چرا مشکل کمبود جهانی تراشه‌ها همچنان ادامه دارد؟

صنعت نیمه‌هادی جزو مهمی از مسیر پیشرفت تکنولوژی محسوب می‌شود؛ اما چرا هم‌اکنون تعداد کافی تراشه برای ادامه‌ی حرکت مسیر فناوری تولید نمی‌شود؟ با اینکه حدود دو سال از اختلالات ناشی از بیماری همه‌گیر کرونا می‌گذرد، مشکل کمبود شدید تراشه‌های کامپیوتری، مهم‌ترین اجزای گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها و محصولات بی‌شمار دیگر‌، همچنان بر تولیدکنندگان سراسر جهان تأثیر می‌گذارد.

به‌عنوان مثال، خودروسازان در ماه‌های اخیر به‌دلیل کاهش میزان فروش، مجبور شدند برخی از خطوط تولید خود را متوقف کنند؛ زیرا دیگر می‌توانند به‌اندازه‌ی کافی خودرو بسازند. این کمبود بر صنایع دیگر مثل کنسول‌های بازی و تجهیزات شبکه و حتی تجهیزات پزشکی تأثیر گذاشته است. ماه اکتبر، اپل کمبود تراشه‌ را مهم‌ترین دلیل کاهش میزان درآمد خود اعلام کرد و اینتل نیز هشدار داده است که این وضعیت احتمالا تا سال ۲۰۲۳ ادامه خواهد داشت.

به‌گزارش وب‌سایت Wired، به‌طور خلاصه زنجیره‌ی تأمین‌کنندگان صنایع نیمه‌هادی به‌ روش‌های جدیدی سوق پیدا کرده‌اند که ریشه‌ی آن‌ها عمیق و حل آن‌ها نیز دشوار است. میزان تقاضا برای تراشه‌ها با سرعت بسیار بیشتری درمقایسه‌با آنچه سازندگان تراشه‌ها می‌توانند تولید کنند، در حال افزایش است. افزایش تقاضا برای تراشه‌ها، به‌خصوص برای اجزای اساسی و درعین‌‌حال گسترده که درمعرض انواع تغییرات بزرگ قرار دارند، باعث به‌خطر‌افتادن سرمایه‌گذاری در این حوزه شده است.

برایان ماتاس، معاون تحقیقات بازار در IC Insights، درباره‌ی این موضوع گفت:

بسیار شگفت‌انگیز است که پس از توقف اقتصاد جهانی در طول دوره‌ی همه‌گیری کووید ۱۹، زنجیره‌ی تأمین تراشه‌ها برای بازگشت به حالت اولیه زمان زیادی را صرف کرده است.

در سال ۲۰۲۰ یعنی زمانی که کووید در حال گسترش بود، صنعت تراشه‌ها انتظار جهشی بزرگ را می‌کشید. طبق گزارش انجمن صنعت نیمه‌هادی، فروش تراشه‌ها در سراسر جهان در سال ۲۰۱۹ حدود ۱۲ درصد کاهش یافت؛ اما در دسامبر ۲۰۱۹، این گروه پیش‌بینی کرد فروش جهانی تراشه‌ها در سال ۲۰۲۰ حدود ۵٫۹ درصد و در سال ۲۰۲۱ حدود ۶٫۳ درصد رشد خواهد کرد.

در‌واقع، آخرین آمار نشان می‌دهد که فروش تراشه‌ها بین اوت ۲۰۲۰ تا اوت ۲۰۲۱ حدود ۲۹٫۷ درصد رشد یافته است. تقاضای فناوری‌هایی مثل رایانش ابری و 5G همراه با استفاده‌ی رو‌به‌رشد از تراشه‌ها در انواع محصولات مختلف از خودرو گرفته تا لوازم خانگی افزایش پیدا کرده است. در همان زمان، تحریم‌های آمریکا علیه شرکت‌های چینی مثل هواوی، یکی از تولیدکنندگان پیشرو در حوزه‌ی گوشی‌های هوشمند و تجهیزات شبکه، برخی از شرکت‌های چینی را بر آن داشت که تاحدممکن در عرضه‌ی محصولات خود احتکار کنند.

دیوید یوفی، استاد دانشکده‌ی بازرگانی هاروارد و عضو سابق هئیت‌مدیره‌ی اینتل، توضیح می‌دهد:

افزایش تقاضای ناشی از کار از راه‌ دور برای محصولاتی با فناوری پیشرفته و نگرانی‌های قرنطینه و تغییر به‌سمت تجارت الکترونیک، بسیاری را شگفت‌زده کرده است.

یوفی می‌گوید شرکت‌های تولیدکننده‌ی تراشه تا حدود یک سال پیش، از میزان تقاضای پایدار قدردانی نمی‌کردند؛ اما درعین‌حال امکان پرداخت پول را هم نداشتند. ساخت کارخانه‌های جدید تولید تراشه به میلیاردها دلار هزینه نیاز دارد و تجهیز این کارخانه‌ها سال‌ها به‌طول خواهد انجامید. یوفی خاطرنشان می‌کند که ساخت کارخانه‌ی جدید حدود دو سال زمان خواهد برد؛ به‌همین‌دلیل، تأسیس کارخانه‌های بسیار بزرگ‌تر هزینه‌ و زمان بیشتری نیاز خواهد داشت.

در هفته‌ی جاری، شرکت تولید صنایع نیمه‌هادی سونی و تایوان خبر احداث بزرگ‌ترین سازنده‌ی قراردادی تراشه‌ی جهان را اعلام کردند که با هزینه‌ای معادل هفت‌میلیارد دلار راه‌اندازی خواهد شد و بیشتر فعالیت آن تولید تراشه‌های قدیمی‌تر خواهد بود. البته تولید تراشه‌ی این شرکت تا پایان سال ۲۰۲۴ آغاز نخواهد شد. علاوه‌براین، سونی در پروژ‌های ساخت تراشه‌های پیشرفته نیز سرمایه‌گذاری کرده است؛ اما خط‌تولید این واحدها نیز تا سال ۲۰۲۴ عملیاتی نخواهد شد.

یوفی اشاره می‌کند که تنها شرکت هلندی ASML است که ماشین‌های لیتوگرافی فرابنفش مورد‌نیاز برای ساخت تراشه‌های پیشرفته را تولید می‌کند و این شرکت نیز نمی‌تواند این ماشین‌آلات را با سرعت کافی برای برآوردن میزان تقاضای موجود بسازد.

اجزای ساده، مدارهای مجتمع کنترل قدرت، میکروکنترل‌ها و حسگرها به نقطه‌ای مهم تبدیل شده‌اند. این دستگاه‌ها بسیار ساده‌تر از پردازنده‌ها و پردازنده‌های گرافیکی استفاده‌شده در گوشی‌های هوشمند و کنسول‌های بازی هستند و با استفاده از روش‌های ساخت قدیمی‌تری تولید می‌شوند که به پیچیدگی کمتری نیاز دارند. البته تراشه‌های کامپیوتری تقریبا در هر محصول الکترونیکی از اجاق‌های مایکروویو گرفته تا وسایل پزشکی و اسباب‌بازی‌ها، به‌کار گرفته می‌شوند.

IC Insights اعلام کرد زمان تحویل چنین قطعاتی از ۴ تا ۸ هفته به ۲۴ تا ۵۲ هفته افزایش یافته است. کمبود این دستگاه‌ها باعث افزایش تقاضا برای تجهیزات ساخت تراشه‌های قدیمی شده است؛ تجهیزاتی که به‌سختی می‌توان آن‌ها را پیدا کرد.

گارنتر تخمین می‌زد که کارخانه‌های ریخته‌گری نیمه‌هادی در سه‌ماهه‌ی دوم سال ۲۰۲۱ با ۹۵٫۶ درصد ظرفیت خود فعالیت کرده‌اند. این در حالی است که ظرفیت تولید این کارخانه‌ها در سه‌ماهه‌ی دوم ۲۰۱۹ معادل ۷۶٫۵ درصد بوده است. گاوراو گوپتا، تحلیلگر گارنتر، می‌گوید که این موضوع به‌طور مؤثر یعنی کارخانه‌ها به حداکثر ظرفیت تولید خواهند رسید؛ زیرا برای ادامه‌ی فعالیت و به‌منظور تعمیرات و نگه‌داری به مدتی ازکار‌افتادگی نیاز است.

مسئله‌ی دیگری که سازندگان تراشه با آن مواجه هستند، این است که امکان دارد برخی مشتریان آن‌ها قطعات موردنیاز را دو بار سفارش دهند یا میزان سفارش آن‌ها بیش از حد نیاز باشد. ویلی شی، استاد دانشگاه هاروارد گفت: «این کمبودهای نقطه‌ای ناشی از سفارش‌های مضاعف است که اوضاع را بدتر می‌کند.»

پوفی از دانشکده‌ی بازرگانی هاروارد افزود:

اگر به‌ تاریخ صنعت نیمه‌هادی نگه کنید، افزایش سودآوری و قیمت به‌دنبال آن چرخه‌های نزولی چشمگیر بوده است. موضوعی که نمی‌دانیم، این است که آیا این رشد مداوم تقاضا همچنان ادامه خواهد یافت یا خیر.

ایجاد ظرفیت‌های جدید برای ساخت تراشه‌ در حال اجرا است؛ اما بیشتر این ظرفیت‌ها به تراشه‌های پیشرفته اختصاص دارد. در ژانویه، گارتنر گزارشی منتشر و در آن، پیش‌بینی کرده است تراشه‌سازان در سال جاری ۱۴۶ میلیارد دلار برای ایجاد ظرفیت‌های جدید تولید تراشه سرمایه‌گذاری خواهند کرد که این میزان ۵۰ درصد از سال ۲۰۱۹ افزایش یافته است؛ اما فقط سهم کوچکی از این سرمایه‌گذاری به‌منظور تولید تراشه‌های قدیمی‌تر و پرکاربردتر صرف خواهد شد.

شرکت‌ها اخیرا سرمایه‌گذاری در ایجاد ظرفیت‌های جدید برای تولید تراشه‌های قدیمی‌تر را آغاز کرده‌اند؛ اما این اقدام در حالی انجام شده است که مشتریان را به تعهد به سفارش‌های دوساله‌ ملزم کرده‌اند.

تولید این قطعات و زنجیره‌ی تأمین‌کنندگانی که آن‌ها را می‌سازند، دچار تأثیر مشکلاتی مثل کمبود آب در تایوان و آب‌وهوای نه‌چندان پایدار تگزاس هستند. گاد آلون، استاد دانشکده‌ی بازرگانی وارتون دانشگاه پنسیلوانیا بیان کرد:

به‌گونه‌ای درباره‌ی کووید صحبت می‌کنیم که انگار مشکلی در گذشته است؛ اما کووید همچنان روی زنجیره‌ی تأمین‌کنندگان تراشه در جهان تأثیر می‌گذارد.