσεις παραγωγής στον κόσμο, με κόστος κατασκευής δεκάδων δισεκατομμυρίων δολαρίων. Τα λέιζερ εκτυπώνουν δισεκατομμύρια τρανζίστορ σε μικροσκοπικές περιοχές πλακών πυριτίου. μπορεί να χρειαστούν τρεις έως τέσσερις μήνες για να μετατραπεί μια μεγάλη γκοφρέτα πυριτίου σε μια χρησιμοποιήσιμη παρτίδα τσιπ.
Έτσι, ο κλάδος τείνει να ταλαντεύεται μεταξύ της υποπροσφοράς και της υπερπροσφοράς, όπως κάνουν οι οικονομολόγοι τον κύκλο: όπως και με τους χοίρους αναπαραγωγής, υπάρχουν καθυστερήσεις στην παραγωγή. Οι παραγωγοί επενδύουν όταν οι τιμές είναι υψηλές και διαπιστώνουν ότι έχουν υπερβολική χωρητικότητα όταν τελικά κυκλοφορήσει. Προς το παρόν, ωστόσο, η τάση στον κλάδο είναι αδυσώπητης επέκτασης: πράσινη τεχνολογία, cloud computing, 5G, τεχνητή νοημοσύνη, κρυπτονομίσματα, ρομποτική – όλοι αυτοί οι τομείς ανάπτυξης τρώνε μάρκες. Και η πανδημία βοήθησε στη δημιουργία της τέλειας καταιγίδας.
Τι επιπτώσεις είχε η πανδημία;
Έκλεισε προσωρινά πολλά εργοστάσια. Ταυτόχρονα, η μεγάλη αύξηση της εργασίας από το σπίτι και η αύξηση της ζήτησης για οικιακή ψυχαγωγία, δημιούργησαν μια έκρηξη στη ζήτηση για ηλεκτρονικά. Οι πωλήσεις υπολογιστών αυξήθηκαν κατά 13% πέρυσι. Μόνο στη Νέα Υόρκη, το υπουργείο Παιδείας αγόρασε 350.000 iPad. Οι βιντεοκλήσεις σήμαιναν ότι τα κέντρα δεδομένων χρειάζονταν περισσότερη χωρητικότητα.
Και κατά τη διάρκεια της χειρότερης πανδημίας, οι αγορές αυτοκινήτων μειώθηκαν κατακόρυφα. Έτσι, ενώ οι εταιρείες ηλεκτρονικών αγόρασαν όλη τη διαθέσιμη παραγωγική ικανότητα, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων ακύρωσαν τις παραγγελίες τους. Αλλά αργότερα, όταν οι αυτοκινητοβιομηχανίες ήταν έτοιμες να επιταχύνουν ξανά την παραγωγή, βρέθηκαν στο πίσω μέρος της ουράς: οι fabs μικροτσίπ μπορεί να χρειαστούν έως και έξι μήνες για να ξεκινήσουν εκ νέου την παραγωγή συγκεκριμένων τύπων τσιπ.
Πώς μας επηρεάζει αυτό;
Η προμήθεια αυτοκινήτων προς πώληση πρόκειται να περιοριστεί αργότερα φέτος λόγω της έλλειψης, προειδοποίησε η κορυφαία βρετανική αντιπροσωπεία αυτοκινήτων Pendragon την περασμένη εβδομάδα. Με λιγότερα αυτοκίνητα προς πώληση, οι τιμές θα αυξηθούν. Και τα premium ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά, όπως συστήματα πλοήγησης ή επιπλέον οθόνες, απορρίπτονται προκειμένου να επεκταθεί περαιτέρω η προσφορά τσιπ.
Στα ηλεκτρονικά, οι εμπορικές τιμές για τη μνήμη υπολογιστών έχουν αυξηθεί περίπου 30% από τις αρχές του 2020, αυξάνοντας το κόστος για είδη όπως φορητοί υπολογιστές και εκτυπωτές. Η HP αύξησε τις τιμές των καταναλωτικών υπολογιστών κατά 8% και τους εκτυπωτές κατά περισσότερο από 20% μέσα σε ένα χρόνο. Οι τιμές για τηλεοράσεις, smartphone και οικιακές συσκευές φαίνεται ότι θα αυξηθούν επίσης. Η έλλειψη chip έχει επίσης ανησυχήσει τις κυβερνήσεις.
Γιατί ανησυχούν οι κυβερνήσεις;
Τα τσιπ αποτελούν πλέον τόσο κρίσιμο συστατικό σε πολλές στρατηγικές τεχνολογίες – από αμυντικά συστήματα μέχρι κυβερνοασφάλεια και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας – που η κατασκευή τους έχει γίνει ένα μεγάλο γεωπολιτικό ζήτημα: οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής λένε ότι τα τσιπ είναι το νέο πετρέλαιο. Εφευρέθηκαν στις ΗΠΑ και μεγάλο μέρος της σχεδίασης αιχμής εξακολουθεί να γίνεται εκεί, αλλά περίπου το 80% της παραγωγής γίνεται τώρα στην Ασία επειδή το κόστος είναι χαμηλότερο: κυρίως στην Ταϊβάν, τη Νότια Κορέα και την Κίνα.
Ο μεγαλύτερος παραγωγός στον κόσμο σε όγκο είναι η TSMC στην Ταϊβάν. Η Intel, με έδρα την Καλιφόρνια, είναι η μεγαλύτερη σε έσοδα. Μαζί με τη Samsung της Νότιας Κορέας, αυτές οι εταιρείες κυριαρχούν στα high-end, εξειδικευμένα τσιπ. Αλλά η Κίνα βρίσκεται σε θέση να γίνει ο μεγαλύτερος παραγωγός έως το 2030: το τελευταίο πενταετές σχέδιό της θέτει ως στόχο την κάλυψη του 70% των αναγκών της σε ημιαγωγούς έως το 2025. Η Ευρώπη αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 10% της παγκόσμιας παραγωγής chip.
Ο Τζο Μπάιντεν κρατά ένα μικροτσίπ καθώς μιλάει κατά τη διάρκεια συνάντησης με μέλη της Βουλής και της Γερουσίας σχετικά με διακοπές της εφοδιαστικής αλυσίδας λόγω κορωνοϊού στο Οβάλ Γραφείο τον Φεβρουάριο του 2021
SAUL LOEB/AFP μέσω Getty Images
Τι κάνουν οι κυβερνήσεις για αυτό;
Τον περασμένο μήνα, η Γερουσία των ΗΠΑ ψήφισε τον νόμο περί καινοτομίας και ανταγωνισμού, ένα νομοσχέδιο 250 δισεκατομμυρίων δολαρίων που έχει σχεδιαστεί για να ενισχύσει την παραγωγή ημιαγωγών στις ΗΠΑ, μαζί με την επιστημονική έρευνα και άλλες στρατηγικές τεχνολογίες.
Τον Μάρτιο, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή παρουσίασε ένα φιλόδοξο σχέδιο για να αυξήσει το μερίδιό της στην παγκόσμια αγορά ημιαγωγών στο 20% έως το 2030 και δέσμευσε 160 δισεκατομμύρια δολάρια από το ταμείο ανάκαμψης του Covid σε τεχνολογικά έργα. Το Ηνωμένο Βασίλειο έχει εδώ και καιρό ισχυρή παρουσία στη σχεδιαστική πλευρά του κλάδου, αλλά λίγοι παραγωγοί. Η Newport Wafer Fab, ο μεγαλύτερος παραγωγός τσιπ στο Ηνωμένο Βασίλειο, εξαγοράστηκε από την Nexperia, μια κινεζική εταιρεία.
Πόσο θα διαρκέσει η έλλειψη;
Δεν υπάρχει τέλος. Ο διευθύνων σύμβουλος της Intel, Pat Gelsinger, είπε ότι πιστεύει ότι μπορεί να περάσουν δύο χρόνια μέχρι να μπορέσει να αυξηθεί η παραγωγή. Η έλλειψη πιθανότατα θα συνεχιστεί για μερικά χρόνια, δήλωσε ο Michael Dell, διευθύνων σύμβουλος της Dell Technologies, νωρίτερα μέσα στο έτος. Οι εταιρείες όπως η TSMC, η Samsung και η Intel επενδύουν πολλά.
Αλλά ακόμα κι αν κατασκευαστούν εργοστάσια τσιπ σε όλο τον κόσμο, χρειάζεται χρόνος, λέει η Dell. Πολλές εταιρείες εξετάζουν τις αλυσίδες εφοδιασμού τους: η Tesla εξετάζει το ενδεχόμενο να αγοράσει εντελώς εργοστάσιο τσιπ. Οι βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας πιθανότατα θα ανακάμψουν πρώτα, προς το τέλος του τρέχοντος έτους. Τα αυτοκίνητα και οι οικιακές συσκευές, που χρησιμοποιούν φθηνότερα, παλαιότερα τσιπ θα χρειαστούν περισσότερο χρόνο: δεν είναι τόσο κερδοφόρα για τους κατασκευαστές, επομένως δεν υπάρχει η ώθηση να επενδύσουν. Οι καθυστερήσεις προϊόντων και οι ελλείψεις ανταλλακτικών θα συνεχιστούν για κάποιο χρονικό διάστημα.
Ο θρίαμβος του μικροτσίπ
Ένα μικροτσίπ είναι μια συλλογή από οπουδήποτε από μερικές εκατοντάδες έως δεκάδες δισεκατομμύρια μικροσκοπικά κυκλώματα σε μια μικρή γκοφρέτα πυριτίου. Το πυρίτιο είναι ημιαγωγός – μπορεί είτε να μεταφέρει ηλεκτρισμό είτε να το περιέχει. Σε ένα τσιπ, τα τρανζίστορ πυριτίου είναι μικροσκοπικοί διακόπτες που μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν με ηλεκτρονικά σήματα. Οι υπολογιστές τρέχουν χρησιμοποιώντας δυαδικό κώδικα. Τα τρανζίστορ αντικατοπτρίζουν αυτό: τα ψηφία 1 και 0 που χρησιμοποιούνται σε δυαδικό σύστημα αντιπροσωπεύουν τις καταστάσεις ενεργοποίησης και απενεργοποίησης ενός τρανζίστορ. Ουσιαστικά, η δουλειά του τσιπ είναι να μεταφέρει ηλεκτρόνια με τρόπο που ορίζεται από τον κώδικα του υπολογιστή. Όλα τα δεδομένα σε υπολογιστές – αριθμοί, εικόνες, μουσική, εικόνες – αποθηκεύονται και επεξεργάζονται με αυτόν τον τρόπο.
Υπάλληλοι της ιαπωνικής εταιρείας κατασκευής μικροεπεξεργαστών Renesas Electronics τον Ιούνιο του 2021
KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images
Η εφεύρεση αυτού του είδους τρανζίστορ, στα εργαστήρια Bell στο Νιου Τζέρσεϊ το 1947, και η αυξανόμενη σμίκρυνση του είναι η ραχοκοκαλιά των σύγχρονων ηλεκτρονικών. Ο νόμος του Moore, που επινοήθηκε από τον πρωτοπόρο του chip Gordon Moore, δηλώνει ότι ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα τσιπ διπλασιάζεται περίπου κάθε δύο χρόνια, καθιστώντας τους υπολογιστές όλο και πιο ισχυρούς.
Τα σημερινά προηγμένα τσιπ είναι ιλιγγιωδώς πολύπλοκα: κυκλώματα αποτύπωσης λέιζερ πλάτους μόλις 12 νανόμετρων, το μήκος ενός νυχιού που μεγαλώνει σε 12 δευτερόλεπτα. Τα τρανζίστορ πιστεύεται ότι είναι τα πιο κατασκευασμένα αντικείμενα στην παγκόσμια ιστορία. Ο αριθμός των μικροτσίπ που πουλήθηκαν παγκοσμίως τον Απρίλιο έφτασε σε ρεκόρ σχεδόν 100 δισεκατομμυρίων.
The Week Unwrapped: Μόδα προς ενοικίαση, έλλειψη τσιπ και ευθανασία
Μπορείτε να εγγραφείτε στο The Week Unwrapped στο Παγκόσμιος Παίκτης , Apple podcasts , SoundCloud ή όπου κι αν φτάσετε, λαμβάνετε τα podcast σας.
