Если вы в последнее время ходили по магазинам в поисках новой машины, стиральной машины, игровой приставки или любого другого предмета, вы, вероятно, обнаружили, что то, что вам нужно, намного дороже, чем было раньше, и становится все труднее найти. Ценники на некоторые высококачественные телевизоры, например, выросли почти на 30 процентов с этого времени в прошлом году, как недавно сообщал Wired . Новые автомобили настолько дефицитны, что стоимость подержанных автомобилей стремительно растет, до такой степени, что цена Saturn, бренда, который не существует более десяти лет, выросла более чем на 26 процентов по сравнению с прошлым годом, согласно данным Драйв .
Так что с этим? У всех этих продуктов есть что-то общее - они содержат полупроводники . Также называемые микрочипами или интегральными схемами, они стали жизненно важным компонентом интеллектуальных устройств в нашем современном мире, позволяя совершать бесчисленные чудеса, которые, как мы ожидаем, будут совершать наши владения. И прямо сейчас, в результате разрушительного воздействия COVID-19 на полупроводниковые заводы в Азии и вызванного пандемией искажения потребительского спроса, которое застало американских производителей врасплох, полупроводников не хватает.
И кризис, скорее всего, усугубится, прежде чем он станет лучше. Глобальная маркетинговая и консалтинговая компания Gartner недавно прогнозировала, что нехватка полупроводников во всем мире сохранится до конца этого года и что нормальные уровни поставок не будут доступны до второго квартала 2022 года.
«Посудомоечные машины, термостаты, пылесосы, кофеварки и автомобили - во всем есть электроника», - объясняет Роб Хэндфилд . Он является выдающимся профессором управления цепочками поставок Университета Банка Америки в Государственном университете Северной Каролины и директором школьного кооператива Supply Chain Resource Cooperative , который изучает и работает над улучшением потока продуктов в различных отраслях.
Наиболее очевидной причиной дефицита стали сбои, вызванные за последние полтора года COVID-19. Три четверти мировых производственных мощностей по производству полупроводников приходится на Восточную Азию, и на раннем этапе пандемия вынудила несколько стран временно закрыть заводы по производству полупроводников вместе с другими предприятиями, хотя другие, такие как Китай, считали рабочую силу полупроводниковой основные работники, как сообщает BBC News . Пандемия также помешала международной доставке электроники. А недавно новый всплеск заражения COVID-19 на Тайване, одном из основных мировых источников полупроводников, угрожает помешать производству в то время, когда это необходимо больше, чем когда-либо.
Нехватка полупроводников возникла в то время, когда изоляция от пандемии вынуждала миллионы людей оставаться дома, работать и играть удаленно. Это стимулировало тягу потребителей к электронике. По словам Хэндфилда, ожидая спада на рынке, производители полупроводников не инвестировали в дополнительные мощности. Когда вместо этого спрос резко вырос, литейные предприятия - «фабрики» на промышленном жаргоне - не были готовы его удовлетворить. McKinsey и компании Анализ показывает , что полупроводниковые производители использовали 88 процентов мощности своих растений в 2020 году, которая не оставляет места для быстро нарастить производство по требованию встретиться.
В результате, по словам Хэндфилда, время, необходимое для выполнения заказов на некоторых заводах, сократилось с обычных 12 недель до 20-22 недель. «Когда вы их заказываете, вы не увидите их почти полгода», - объясняет он.
Между тем просчитались и производители, которым нужны полупроводники в качестве компонентов. Некоторые из самых больших проблем ощущались в автомобильном секторе. Сегодняшние автомобили и внедорожники зависят от компьютеров, которые регулируют все, от подачи топлива в цилиндры до тормозов и рулевого управления, и, согласно недавней статье New York Times , высококлассный автомобиль может содержать 3000 и более микрочипов.
Когда прошлой весной разразилась пандемия, большинство автопроизводителей снизили свои прогнозы, объясняет Брент Б. Мориц , доцент кафедры управления цепочками поставок Школы бизнеса Smeal при Университете Пенсильвании . Вместо этого «спрос на легковые и грузовые автомобили выше, чем ожидалось», - поясняет Мориц в электронном письме. «Многие люди, которые полагались на общественный транспорт или поездки на совместное пользование, хотят иметь собственные машины».
По словам Морица, пожар, произошедший этой весной у крупного японского поставщика микросхем и электронных модулей для нескольких крупных автопроизводителей, усугубил дефицит в автомобильной промышленности, хотя завод снова приближается к полному производству.
Устранить проблему будет непросто. Производство полупроводников, которое может включать в себя травление до 20 слоев схемной схемы на крошечный кусок кремния, является сложным процессом, как объясняется в этом FAQ от Ассоциации полупроводниковой промышленности , торговой группы из Вашингтона, округ Колумбия. (Вот более подробная информация о том, почему так сложно быстро наращивать производство.) По словам Хэндфилда, строительство заводов, необходимых для выполнения этих задач, может занять от двух до трех лет.
Сенат США недавно принял закон, призванный укрепить способность технологического сектора США конкурировать с Китаем, который предоставит отечественным производителям полупроводников субсидии в размере 52 млрд долларов на исследования и разработки, а также производство, сообщает CNBC .
Этот закон, за который еще предстоит проголосовать в Палате представителей, будет стимулировать производство микросхем в США, на которое сегодня приходится только 12 процентов мировых мощностей, по сравнению с 37 процентами в 1990 году.) увеличение предложения полупроводников американского производства. Но это не окажет немедленного влияния на сегодняшнюю нехватку.
«Сейчас много говорят о том, чтобы вернуть производство чипов в США, но это не значит, что вы можете просто построить завод и начать производить чипы», - объясняет Хэндфилд. Производители полупроводников также нуждаются в собственных цепочках поставок. Хэндфилд приводит в пример одного крупного азиатского производителя, имеющего 2500 различных поставщиков.
«Маловероятно, что мы сможем воссоздать это в одночасье», - говорит Хэндфилд.
Между тем, по мере того, как пандемия в США отступает из-за вакцин, спрос на полупроводники и связанный с этим дефицит могут стать еще более ужасными.
"Сочетание стимулирующих фондов и того факта, что люди не тратили деньги на другие вещи, такие как отпуск, авиаперелеты, обеды в ресторанах, привело к тому, что люди захотели тратить на потребительские товары, в которых используются чипы, такие как новые компьютеры, мониторы, планшеты и всевозможную бытовую электронику, - объясняет Мориц. «Это создает дополнительную нагрузку на цепочку поставок».
Заглядывая в будущее, "мы будем использовать полупроводники все шире", - говорит Моррис А. Коэн , профессор производства и логистики Panasonic в школе Wharton при Пенсильванском университете. «Добавление производственных мощностей обходится дорого и занимает много времени. По мере того как мы встраиваем больше интеллекта и вычислительной мощности в продукты и услуги, проблема согласования спроса и предложения должна становиться еще более сложной».
Но с другой стороны, Мориц ожидает, что автопроизводители и другие производители извлекут уроки из кризиса и научатся избегать инцидентов в будущем.
«Вероятно, самая крупная инновация, которая может помочь прямо сейчас, - это повышение устойчивости цепочки поставок», - говорит Мориц. «Автомобильная промышленность была известна сокращением запасов, но в этих обстоятельствах стремление к эффективности и низкие запасы привели к дефициту. Конечно, запасы - не единственный способ повысить устойчивость, но при этом иметь свободные мощности, гибкость и хорошие отношения с поставщиками. может помочь смягчить будущий дефицит. Я ожидаю, что автомобильная промышленность будет относиться к полупроводникам более стратегически, чем как к товару, но такое мышление трудно сломать ».
Вот это интересно
Одна из проблем, которая усугубляет нехватку полупроводников, заключается в том, что для многих целей требуются специализированные микросхемы, что затрудняет настройку производства для удовлетворения резкого роста спроса на определенные продукты. Хэндфилд говорит, что одним из возможных ответов на эту проблему является разработка настраиваемых микросхем, состоящих из компонентов, которые можно собирать разными способами. Он предупреждает, что эта концепция «еще не реализована ни на каком уровне».
