Открыть сервис
Главная → Блог → Кризис полупроводников

Кризис полупроводников

Кризис полупроводников — глобальный дисбаланс спроса и предложения на рынке полупроводниковых компонентов (микросхем), охвативший мировую экономику в 2020—2023 годах и вызвавший сбои в производственных цепочках практически всех отраслей, использующих электронику. Характеризуется дефицитом чипов, многократным ростом цен на них и сроков поставки, а также вынужденными остановками заводов во многих секторах промышленности, от автомобилестроения до производства бытовой техники. Отдельные последствия кризиса (например, дефицит отдельных видов микроконтроллеров) сохранялись вплоть до 2024 года.

Причины

Резкий рост спроса на электронику в период пандемии COVID-19

Пандемия привела к массовому переходу на удалённую работу и обучение, что вызвало взрывной рост продаж персональных компьютеров, ноутбуков, планшетов, мониторов и веб-камер. Одновременно вырос спрос на серверное оборудование для облачных сервисов и стриминговых платформ. Это привело к резкому увеличению заказов на полупроводниковые компоненты для вычислительной техники. По данным IDC, в 2020 году рынок ПК вырос на 13,1 % (впервые за десятилетие), что создало дополнительную нагрузку на производственные мощности фабрик.

Дисбаланс в автомобильной промышленности

В начале 2020 года автопроизводители, ожидая резкого падения продаж из-за локдаунов, массово отменили заказы на микросхемы. В ответ производители чипов переориентировали высвободившиеся мощности на выпуск более маржинальной продукции для потребительской электроники, серверов и телекоммуникационного оборудования. Когда во второй половине 2020 года спрос на автомобили неожиданно восстановился (благодаря программам господдержки и отложенному спросу), заводы уже не могли быстро перестроиться: производственные циклы полупроводников занимают 12–26 недель. К тому же современный автомобиль (особенно электромобиль) содержит от 1 000 до 3 000 чипов — значительно больше, чем машина десятилетней давности. Возник острый дефицит, особенно на «зрелые» техпроцессы (8-дюймовые пластины, 90–180 нм), используемые в автомобильной электронике.

Технологические ограничения и долгий производственный цикл

Производство полупроводников — один из самых капиталоёмких и сложных технологических процессов в мире. Сооружение современного завода (фабрики, «фаба») по выпуску сложных микросхем на кремниевых пластинах требует инвестиций от 10 до 20 миллиардов долларов США и занимает от 2 до 5 лет. Установка, наладка и отладка производственной линии под конкретную продукцию занимают ещё месяцы. Даже после запуска выведение фабрики на плановую мощность может занять до года. В отличие от многих других отраслей, нарастить производство полупроводников за короткое время практически невозможно.

Концентрация производства

Около 75 % мировых мощностей по производству полупроводников (по состоянию на 2020 год) сосредоточено в Восточной Азии, прежде всего на Тайване и в Южной Корее. Компании TSMC (Тайвань) и Samsung Electronics (Южная Корея) являются двумя крупнейшими в мире контрактными производителями чипов. Такая географическая концентрация делает глобальную цепочку поставок уязвимой перед техногенными катастрофами, погодными аномалиями и геополитической напряжённостью.

Форс-мажорные события

Кризис усугубила серия непредвиденных событий:

Геополитические факторы

Обострение торговой войны между США и Китаем, введение санкций против крупнейших китайских технологических компаний (Huawei, SMIC) привели к тому, что многие компании стали создавать избыточные запасы чипов («страховые» закупки), опасаясь перебоев с поставками. Это дополнительно превысило имеющуюся производственную мощность. Кроме того, экспортные ограничения США на технологии производства чипов и оборудование для литографии в отношении Китая привели к перераспределению спроса.

Ограниченный парк оборудования для «зрелых» техпроцессов

Многие требуемые автомобильной и промышленной отраслями чипы (микроконтроллеры, микросхемы управления питанием, датчики) производятся на так называемых «зрелых» техпроцессах с нормами 90 нм и выше. Новые фабрики строятся в основном под передовые техпроцессы (7 нм, 5 нм, 3 нм). Производственные мощности по выпуску устаревших, но критически важных компонентов не расширялись годами, и их просто не хватило для восстановления спроса.

Последствия

Экономические последствия

Кризис полупроводников нанёс огромный экономический ущерб. По оценкам Boston Consulting Group и Semiconductor Industry Association, в 2021 году мировой ВВП недополучил около 500 миллиардов долларов США из-за дефицита чипов. Наиболее пострадала автомобильная промышленность: по данным консалтинговой компании AlixPartners, в 2021 году автопроизводители потеряли 210 миллиардов долларов выручки и недопроизвели около 7,7 миллиона автомобилей по всему миру.

Остановки производств и сокращение выпуска

Множество автомобильных заводов по всему миру было вынуждено частично или полностью останавливать конвейеры. Сотни моделей автомобилей временно снимались с производства или выпускались с урезанными функциями (например, без электрорегулировки сидений, без систем помощи водителю, без мультимедийных систем). Аналогичные проблемы испытывали производители медицинского оборудования, промышленной автоматики и бытовой техники.

Рост цен и спекуляции

Цены на полупроводниковые компоненты резко выросли. Сроки поставки для некоторых микросхем (например, микроконтроллеров STM32) увеличились с обычных 8 недель до 52 недель и более. На рынке возник чёрный рынок и спекулятивная перепродажа чипов по ценам, в 5–20 раз превышающим номинальные. Компании-посредники (дистрибьюторы) вводили системы приоритетного распределения.

Стимулирование государственных программ по развитию микроэлектроники

Кризис продемонстрировал критическую зависимость мировой экономики от нескольких производителей чипов. В ответ многие страны (США, ЕС, Китай, Япония, Южная Корея, Индия) приняли законы и программы, направленные на развитие национальной полупроводниковой промышленности:

Ускорение технологических изменений

Кризис стимулировал компании к поиску альтернатив: автопроизводители начали активнее переходить на более современные техпроцессы, пересматривать архитектуру бортовых электронных систем (укрупнение блоков управления), искать новых поставщиков в разных регионах мира. Начался процесс «регионализации» цепочек поставок.

Рост выручки производителей полупроводников

Ведущие производители чипов, особенно TSMC, Samsung и Intel, получили огромные доходы и укрепили свои рыночные позиции. Их акции значительно выросли в цене. TSMC объявила о масштабной программе расширения мощностей (строительство новых заводов в Японии, США и Германии).

Хронология и ключевые события

Перспективы

Эксперты сходятся во мнении, что «золотой век» дешёвых полупроводников закончился. Кризис привёл к тому, что:

  1. Цены на чипы, вероятно, останутся на более высоком уровне, чем до пандемии.
  2. Цепочки поставок станут более разнообразными и устойчивыми.
  3. Государства будут активнее инвестировать в собственное производство чипов.
  4. Автомобильная промышленность перейдёт на более жёсткое долгосрочное планирование закупок компонентов.

Полное преодоление последствий кризиса (с учётом строительства новых заводов) ожидается к 2025–2027 годам.

Источники

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →

Похожие материалы