O CEO da Intel, Pat Gelsinger afirmou que a escassez de chips deve durar até 2024. Ele continua explicando que isso ocorre, em parte, devido à capacidade do setor em atender à demanda por novos produtos que estão sendo fabricados em novas linhas e não somente nas já existentes.
De acordo com um relatório da McKinsey, mesmo com as fábricas operando em plena capacidade, atender à demanda do mercado tem sido difícil, resultando em prazos de entrega para produtos de seis meses ou mais.
O relatório ainda explica que, geralmente, caso haja escassez em outros setores, os fabricantes respondem aumentando a produção do produto. No entanto, no setor de semicondutores, não é tão simples. A construção de fábricas e a ampliação da produção são extremamente caras e demoradas—normalmente exigindo um ano para uma expansão significativa ou mais de três anos para construir uma nova planta—o que dificulta o aumento rápido dos volumes de semicondutores.
Outro fator que contribui para a escassez é a iniciativa das foundries em atender à demanda por nós avançados menores em setores em crescimento como IA/aprendizado de máquina, celulares, computação de alto desempenho e criptomoedas.
Nas últimas décadas, a necessidade por componentes menores e mais rápidos fez com que a quantidade de transistores em um chip dobrasse aproximadamente a cada dois anos, demandando a redução do tamanho dos nós tecnológicos. Como resultado, os fabricantes têm focado na produção de chips de última geração e investido nas máquinas necessárias para produzi-los. Com isso, concentram suas linhas e capacidade produtiva na fabricação de componentes de nós menores, para atender à demanda do consumidor por CPUs, GPUs e SoCs móveis avançados.
A TSMC, por exemplo, anunciou recentemente que começará a produzir processadores avançados de 2 nanômetros até 2025.
Mas a importância do tamanho do nó varia conforme o setor e a aplicação tecnológica, e há centenas de dispositivos fabricados com tecnologias de processo maduras ou especializadas. Nós de processo maduros são geralmente definidos como 40nm ou mais e exigem processos de fabricação mais antigos. Nós maiores muitas vezes são adequados por conta de características específicas, como chaveamento rápido. A indústria automotiva é uma grande consumidora desses componentes, como drivers de LCD e controladores de gerenciamento de energia.
Enquanto as foundries direcionaram seus processos e produção de tecnologia para atender à demanda de diversos dispositivos inteligentes e de computação, a necessidade de semicondutores para a indústria automotiva explodiu, desencadeando uma crise global de fornecimento de chips. Segundo a empresa de pesquisa IDC, um dos principais gargalos de fornecimento de semicondutores tem sido justamente em nós de processo maduros.
O relatório ainda destaca que aproximadamente 67% dos semicondutores produzidos em 2021 utilizaram nós de processo maduros, em vez de nós de ponta, que são definidos como 16nm ou menos.
Embora a demanda por determinados nós maduros seja superior à média, principalmente por serem componentes críticos nos automóveis, o investimento de capital no mercado de foundry tende a focar em tecnologia nova, enquanto a fabricação com processos maduros recebe investimentos limitados.
À medida que o setor toma consciência das nuances envolvendo a escassez de chips, as estratégias estão mudando para atender a demandas futuras de semicondutores. A TSMC, por exemplo, divulgou que irá expandir sua capacidade de produção para nós maduros e especializados em cerca de 50% até 2025.
Enquanto isso, a instabilidade na cadeia de suprimentos de semicondutores continua, com fatores de risco externos, como desastres naturais e questões geopolíticas, aumentando ainda mais a volatilidade.