Çip Kıtlıkları ve Teknoloji Düğümleri

Yarı iletkenler için başlıca tedarik kısıtlarından biri, olgun üretim süreçlerindeki düğümlerde yaşanmaktadır.

Çip Kıtlıkları ve Teknoloji Düğümleri

Intel CEO’su Pat Gelsinger, çip tedarik darboğazlarının 2024’e kadar süreceğini öngörüyor. Gelsinger’a göre, bu durumun sebeplerinden biri de sektörün yeni üretim hatlarında geliştirilen ürünlere olan talebi karşılamada yaşadığı zorluklar; ihtiyaç sadece mevcut hatlara bağlı değil.

McKinsey tarafından hazırlanan bir rapora göre, fabrikalar tam kapasitede çalışsa bile, pazar talebini karşılamak güçleşiyor, bu da ürünlerin teslim süresinin altı aya veya daha fazlasına çıkmasına yol açıyor.

Rapor ayrıca, genellikle başka sektörlerde tedarik sıkıntısı yaşandığında üreticiler ürün çıktısını artırır. Ancak yarı iletken sektöründe durum bu kadar basit değildir. Çip üretim tesislerinin (fab) inşası ve üretim kapasitesinin artırılması oldukça pahalı ve zaman alıcıdır—anlamlı bir büyüme için genellikle bir yıl, yeni bir tesis yapmak için ise üç yıldan fazla süre gerekebilir. Bu nedenle, yarı iletken üretim hacmini hızlıca artırmak oldukça zordur.

Tedarik darboğazlarına yol açan bir diğer neden ise dökümhanelerin, yapay zeka/makine öğrenimi, cep telefonu, yüksek performanslı bilgi işlem ve kripto para gibi büyüyen sektörlerde ihtiyaç duyulan daha küçük ve ileri düzey nodlara odaklanma girişimidir.

Son birkaç on yılda, daha küçük ve daha hızlı komponentlere olan ihtiyaç nedeniyle bir çip üzerindeki transistör sayısı yaklaşık iki yılda bir ikiye katlandı. Bu da teknoloji nodlarının boyutunun küçülmesini gerektirdi. Sonuç olarak üreticiler, ileri teknoloji çip üretimine odaklandı ve bu ürünleri imal etmek için gerekli makinelere yatırım yaptı. Tüketici talebine cevap veren gelişmiş CPU, GPU, ve mobil SoC’lar için gerekli, daha küçük node boyutundaki komponentlerin imalatına ve üretim kapasitesine öncelik verildi.

Örneğin TSMC yakın zamanda, 2025 yılına kadar ileri teknoloji 2 nanometre işlemciler üreteceğini duyurdu.

Ancak node boyutunun önemi sektör ve teknolojiye göre değişiyor ve yüzlerce cihaz, olgun veya özel proses teknolojileri kullanılarak üretiliyor. Olgun proses nodları genel olarak 40 nm ve üzeri olarak tanımlanıyor ve eski üretim teknolojilerini gerektiriyor. Özellikle hızlı anahtarlama gibi bazı özelliklerinden dolayı daha büyük node’lar sıklıkla tercih edilebiliyor. Otomotiv sektörü ise LCD sürücüleri ve güç yönetim denetleyicileri gibi bu tür komponentlerin büyük bir tüketicisidir.

Dökümhaneler, çeşitli bilgi işlem ve akıllı cihazların artan talebini karşılamak için proses ve teknoloji üretimlerini bu alana yönlendirirken, otomotiv endüstrisinde yarı iletken ihtiyacı patladı ve küresel çip arzı krizine yol açtı. Araştırma şirketi IDC’ye göre, yarı iletkenlerdeki ana tedarik kısıtlarından biri olgun proses nodlarında yaşanıyor.

Rapora göre, 2021 yılında üretilen yarı iletkenlerin yaklaşık %67’si olgun proses nodu kullanıyordu; yani lider teknolojik nodlar olarak tanımlanan 16 nm ve altı yerine daha eski teknolojilere dayalıydı.

Genellikle, özgül olgun nodlara talep ortalamanın üzerinde; başlıca sebebi ise otomobillerde kritik komponentler olmaları. Ancak dökümhane sektöründe sermaye yatırımları yeni teknolojilere odaklanıyor; olgun proses teknolojisine ise sınırlı yatırım yapılıyor.

Sektör, çip darboğazlarının arkasındaki nüansların daha da farkına vardıkça, uzun vadeli yarı iletken talep öngörülerine cevap verecek yeni stratejilere yöneliyor. Örneğin, TSMC 2025’e kadar olgun ve özel node’larda üretim kapasitesini yaklaşık %50 oranında artıracağını açıkladı.

Bu arada yarı iletken tedarik zincirindeki istikrarsızlık devam ediyor; doğal afetler ve jeopolitik gibi dışsal risk faktörlerindeki artış bu dalgalanmayı iyice artırıyor.