Бумът на изкуствения интелект и автономните коли, наред с 5G и 6G, ще изострят дефицита на чипове (снимка: CC0 Public Domain)
Въпреки всички глобални усилия за създаване на политики, нови заводи и пазари за полупроводници, непредвидимото търсене и продължаващият недостиг на кадри поставят под съмнение какво ще донесе бъдещето на пазара на чипове.
С изтичането на 2023 г. глобалният недостиг на чипове, който се усети още в началото на 2020 г. поради пандемията, все още не е зад гърба ни. Няма и ясен отговор кога ще приключи.
Какво доведе до глобалния недостиг на чипове?
Както много неща, недостигът на чипове беше резултат от по-голямото търсене на интегрални схеми. Още преди пандемията веригата за доставки на полупроводници беше нестабилна поради поредица от събития, включително търговски войни между САЩ и Китай и Япония и Корея. Освен това влияние оказаха някои природни бедствия, такива като сушата в Тайван и три пожара в заводи в Япония между 2019 г. и 2021 г.
През 2020 г. автомобилната индустрия, основен купувач на полупроводници, започна да намалява поръчките на чипове. Това позволи полупроводниковата индустрия да пренасочи производството, за да отговори на търсенето за други потребителски приложения.
Покупките на автомобили обаче се повишиха отново през втората половина на 2020 г., тъй като хората започнаха да избягват обществения транспорт. Това допълнително изостри предизвикателствата пред предлагането и търсенето.
Бързото ускоряване на т. нар. интернет на нещата се оказа допълнителен друг фактор. Всички тези променливи „завинаги изместиха полупроводниците пред петрола като ключова суровина за растеж в цял свят“, пише икономическата инвестиционна фирма TS Lombard.
Като следствие и едновременно с това фактор за кризата трябва да се отчете и презапасяването, към което много производители прибегнаха.
Ефекти
Освен автомобилната индустрия, потребителската електроника, промишлеността, смартфоните, кабелните комуникации и сървърите и персоналните компютри също бяха засегнати от недостига на чипове.
Светът на потребителската електроника се възползва, когато автомобилната индустрия започна да намалява производството на автомобили в началото на пандемията. Производителите на лаптопи, телевизори, смартфони, камери и конзоли за игри поръчваха повече чипове, защото техните продукти силно зависят от полупроводниците. Това обхваща всички видове дигитални устройства – персоналните компютри, смартфоните, паметите, мрежовите устройства и др.
Обхваща обаче и други видове техника, за които рядко си даваме сметка, че работят също с чипове: уреди като хладилници, съдомиялни машини, перални машини и микровълнови печки. Всички те се нуждаят от полупроводници, за да изпълняват програмите си, да контролират температури, електричество, нагряване и др.
И сякаш не стига всичко това, а и бумът на изкуствения разум поиска своето – още и още, мощни и свръхмощни процесори.
Изкуственият интелект се намесва
Възможността за разработване и внедряване на AI системи през 2024 г. потенциално може да бъде възпрепятствана от продължаващия недостиг на чипове, предвиждат анализаторите. AI и графичните процесори изискват специален тип чип за обучение и внедряване на AI модели.
И тъй като търсенето на AI изчислителна мощност расте, чип-пазарът няма начин да не бъде повлиян, смят Крис Милър, професор по история в университета Tufts и автор на книгата „Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology“. Тези специализирани и скъпи графични процесори се произвеждат предимно от Nvidia в един производствен завод в Тайван, според Милър.
„Тъй като икономиката се забавя, хората купуват по-малко смартфони, компаниите харчат по-малко пари за актуализиране на своите центрове за данни“, обяснява Милър. „Но за специфичните типове чипове, които се използват за AI, всъщност има бум и някои дефицити вече стават видими. И изглежда, че търсенето на тези видове чипове ще расте“.
Пречки пред възстановяването на пазара
Доставките на чипове започнаха да се подобряват през 2022 г., отчасти поради допълнителния капацитет със забавянето на продажбите на компютри, смартфони и потребителска електроника. Фабриките в Тайван преразпределиха част от този капацитет към автомобилния и индустриалния крайни пазари, според JP Morgan.
Автомобилните производители обаче все повече се нуждаят от чипове с по-висока изчислителна мощност. В момента индустрията преминава към електрически и автономни превозни средства, а за това са нужни в пъти повече чипове. И те са значително по-различни от тези, използвани в персонални компютри и смартфони.
Други проблеми включват напрежението между САЩ и Китай. То продължава да оказва влияние върху глобалната верига на доставки.
„В допълнение, макар че глобалният недостиг на чипове намаля, макроикономическите ветрове и цикличността на пазара причиниха краткосрочен спад в продажбите, който се очаква да продължи през цялата (2023 г.)“, казва организацията на полупроводниковата индустрия SIA.
Търсенето остава непредвидимо
Има някои прогнози, че ще видим нов недостиг на чипове, поради „несъответствие между предлагането и търсенето, което не може да бъде решено бързо нито от производителите на чипове… чрез увеличаване на производството, нито от пазарите чрез адаптиране към профила на производство на чипове“, пише Ракеш Кумар, професор по електро- и компютърен инженеринг в Университета в Илинойс. „Предизвикателството да се справим и с двата проблема не изчезва – и дори може да нарасне“.
Търсенето на полупроводници е непредвидимо, казва още Кумар. AI, електрически и автономни превозни средства, Интернет на нещата и 5G и 6G ще стимулират бъдещото търсене на чипове. „И все пак точното естество, скорост и мащаб на това увеличение на търсенето все още не е известно“, пише Кумар.
Изграждане на нови производствени мощности
Въпреки предизвикателствата, SIA казва, че дългосрочните перспективи за полупроводниковата индустрия остават силни, като се правят инициативи и политики за увеличаване на изследванията и производството на полупроводници в световен мащаб.
През 2022 г. САЩ приеха закона CHIPS, който „започна сериозно през 2023 г.“, според доклада на SIA. Законът беше приет от правителството на САЩ като насърчителна и защитна мярка, за да осигури необходимите инвестиции в полупроводникови изследвания и стимули за производство и да подсили американската икономика, националната сигурност и веригите за доставки.
От миналата година „компании от цял свят реагираха ентусиазирано, обявявайки десетки нови проекти за екосистеми на полупроводници в САЩ на обща стойност над 200 милиарда долара частни инвестиции“, каза SIA. „Тези проекти ще създадат десетки хиляди преки работни места в екосистемата на полупроводниците и ще подкрепят стотици хиляди допълнителни работни места в цялата икономика на САЩ“.
В стремежа си да засили вътрешното производство на полупроводници в чужбина, Европейският съюз също си изготви норма – Закон за чиповете на ЕС, с цел производството на 20% от полупроводниците в света до 2030 г.
Нови заводи в обекти в Европа вече бяха обявени от производители на чипове, включително Intel и STMicroelectronics. Intel обяви, че ще превърне своето звено за производство на чипове и фабриките в самостоятелен бизнес, който ще остане под корпоративния й чадър. Сега ще се конкурира за бизнес като други външни доставчици.
И борса за чипове
В края на септември Partstack Marketplace стартира като платформа за търсене на полупроводникови чипове за инженери, дизайнери и производители на оборудване. Partstack има за цел да обедини глобалните купувачи и продавачи на полупроводници, за да намерят бързо, закупят или продадат милиони трудни за намиране полупроводникови части от над 2500 уникални производители, според Partstack Corporation.
Partstack предлага таблици с данни, ръководства за най-добри практики за тестване на чипове и функции за докладване на фалшиви компоненти. Той предоставя каталог с данни за цени и наличност на компоненти от глобални доставчици, каза компанията.
Липса на квалифицирани инженери
Има обаче друг проблем: дори когато се полагат усилия за откриване на нови фабрики за полупроводници, липсата на квалифицирани инженери може да означава, че много от създадените работни места няма да бъдат заети. Според нови данни от SIA, индустрията се очаква да нарасне с повече от 115 000 работни места до 2030 г., като 67 000 работни места са изложени на риск да останат незаети.
Разширяването на предлагането на квалифицирани дизайнери и други професионалисти в областта на полупроводниците ще изисква постоянни усилия в продължение на много години или дори десетилетия, каза Тони Чан Карусон, професор по електроинженерство в Университета на Торонто.
„Тази липса на таланти не е уникална за индустрията на полупроводниците, но ще засегне цялата технологична екосистема“, каза Чан Карусон. „За компаниите, които отварят позиции в областта на полупроводниците, създаването на по-стабилен набор от таланти трябва да бъде основен приоритет“.
Индустрията е „изправена пред препятствие поради факта, че технологията на чиповете не е лесно видима, с тях не можеш да си поиграеш лесно, за разлика от софтуера“, добави Чан Карусон. „Това създава трудности при привличането на млади технологични професионалисти, които да бъдат изкушени да преследват кариера в хардуера и полупроводниците“.
Карусон изрази надежда, че като една от най-важните подиндустрии в рамките на технологиите, полупровниковото производство ще привлече млади хора, защото е сфера, която „с бързи темпове, непрекъснато се развива и може да бъде много по-малко променлива от кариерата в софтуера“.