Ve světle pandemie zablokovaly nedostatek a problémy s dodavatelským řetězcem prakticky všechna odvětví, od výroby po dopravu.Jedním z hlavních ovlivněných produktů jsou polovodiče, něco, co používáte celý den, i když si to neuvědomujete.I když je snadné ignorovat tato průmyslová škytavka, nedostatek polovodičů vás ovlivňuje více způsoby, než byste čekali.
Co je to polovodič a jak se vyrábí?
Polovodiče, také známé jako čipy nebo mikročipy, jsou malé kousky elektroniky, které v sobě obsahují miliardy tranzistorů.Tranzistory umožňují nebo znemožňují průchod elektronů.Čipy se nacházejí v tisících produktů, jako jsou telefony, myčky nádobí, lékařské vybavení, kosmické lodě a auta.Fungují jako „mozek“ naší elektroniky tím, že spouští software, manipulují s daty a řídí funkce.
Výroba jednoho čipu stráví více než tři měsíce ve výrobě, zahrnuje více než tisíc kroků a vyžaduje obří továrny, bezprašné místnosti, stroje za miliony, roztavený cín a lasery.Tento proces je extrémně zdlouhavý a nákladný.Například, aby bylo vůbec možné umístit křemík do stroje na výrobu čipů, je zapotřebí čistý prostor – tak čistý, že smítko prachu může způsobit miliony dolarů zbytečného úsilí.Továrny na výrobu čipů běží 24 hodin denně, 7 dní v týdnu a stavba továrny na základní úrovni stojí asi 15 miliard dolarů kvůli potřebnému specializovanému vybavení.Aby se vyhnuli ztrátě peněz, musí výrobci čipů generovat zisk 3 miliardy dolarů z každého závodu.
Polovodičová čistá místnost s ochranným LED oranžovým světlem.Fotografický kredit: REUTERS
Proč je nedostatek?
Mnoho faktorů za poslední rok a půl způsobilo tento nedostatek.Složitý a nákladný proces výroby čipů je jednou z hlavních příčin nedostatku.Výsledkem je, že na světě není mnoho závodů na výrobu čipů, takže problém v jedné továrně způsobuje vlnový efekt v celém odvětví.
Největší příčinu nedostatku však lze připsat pandemii COVID-19.Za prvé, mnoho továren se na začátku pandemie zavřelo, což znamenalo, že zásoby potřebné pro výrobu čipů byly několik měsíců nedostupné.Mnoho průmyslových odvětví zapojených do čipů, jako je lodní doprava, výroba a doprava, také čelilo nedostatku pracovních sil.Navíc více spotřebitelů požadovalo elektroniku ve světle opatření zůstat doma a pracovat z domova, což způsobilo hromadění objednávek vyžadujících čipy.
Kromě toho COVID způsobil, že asijské přístavy byly na několik měsíců uzavřeny.Vzhledem k tomu, že 90 % světové elektroniky prochází čínským přístavem Yantian, způsobilo toto uzavření obrovský problém při přepravě elektroniky a dílů potřebných pro výrobu čipů.
Následky požáru Renesas.Fotografický kredit: BBC
Pokud by všechny problémy související s COVID nestačily, produkci také brzdily různé problémy s počasím.Japonský závod Renesas, který vyrábí asi 1/3 čipů používaných v autech, byl vážně poškozen požárem v březnu 2021 a provoz se vrátil k normálu až v červenci.Zimní bouře v Texasu na konci roku 2020 donutily některé z již tak malého počtu amerických závodů na výrobu čipů zastavit výrobu.A konečně, velká sucha na Tchaj-wanu, který je přední zemí ve výrobě čipů, na začátku roku 2021 způsobila zpomalení výroby, protože výroba čipů vyžaduje velké množství vody.
Jak na vás nedostatek působí?
Naprosté množství spotřebních produktů, které obsahují polovodičové čipy používané každý den, objasňuje závažnost nedostatku.Ceny zařízení pravděpodobně porostou a ostatní produkty budou mít zpoždění.Existují odhady, že američtí výrobci letos vyrobí minimálně o 1,5 až 5 milionů aut méně.Nissan například oznámil, že kvůli nedostatku čipů vyrobí o 500 000 vozů méně.General Motors dokonce počátkem roku 2021 dočasně uzavřel všechny tři své severoamerické závody a zaparkoval tisíce vozidel, která jsou dokončena s výjimkou potřebných čipů.
General Motors se zastavil kvůli nedostatku polovodičů
Fotografický kredit: GM
Společnosti spotřební elektroniky hromadily čipy na začátku pandemie z opatrnosti.V červenci však generální ředitel společnosti Apple Tim Cook oznámil, že nedostatek čipu pravděpodobně zdrží výrobu iPhone a již ovlivnil prodeje iPadů a Maců.Sony podobně uznalo, že nemůže držet krok s poptávkou po nové PS5.
Nákup domácích spotřebičů, jako jsou mikrovlnné trouby, myčky nádobí a pračky, již bylo obtížnější.Mnoho společností vyrábějících domácí spotřebiče, jako je Electrolux, nemůže uspokojit poptávku po všech svých produktech.Inteligentní domácí spotřebiče, jako jsou videozvonky, jsou stejně ohroženy.
Vzhledem k tomu, že se blíží období dovolených, je třeba dávat pozor, abychom neočekávali širokou škálu elektronických možností, na které jsme zvyklí v typických letech – varování „není skladem“ mohou být stále častější.Existuje nutkání plánovat dopředu a neočekávat, že si produkty objednáte a obdržíte okamžitě.
Jaká je budoucnost nedostatku?
S nedostatkem polovodičů je světlo na konci tunelu.Za prvé, zavírání továren na COVID-19 a nedostatek pracovních sil se začínají zmírňovat.Velké společnosti jako TSMC a Samsung se také zavázaly společně investovat miliardy dolarů do kapacity pro dodavatelský řetězec a pobídek pro výrobce čipů.
Hlavním poznatkem z tohoto nedostatku je skutečnost, že se musí snížit závislost na Tchaj-wanu a Jižní Koreji.V současné době Amerika vyrábí pouze asi 10 % čipů, které používá, což zvyšuje náklady na dopravu a čas s čipy ze zámoří.K vyřešení tohoto problému se Joe Biden zavázal, že podpoří sektor polovodičů prostřednictvím zákona o financování technologií, který byl představen v červnu a který věnuje 52 miliard dolarů na výrobu čipů v USA.Intel utrácí 20 miliard dolarů za dvě nové továrny v Arizoně.Vojenský a vesmírný výrobce polovodičů CAES očekává, že během příštího roku výrazně rozšíří svou pracovní sílu, s důrazem na získávání čipů také z amerických závodů.
Tento nedostatek šokoval průmysl, ale také jej upozornil na budoucí problémy se zvýšenou poptávkou po položkách, které vyžadují mnoho polovodičů, jako jsou chytré domy a elektrická vozidla.Doufejme, že bude dbát na jakési varování pro průmysl výroby čipů a zabrání budoucím problémům tohoto kalibru.
Chcete-li odhalit více o výrobě polovodičů, streamujte pořad Tomorrow's World Today's „Semiconductors in Space“ na SCIGo a Discovery GO.
Prozkoumejte svět výroby a objevte vědu za horskými dráhami, to, co potřebujete vědět o elektronické recyklaci, a nahlédněte do budoucnosti těžby.
Čas odeslání: 28. července 2022