Дефицитът на чипове подчертава проблемите на американската индустрия

Заповедта на американския президент Джо Байдън, призоваваща за преразглеждане на веригите на доставка на критични продукти, постави в центъра на вниманието продължаващия вече десетилетие спад на производствения капацитет на полупроводници в САЩ.

Широкото приложение на чиповете – от компютри през телефони до автомобили, подчертава растящата им роля за глобалната икономика, пише Scientific American.

Делът на САЩ в световното производство на полупроводници е само 12% спрямо 37% през 1990 г., според данни на Асоциацията на индустрията за полупроводници (SIA).

Според наличната информация 88% от тези чипове, използвани от американската индустрия, включително от автомобилната промишленост и отбраната, са произведени извън САЩ.

Три са проблемите, които пречат на САЩ да си върне лидерската позиция в глобалното производство на полупроводници – ограничената способност, по-високо глобално търсене и малкото инвестиции. 

Производственият и технологичен капацитет

Нарастващата зависимост на американските производители на чипове от чуждестранните им партньори по отношение на изработването на проектираните от тях компоненти отразява намалената способност на САЩ. Американските компании за полупроводници държат 47% от глобалния пазар по продажби, но само 12% от чиповете се произвеждат в САЩ.

Оправдаването на очакванията за все по-бърза и по-интелигентна електроника изисква иновации в дизайна на чиповете, което от своя страна зависи от най-модерните налични производствени технологии.

Технологичният напредък в производството на полупроводници се основава на броя транзистори, най-малкият от електронните компоненти на чипа, на квадратен милиметър. Чрез най-модерните технологии и съоръжения за производство на полупроводници се произвеждат чипове с плътност на транзисторите от 5 нанометъра.

Като цяло, колкото по-малка е площта за разполагане на транзисторите, толкова по-голяма е плътността. Най-високата плътност е около 100 милиона транзистора на квадратен милиметър.

Компаниите в Тайван и южнокорейската Samsung вече разработват фабрики за производство на 3-нанометрични чипове, докато САЩ все още не разполагат с фабрика за изграждане на 7-нанометрични полупроводници.

Американският технологичен концерн Intel обяви, че неговото съоръжение за производство на 7-нанометрични чипове няма да бъде готово до края на 2022 г. или до началото на 2023 г.

Това поставя САЩ в неизгодна позиция спрямо азиатската конкуренция.

Силното глобално търсене

С пандемията от коронавирус търсенето на смартфони, лаптопи и други електронни устройства за дистанционна работа, както и засиленото използване на интернет оказват натиск върху фабриките за увеличаване на производството на чипове, необходими за изграждането тези продукти.

Световната автомобилна индустрия прогнозира още през първата половина на 2020 г., че търсенето на автомобили ще спадне по време на пандемията, поради което намали поръчките си за чипове, използвани в превозните средства. Възстановяването на търсенето на автомобили по-рано от очакваното, изправи концерните пред недостиг на чипове, тъй като техните производители вече бяха пренасочили доставките към други индустрии.

Наскоро осем губернатори поискаха от Байдън „да призове компаниите за полупроводници да разширят производствения си капацитет и/или временно да преразпределят малка част от настоящото си производство“ към автомобилната индустрия.

Това „скромно“ преразпределение не може да бъде направено, без да доведе до недостиг другаде. И не може да се направи бързо. Например, на тайванската TSMC са ѝ необходими шест месеца от приемане на поръчката през производството до доставката на крайния продукт. 

Ограничените инвестиции

Правителствата на Тайван, Южна Корея, Сингапур и Китай инвестират десетки милиарди долари всяка година в своите индустрии за полупроводници и това се отразява върху пазарното представяне на компаниите от този бизнес. Въпросните инвестиции включват не само съоръженията, но също така научноизследователската и развойна дейност и разработването на инструменти, необходими за преминаване към следващото поколение фабрики. Такива стимули в САЩ за момента са силно ограничени.

TSMC планира да инвестира 25-28 млрд. долара през тази година само във фабрики и обещава да вложи още 12 млрд. долара за изграждане на фабрика в Аризона, САЩ. Очаква се въпросното съоръжение да произвежда по 20 000 електронни подложи на месец в сравнение с 1 000 000 подложки в съществуващите съоръжения на TSMC в Тайван и Китай.

Поради тези причини заповедта на американския президент относно веригите на доставка е важна стъпка при определянето на инвестициите, необходими за подобряване на перспективите за американската индустрия за полупроводници.