ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ сегодня находится на пике технического прогресса. Почему же, несмотря на это, до сих пор не удается производить действительно востребованное количество чипов по всему миру?

Почти два года спустя после сбоев, вызванных пандемией (*кстати, об этом читайте нашу июльскую статью), острая нехватка полупроводниковых компонентов, лежащих в основе смартфонов, ноутбуков и бесчисленного множества других продуктов, продолжает сказываться на производителях всей мировой экономики.

Автомобильная промышленность была вынуждена прекратить производство из-за снижения продаж. Недостаточное количество микрочипов повлияло абсолютно на все отрасли: от игровых консолей и сетевого оборудования до медицинских устройств. В октябре Apple объявила об ухудшении своих финансовых результатов по этой же причине, а в Intel предупредили, что «засуха», скорее всего, затянется до 2023 года.

Проблемы с поставками полупроводников сегодня глобальные. Спрос растет быстрее, предложения производителей, особенно на базовые, но широко распространенные компоненты; они подвержены большим колебаниям спроса, которые сильно влияют на рискованность инвестиций.

«Удивительно, что потребовалось так много времени для восстановления цепочки поставок после того, как мировая экономика остановилась из-за пандемии коронавируса», – говорит Брайан Матас, вице-президент по исследованиям рынка в IC Insights (аналитической фирме, которая следит за изменениями в полупроводниковой промышленности).

Во-первых, сам масштаб спроса стал просто невообразимым. В 2020 году, когда Covid начал сворачивать предприятия «обычного» бизнеса, индустрия чипов уже ожидала подъема. По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности, мировые продажи чипов упали на 12 процентов в 2019 году. Но в декабре 2019 года эксперты спрогнозировали, что мировые продажи вырастут на 5,9 процентов в 2020 году и на 6,3 процента в 2021 году.

Фактически, последние данные показывают, что продажи выросли на 29,7 процентов в период с августа 2020 года по август 2021 года. Спрос обусловлен такими технологиями, как облачные вычисления и 5G, а также растущим использованием чипов во всех видах продукции, от автомобилей до бытовой техники.

В то же время введенные США санкции в отношении китайских компаний, таких как Huawei, ведущего производителя смартфонов и сетевого оборудования, побудили некоторые китайские фирмы начать увеличивать объемы своих поставок.

«Всплеск спроса на высокотехнологичные продукты, вызванный работой на дому, переходом к электронной коммерции и т.п., все еще продолжается, и это ставит многих врасплох» – говорит Дэвид Йоффи, профессор Гарвардской школы бизнеса, который ранее входил в совет директоров Intel. «Производители чипов не осознавали масштабы устойчивого спроса примерно год назад, но они не могут потратить ни копейки. Новые заводы по производству микросхем стоят миллиарды долларов, а на их строительство и оснащение уходят годы. К тому же оно стало намного дороже и сложнее».

На этой неделе Sony и тайваньская компания по производству полупроводников (TSMC), крупнейший в мире производитель чипов, сообщили, что они инвестировали $7 млрд, чтобы увеличить объемы поставок, но это произойдет не раньше конца 2024 года. Корпорация Intel сделала вложение в несколько передовых новых фабрик, но они тоже не появятся раньше 2024 года.

Дэвид Йоффи отмечает, что только одна компания, ASML из Нидерландов, производит машины для литографии с экстремальным ультрафиолетовым излучением, необходимые для изготовления передовых чипов, но им не удается делать это достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос.

Другая проблема заключается в том, что не все чипы создаются одинаковыми.

Простые компоненты – интегральные схемы управления питанием, микроконтроллеры и датчики – стали ключевыми. Эти устройства намного проще, чем процессоры и графические процессоры, используемые в смартфонах и игровых автоматах, и изготавливаются с использованием более старых методов производства, что не так сложно. Но они есть практически в каждом электронном продукте, от микроволновых печей до медицинских приборов и игрушек.

«Интегральная схема с управлением питанием, используемая во многих продуктах, которая когда-то стоила 1 доллар, теперь может продаваться за 150 долларов» –  говорит Джош Пуччи, вице-президент Sourceability, который сопоставляет спрос на электронные компоненты с предложением. IC Insights сообщает, что сроки поставки таких компонентов увеличились с 4-8 недель до 24-52. Нехватка этих устройств повышает спрос на труднодоступное старое оборудование для производства микросхем.

По оценкам Gartner, полупроводниковые литейные заводы работали на 95,6 процентов своей мощности во втором квартале 2021 года по сравнению с 76,5 процентов во втором квартале 2019 года. Гаурав Гупта, аналитик Gartner, говорит, что это фактически означает, что мощности заводов исчерпаны, поскольку для технического обслуживания требуется некоторое время простоя.

Том Колфилд, генеральный директор чипмейкера GlobalFoundries, заявил в октябре, что его компания была распродана до 2023 года. Финансовый директор компании Analog Devices, которая производит некоторые компоненты, пользующиеся наибольшим спросом, в августе сообщил инвесторам, что портфель заказов его компании в то время растянулся на следующий финансовый год, который начался в этом месяце.

Часть проблем для производителей микросхем заключается в том, что некоторые клиенты могут делать «двойные заказы» или покупать больше компонентов, чем им требуется, имитируя скупщиков туалетной бумаги в начале пандемии. «Эта ситуация вдобавок усугубляется нехваткой рабочих мест», – утверждает Вилли Ши, профессор Гарварда, изучающий производство и глобальные цепочки поставок.

Аналитики говорят, что компании, производящие эти чипы, могут неохотно инвестировать в новые заводы, потому что чипы приносят небольшую прибыль, а отрасль, как известно, циклична резкими скачками спроса, за которыми следует резкое снижение. Они опасаются будущего избытка чипов, что приведет к снижению цен.

«Если вы посмотрите на историю полупроводниковой промышленности, то увидите скачки прибыльности и цен, за которыми следуют впечатляющие циклы спада»,  –говорит Йоффи из Гарвардской школы бизнеса. «Чего мы просто не знаем, так это того, продолжится ли этот рост спроса».

В настоящее время разрабатывается много новых мощностей для производства микросхем, но большая часть из них пойдет на передовые чипы. В январе Gartner опубликовала отчет, в котором прогнозируется, что производители чипов вложат 146 миллиардов долларов в новые мощности в этом году, что на 50 процентов больше, чем в 2019 году; но лишь небольшая доля будет приходиться на старые чипы.

Теоретически, увеличение мощностей для передовых чипов должно освободить некоторые заводы для производства более старых компонентов, но не тогда, когда спрос превышает предложение. Компании недавно начали инвестировать в новые мощности для производства старых полупроводников, но только после того, как потребовали от клиентов выполнить заказы на два года, – сообщает Пуччи из Sourceability.

Нагрузка, оказываемая на эти компоненты и на производящую их цепочку поставок, очевидна из того, что имелись такие проблемы, как нехватка воды на Тайване и экстремальные погодные условия в Техасе.

«Мы говорим о Covid так, будто он в прошлом», – считает Гэд Аллон, профессор Уортонской школы бизнеса Пенсильванского университета. «Но это далеко не так, если вспомнить о реалиях цепочек поставок».