„Koniec je v nedohľadne“: všetko, čo treba vedieť o veľkom nedostatku mikročipov
Od konca minulého roka existuje vážny nedostatok mikročipov, ktorý teraz ovplyvňuje priemyselné odvetvia na celom svete
Aký veľký je nedostatok? Nikdy som nič podobné nevidel, napísal Elon Musk z Tesly minulý mesiac na Twitteri. Od konca roku 2020 svet čelí neočakávanému nedostatku mikročipov – maličkých integrovaných obvodov, ktoré sa v súčasnosti nachádzajú prakticky v každom vyrobenom zariadení s batériou alebo zástrčkou – od hriankovačov cez televízory až po airbagy až po stíhačky.
Tento nedostatok sa prvýkrát prejavil v sofistikovanej spotrebnej elektronike: herné konzoly ako PlayStation 5 a nový Xbox mali veľké nevybavené objednávky; ceny počítačových grafických kariet prudko vzrástli. Ale keďže sú polovodičové čipy také všadeprítomné, ovplyvnilo to veľké množstvo priemyselných odvetví.
Automobilový priemysel bol zasiahnutý najviac zo všetkých. Moderné autá môžu ľahko obsahovať 3 000 čipov a nedostatok spomalil montážne linky vozidiel po celom svete: globálna produkcia tento rok klesne o štyri milióny áut, takmer o 5 %.
prečo sa to deje?
V najlepších časoch je ťažké udržiavať dodávateľské reťazce čipov: je to odvetvie náchylné na prebytok a nedostatok. Závody na výrobu pokročilých čipov patria medzi najkomplexnejšie výrobné zariadenia na svete, ktorých výstavba stojí desiatky miliárd dolárov. Lasery tlačia miliardy tranzistorov na malé oblasti kremíkových plátkov; premena veľkého kremíkového plátku na použiteľnú dávku čipov môže trvať tri až štyri mesiace.
Priemysel má teda tendenciu kolísať medzi nedostatočnou a nadmernou ponukou, v ekonómovom cykle: podobne ako v prípade chovných ošípaných, aj tu dochádza k oneskoreniam vo výrobe. Výrobcovia investujú, keď sú ceny vysoké, a keď sa konečne dostanú do prevádzky, zistia, že im zostáva príliš veľká kapacita. V súčasnosti je však trendom v tomto odvetví nemilosrdná expanzia: zelené technológie, cloud computing, 5G, umelá inteligencia, kryptomena, robotika – všetky tieto oblasti rastu požierajú čipy. A pandémia pomohla vytvoriť dokonalú búrku.
Aký vplyv mala pandémia?
Dočasne zatvorila mnoho fabrík. Veľký nárast práce z domu a zvýšený dopyt po domácej zábave zároveň vyvolali prudký nárast dopytu po elektronike. Predaj osobných počítačov vlani vzrástol o 13 %. Len v New Yorku kúpilo ministerstvo školstva 350 000 iPadov. Videohovory znamenali, že dátové centrá potrebovali väčšiu kapacitu.
A počas najhoršej pandémie nákupy áut prudko klesli. Takže kým elektronické spoločnosti skúpili všetky dostupné výrobné kapacity, automobilky ich objednávky zrušili. Ale neskôr, keď boli automobilky pripravené opäť zvýšiť produkciu, ocitli sa na konci frontu: továrňam na mikročipy môže trvať až šesť mesiacov, kým znovu spustia výrobu konkrétnych typov čipov.
Ako nás to ovplyvňuje?
Ponuka áut na predaj bude kvôli nedostatku koncom tohto roka obmedzená, varoval minulý týždeň popredný britský predajca motorov Pendragon. S menším počtom áut na predaj ceny stúpnu; a prémiové elektronické funkcie, ako sú navigačné systémy alebo prídavné obrazovky, sa upúšťajú, aby sa ešte viac rozšírila ponuka čipov.
V elektronike sa obchodné ceny počítačovej pamäte od začiatku roka 2020 zvýšili približne o 30 %, čím sa zvýšili náklady na položky, ako sú notebooky a tlačiarne. Spoločnosť HP zvýšila spotrebiteľské ceny počítačov o 8 % a tlačiarní o viac ako 20 % za rok. Zdá sa, že ceny televízorov, smartfónov a domácich spotrebičov tiež porastú. Nedostatok čipov znepokojuje aj vlády.
Prečo sa vlády obávajú?
Čipy sú teraz takou kľúčovou zložkou v mnohých strategických technológiách – od obranných systémov cez kybernetickú bezpečnosť až po obnoviteľnú energiu –, že ich výroba sa stala veľkou geopolitickou otázkou: politici tvrdia, že čipy sú novou ropou. Boli vynájdené v USA a veľká časť špičkového dizajnu sa tam stále odohráva, ale približne 80 % výroby sa v súčasnosti uskutočňuje v Ázii, pretože náklady sú nižšie: väčšinou na Taiwane, v Južnej Kórei a Číne.
Najväčším svetovým výrobcom podľa objemu je TSMC na Taiwane. Intel so sídlom v Kalifornii je podľa príjmov najväčší. Spolu s juhokórejským Samsungom tieto spoločnosti dominujú špičkovým špecializovaným čipom. Čína je však v pozícii stať sa najväčším výrobcom do roku 2030: jej najnovší päťročný plán stanovuje cieľ pokryť 70 % jej potrieb v oblasti polovodičov do roku 2025. Európa predstavuje menej ako 10 % celosvetovej výroby čipov.
Joe Biden drží mikročip počas stretnutia s členmi Snemovne reprezentantov a Senátu o narušeniach dodávateľského reťazca v dôsledku koronavírusu v Oválnej pracovni vo februári 2021.
SAUL LOEB/AFP cez Getty Images
Čo s tým vlády robia?
Minulý mesiac americký Senát schválil zákon o inováciách a hospodárskej súťaži, zákon vo výške 250 miliárd dolárov určený na podporu výroby polovodičov v USA spolu s vedeckým výskumom a ďalšími strategickými technológiami.
V marci Európska komisia stanovila ambiciózny plán na zvýšenie svojho podielu na globálnom trhu s polovodičmi na 20 % do roku 2030 a vyčlenila 160 miliárd dolárov zo svojho fondu na obnovu Covid na technologické projekty. Spojené kráľovstvo má už dlho silné zastúpenie v oblasti dizajnu v tomto odvetví, ale len málo výrobcov; Newport Wafer Fab, najväčší britský výrobca čipov, bol získaný spoločnosťou Nexperia, čínskou spoločnosťou.
Ako dlho bude nedostatok trvať?
Koniec je v nedohľadne. Výkonný riaditeľ spoločnosti Intel, Pat Gelsinger, povedal, že si myslí, že by to mohlo trvať dva roky, kým sa výroba dokáže rozbehnúť. Nedostatok bude pravdepodobne niekoľko rokov pokračovať, povedal začiatkom roka Michael Dell, generálny riaditeľ spoločnosti Dell Technologies. Spoločnosti ako TSMC, Samsung a Intel veľa investujú.
Ale aj keď sa továrne na výrobu čipov stavajú po celom svete, chce to čas, hovorí Dell. Mnoho spoločností skúma svoje dodávateľské reťazce: Tesla zvažuje priamy nákup závodu na čipy. Odvetvie špičkových technológií sa pravdepodobne najskôr zotaví koncom tohto roka. Autám a domácim spotrebičom, ktoré používajú lacnejšie, staršie čipy, to bude trvať dlhšie: pre výrobcov nie sú také ziskové, takže nie sú impulzom k investíciám. Oneskorenia produktov a nedostatok dielov budú ešte nejaký čas trvať.
Triumf mikročipu
Mikročip je súbor niekoľkých stoviek až desiatok miliárd malých obvodov na malej kremíkovej doštičke. Kremík je polovodič – môže viesť elektrinu alebo ju môže obsahovať. Na čipe sú kremíkové tranzistory miniatúrne spínače, ktoré možno zapínať a vypínať elektronickými signálmi. Počítače bežia pomocou binárneho kódu. Tranzistory to odrážajú: číslice 1 a 0 použité v binárnom systéme predstavujú stavy zapnutia a vypnutia tranzistora. Úlohou čipu je v podstate presúvať elektróny spôsobom predpísaným počítačovým kódom. Všetky údaje v počítačoch – čísla, obrázky, hudba, obrázky – sa ukladajú a spracúvajú týmto spôsobom.
Zamestnanci japonského výrobcu mikroprocesorov Renesas Electronics v júni 2021
KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images
Vynález tohto druhu tranzistora v Bell Labs v New Jersey v roku 1947 a jeho rastúca miniaturizácia sú chrbtovou kosťou modernej elektroniky. Moorov zákon, ktorý vytvoril priekopník čipov Gordon Moore, uvádza, že počet tranzistorov na čipe sa zdvojnásobí približne každé dva roky, vďaka čomu sú počítače stále výkonnejšie.
Dnešné pokročilé čipy sú závratne zložité: lasery vytlačia obvody široké len 12 nanometrov, čo je dĺžka, ktorú necht narastie za 12 sekúnd. Tranzistory sa považujú za najviac vyrábané položky vo svetovej histórii. Počet predaných mikročipov na celom svete v apríli dosiahol rekordných takmer 100 miliárd.
The Week Unwrapped: Móda na prenájom, nedostatok čipov a eutanázia
Na odber The Week Unwrapped sa môžete prihlásiť na Globálny hráč , Apple podcasty , SoundCloud alebo kdekoľvek dostanete svoje podcasty.
