Criza procesoarelor – Cum s-a ajuns aici și de ce nu se pot produce rapid mai multe

​Peste 150 de industrii sunt afectate de criza microprocesoarelor care părea la început de an să poată fi depășită rapid, dar care acum pare că va persista și în 2022. Deși sunt mici, semiconductorii se produc greu, în uzine de miliarde de dolari, unde cele mai scumpe utilaje costă zeci de milioane de dolari per unitate. Mai mulți factori au contribuit la această penurie care va face ca unele produse să fie mai scumpe, iar altele să ajungă mai greu la clienți. Despre cauzele acestei crize puteți citi în articol.

Probleme de producție în piața procesoarelor au mai fost, însă numai pentru anumite tipuri de cip-uri scumpe și pentru puțin timp. De data aceasta sunt însă mari probleme și pentru cele mai simple și ieftine procesoare, cele care se găsesc în foarte multe aparate din jurul nostru.

Este un business de 500 miliarde dolari, un business în care fabricile sunt greu de construit și în care procesul de producție este fantastic de complex, fiindcă este nevoie de gaze, de chimicale și de utilaje scumpe, iar în hale trebuie să nu intre niciun fir de praf.

Apoi, cip-urile gata făcute călătoresc mult și trec multe granițe pentru a fi testate, ”împachetate” și apoi livrate la destinație, unde sunt integrate în milioane de senzori și de aparate.

Probleme de prognoză în industria auto

Mulți producători auto, precum Dacia, Volkswagen, Toyota, Ford, Audi, Honda sau Mazda, au anunțat în ultimele luni că sunt nevoiți să reducă temporar producția din cauza unei penurii de microprocesoare. Componentele minuscule, dar esențiale, sunt produse mai ales în Taiwan și în China, dar mai mulți factori au făcut ca industria auto să nu mai poată cumpăra de la furnizori suficiente cip-uri care urmau să fie puse pe diversele sisteme ale mașinii.

Procesoarele sunt folosite în diverse sisteme ale mașinii, cum ar fi cel de frânare, sistemul de injecție, infotainment, cruise control sau la componentele de siguranță. Cum mașinile devin tot mai ”high-tech” de la an la an, nu este de mirare că sunt necesare tot mai multe cip-uri, estimarea fiind că în două decenii s-a dublat ponderea componentelor electronice în costul total de producție al mașinii. .

Problema este că aceleași companii care produc cip-uri pentru industria auto, produc și pentru companiile care scot pe piață cele mai vândute gadget-uri. Cum sute de milioane de oameni au stat acasă mult din cauza pandemiei, au avut nevoie de smartphone-uri, laptop-uri, tablete, TV și console, iar cererea de procesoare a crescut peste puterile industriei de a produce.

Foarte multe companii auto au fost nevoite să reducă producția din cauză că nu au stocuri suficiente de microprocesoare, iar asta se întâmplă din mai multe motive: economice, politice și, evident, derivate din nebunia creată de pandemie. Per total estimările sunt că producția auto mondială va fi strict din cauza crizei procesoarelor cu aproximativ două milioane de unități mai mică.

Au fost afectați și furnizori mari de componente auto care livrează constructorilor auto piese și ansamble ce conțin microcip-uri.

Marii producători de procesoare abia fac față cererii, contextul fiind unul cu totul special, fiindcă au crescut comenzile și din domeniul tech.

În plus, industria auto a subestimat cât de repede își va reveni piața în câteva regiuni mari, astfel că, acum un an, când marile companii au plasat comenzile la furnizori, nu au cumpărat chiar atât de multe procesoare, dar în ultimul trimestru din 2020 mulți producători auto au văzut cu mirare că vânzările le-au depășit pe cele din Q4 2019. Piața își revenea mai repede decât anticipaseră majoritatea companiilor.

Criza a fost înrăutățită și de faptul că SUA a pus pe lista neagră producători chinezi de procesoare și de alte componente electronice, ca parte a războiului comercial sino-american, astfel că producătorii auto nu au mai putut cumpăra de la companiile chineze și nici cei chinezi de la companii americane. Toți au trebuit să găsească alte soluții, lucru deloc ușor într-o industrie unde se construiesc în ani de zile lanțurile de furnizori și unde comenzile ferme trebuie plasate cu multe luni înainte, nu de pe o zi pe alta..

De la auto criza s-a adâncit spre alte multe industrii, inclusiv cea producătoare de aparate electronice, presa americană dând o mulțime de exemple de produse unde sunt probleme de producție fiindcă lipsesc componente minuscule ce costă câțiva dolari, dar fără de care aparatul nu poate fi construit, fie că este vorba de un cântar smart, de un cuptor cu microunde mai sofisticat sau de un smartphone.

Un exemplu interesant din SUA ține de o companie de construcții care montează o mulțime de senzori pe șantiere, pentru a vedea când s-a întărit betonul. Până și acestă companie a constatat că senzorii s-au scumpit din cauza acestei crize.

Surse din industrie spuneau că a apărut această criză a semiconductorilor și fiindcă producători au pus pe primul plan construirea de cip-uri mai sofisticate și mai scumpe, unde marja de profit este mai mare. Așa au ajuns mai la finalul listei procesoarele cele mai simple și ieftine care sunt folosite în milioane de aparate.

Și Samsung și LG au fost afectate. De exemplu, Samsung a comandat mai puține componente precum senzori de cameră foto și drivere de display și a avertizat că există un dezechilibru între cerere și ofertă.

Și LG a spus că există un risc ca producția să aibă pe viitor de suferit, însă producători mai mici de televizoare din Coreea de Sud au spus că deja plătesc mai mult pentru componente și au transferat o parte din costuri în prețul final al produselor.

De ce nu pot fi construite mai multe procesoare

Răspunsul simplu este că procesoarele sunt foarte complicat de construit, într-un mediu perfect aseptic, după investiții de miliarde de dolari și cu comenzi date cu multe luni înainte.

Fabricile de microprocesoare, așa-numitele ”fabs” sunt greu de construit și investițiile pentru o unitate de producție tipică pot fi de 10-15 miliarde dolari, suma fiind așa de mare din cauza echipamentelor high tech necesare în producție. Cei trei mari jucători – TSMC, Samsung și Intel – au și uzine în care au investit peste 20 miliarde dolari și cele mai scumpe echipamente folosite în producție, mașini gigantice, costă și 100 milioane dolari/unitate.

De ce nu pot producătorii să schimbe rapid tipul de cip pe care îl fac? Fiindcă este nevoie de alte echipamente și achiziția și instalarea durează. În plus, producătorii nu vor cumpăra echipament dacă nu au siguranță că îl vor folosi câțiva ani și deci că va exista cerere.

Aceste fabrici funcționează nonstop, dar vorbim de tehnologii super-avansate, fiindcă se lucrează la nivel de micron și, deși capacitatea acestor uzine este mare, producția unui cip simplu poate dura trei luni, iar al unuia complex, chiar șase luni, fiindcă nu este deloc simplu să transformi siliciul într-o rețea de milioane de tranzistori, pe o plăcuță cât unghia.

Trebuie spus că industria microprocesoarelor avansează mereu și scoate la câțiva ani cip-uri tot mai mici și mai puternice, astfel că aceste companii producătoare trebuie o dată la 3-5 ani să facă investiții semnificative, fiindcă altfel rămân în urma concurenței. Dacă în alte industrii producția merge 10-15 ani cu aceleași utilaje, la semiconductori nu se poate.

O fabrică de la zero este construită cam în trei ani, iar retehnologizarea masivă a unei fabrici deja existente durează un an. În aceste condiții, o companie nu poate schimba direcția ușor.

Samsung și TSMC construiesc cip-uri pe tehnologia de 5 nanometri, se va trece la 3 nanometri în câțiva ani, iar IBM a anunțat recent producția unui prototip pe tehnologia de 2 nm.

Companiile din industrie nu au stat degeaba: încearcă să găsească soluții de optimizare a producției, de creștere a ei și de prioritizare a comenzilor anumitor clienți. Problema este că, dat fiind că vorbim de o producție atât de complexă, nu există soluții care să rezolve rapid problema.

Curățenia perfectă costă

O mare dificultate, una ce ridică mult costurile de producție, este legată de faptul că în fabrică nu trebuie să intre niciun ”fir” de praf, la propriu. Trebuie să fie curățenie desăvârșită, fiindcă altfel se duc pe apa sâmbetei investițiile de multe milioane de dolari.

Mașinăriile super high-tech sunt găzduite în camere unde practic nu există praf, iar acest lucru este măsurat la nivel de micron, este foarte complicat de realizat și se face prin filtrare constantă și prin lăsarea unui număr minim de oameni în acele hale. Menținerea acestui nivel extraordinar de curățenie costă foarte mult.

Pe termen scurt microprocesoarele s-au scumpit și ajung mai repede la companiile care au putere financiară, fac comenzile cele mai mari și deci pot negocia eficient. S-au implicat și statele: în UE se discută despre creșterea producției și despre noi uzine, dar va lua extrem de mult timp, iar în SUA criza este tratată precum o problemă de siguranță națională. În ambele locuri se vorbește de planuri de zeci de miliarde de dolari, dar totul va dura ani buni.

În SUA marile companii cumpărătoare de procesoare fac lobby puternic pentru ca autoritățile să ofere finanțare astfel încât să existe capacitate substanțială de producție și în America.

Criza a fost înrăutățită și de evenimente mai mici: seceta din Taiwan, un incendiu la o fabrică în Japonia, dar și valul de frig din Texas care a dus la închiderea unor fabrici. Pe fondul acestor probleme, câteva companii și-au permis să facă stocuri pe multe luni, în timp ce altele au oprit producția pentru componente de 1-2 dolari/bucata.

Toate părțile au deschis negocieri complicate: ce produse sunt mai urgent de realizat și deci pot fi o prioritate? Ce domenii trebuie puse în față pe liste? Sunt decizii care se iau după discuții aprinse ce sunt legate de bani, de business dar și de geopolitică.

Rezolvarea va veni mai ales din creșterea capacităților de producție promise de ”greii” industriei care vor face orice pentru a scoate mai multe componente și se vor împrumuta masiv pentru a crește cât se poate de repede capacitatea fabricilor. Spre exemplu, gigantul taiwanez TSMC a promis investiții de 100 miliarde dolari pentru creșterea capacității de producție în următorii trei ani.

Orice fabrică nouă anunțată acum nu are cum să ajute rezolvarea crizei actuale, fiindcă acea fabrică ar începe să producă în 2023 sau 2024.

Surse: Bloomberg, New York Times, Washintorn Post, Le Figaro, BBC, CNBC, Financial Times, Reuters