:quality(85))
CEO Intel, Pat Gelsinger, zasugerował, że niedobory chipów potrwają do 2024 roku. Wskazuje on, że wynika to częściowo z ograniczonej zdolności branży do zaspokojenia popytu na nowe produkty, które powstają na nowych liniach produkcyjnych, a nie tylko na istniejących.
Zgodnie z raportem McKinsey, nawet przy pełnym wykorzystaniu mocy produkcyjnych fabryk, zaspokojenie popytu rynkowego jest trudne, co skutkuje czasem realizacji produktów wynoszącym sześć miesięcy lub dłużej.
Raport wyjaśnia dalej, że w innych branżach niedobory prowadzą zazwyczaj do zwiększenia produkcji przez producentów, jednak w branży półprzewodników nie jest to takie proste. Budowa fabryk oraz zwiększanie mocy produkcyjnych dla półprzewodników są niezwykle kosztowne i czasochłonne — często wymagają roku na znaczące zwiększenie produkcji lub ponad trzech lat na budowę nowego zakładu — co utrudnia szybkie zwiększenie podaży chipów.
Kolejnym czynnikiem odpowiadającym za niedobory są inicjatywy podejmowane przez foundry w celu zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na mniejsze, zaawansowane węzły technologiczne w rozwijających się sektorach, takich jak sztuczna inteligencja/uczenie maszynowe, telefony komórkowe, wysokowydajne przetwarzanie oraz kryptowaluty.
Od kilkudziesięciu lat zapotrzebowanie na mniejsze i szybsze komponenty powoduje, że liczba tranzystorów w chipie podwaja się mniej więcej co dwa lata, co wiąże się z potrzebą ciągłego zmniejszania rozmiaru węzłów technologicznych. W rezultacie producenci koncentrują się na produkcji czołowych chipów i inwestują w maszyny niezbędne do ich wytwarzania. Skupiają swoje linie produkcyjne oraz moce wytwórcze na wytwarzaniu komponentów o mniejszych rozmiarach węzłów, niezbędnych do spełnienia zapotrzebowania konsumentów na zaawansowane CPU, GPU oraz mobilne SoC.
TSMC na przykład niedawno ogłosiło, że do 2025 roku rozpocznie produkcję zaawansowanych procesorów w technologii 2-nanometrowej.
Jednak znaczenie wielkości węzła różni się w zależności od sektora i branży oraz istnieją setki urządzeń produkowanych na dojrzałych lub wyspecjalizowanych procesach technologicznych. Za dojrzałe węzły technologiczne uznaje się zwykle te na poziomie 40 nm i powyżej, wymagające starszych technologii produkcyjnych. Większe węzły często znajdują zastosowanie dzięki swoim specyficznym właściwościom, takim jak szybkie przełączanie. Przemysł motoryzacyjny zużywa dużą ilość takich komponentów, m.in. sterowników LCD oraz układów zarządzania zasilaniem.
W miarę jak foundry koncentrowały procesy i technologie wytwórcze na zaspokojeniu popytu ze strony sektora komputerowego i urządzeń inteligentnych, zapotrzebowanie na półprzewodniki w branży motoryzacyjnej gwałtownie wzrosło, wywołując globalny kryzys w dostawach chipów. Według firmy analitycznej IDC jednym z kluczowych ograniczeń podaży półprzewodników były dojrzałe węzły technologiczne.
Raport podaje, że około 67% półprzewodników wyprodukowanych w 2021 roku korzystało z dojrzałych węzłów technologicznych, a nie z zaawansowanych, które definiowane są jako 16 nm lub mniej.
Mimo że popyt na wybrane dojrzałe węzły jest wyższy niż średnia, głównie ze względu na ich kluczową rolę w motoryzacji, inwestycje kapitałowe w segmencie foundry kierowane są głównie na nowe technologie, a produkcja w dojrzałych procesach technologicznych otrzymuje jedynie ograniczone nakłady.
W miarę jak branża uświadamia sobie złożoność problemu niedoborów chipów, strategie są modyfikowane, aby sprostać długoterminowym prognozom zapotrzebowania na półprzewodniki. Przykładowo TSMC ujawniło, że do 2025 roku zwiększy moce produkcyjne dla dojrzałych i wyspecjalizowanych węzłów technologicznych o około 50%.
Tymczasem niestabilność w łańcuchu dostaw półprzewodników utrzymuje się, a zwiększone czynniki ryzyka zewnętrznego, takie jak klęski żywiołowe oraz zawirowania geopolityczne, dodatkowo nasilają zmienność.
