Но есть в этой бочке дегтя и ложка меда. В таких условиях производители полупроводников получают рекордные прибыли. По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности, в июне рост продаж компаний ускорился до рекордных 29,2% по сравнению с прошлым годом, а общий доход достиг месячного максимума в 50 миллиардов долларов.
Кризис полупроводников: что ожидать?
Ранее в этом году наша команда рассмотрела полупроводниковую промышленность и то, почему она была темной лошадкой всех технологических революций за последние 50 лет. Мы решили пойти дальше и распространить наше исследование на кризис полупроводниковой промышленности, который бросил свою тень почти на все отрасли экономики.
В этой статье мы рассмотрим:
- Что влияет на спрос на полупроводники?
- почему возник кризис и когда он закончится,
- какие сектора будут продолжать испытывать давление,
- кто выиграет.
Полупроводники — основа экономики потребления
Трудно представить себе отрасль, в которой не используются полупроводники. Они распространены повсеместно, от умных бытовых приборов до крупных промышленных машин, работающих на ископаемом топливе, которое трудно восстановить. По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности, мировой рынок полупроводников к 2020 году будет стоить 440 миллиардов долларов, причем на долю производителей компьютеров и телекоммуникаций придется более 60% мирового спроса.
Нарушение цепочки поставок и резкий рост спроса — причины кризиса
Спрос на полупроводники является заложником экономики из-за сильной зависимости от циклических товаров, таких как мобильные телефоны, планшеты, компьютеры и автомобили. Однако кризис Covid 19 был не крахом экономической системы, а следствием неэффективности мировой системы здравоохранения. Таким образом, снижение спроса на полупроводники было неравномерным.
В разгар действия карантинных ограничений спрос на полупроводники со стороны производителей автомобилей и потребительских товаров резко упал, но он был частично восполнен быстрым ростом производства компьютерной периферии для удаленной работы, медицинского оборудования (например, увеличением производства аппаратов искусственной вентиляции легких) и спроса со стороны телекоммуникационного сектора.
В то время, когда спрос на потребительские товары и автомобили резко восстанавливался благодаря постепенному снятию карантинных ограничений и осознанию влияния растущего спроса, оказалось, что мощностей для производства новых чипов просто нет. Другими словами, довольно быстрое изменение баланса между спросом и предложением заставило производителей автомобилей и потребительских товаров сократить производство и довольствоваться крохами.
Нарушения в цепочке поставок и неравномерное распределение производственных мощностей подлили масла в огонь. Например, на Азиатско-Тихоокеанский регион приходится 88% мировых поставок, причем на Тайвань — 63%! Стоимость контейнерных перевозок также возросла в несколько раз.
Другой крупный производитель автомобилей, Volkswagen, предупредил, что тоже может сократить производство в будущем. Он предупреждает, что поставки чипов станут нерегулярными и напряженными. Ранее автопроизводители General Motors, Ford и Nissan уже сократили производство на фоне глобального кризиса чипов.
Что там с подорожанием?
Учитывая, что спрос в настоящее время растет примерно на 17% в год, а предложение увеличивается всего на 6% за тот же период, легко понять, что продавцы устройств, в которых используются эти чипы, испытывают серьезные трудности. В то же время, поставщики полупроводников не могут предложить больше, чем они предлагают сегодня — около 97 % мощностей основных производителей используются.
И другого выхода нет — покупатели должны использовать любую возможность, чтобы купить большие партии или хотя бы несколько партий чипсов. Производители знают об этом и пользуются ситуацией.
TSMC объявила о повышении цен на осень 2021 года. Компания повышает стоимость относительно простых чипов на 20%, а более продвинутых — на 10%. Но не только TSMC повышает стоимость своей продукции, но и южнокорейская компания Samsung.
В то же время представители TSMC объясняют, что нынешние высокие цены во многом обусловлены деятельностью посредников. Утверждается, что эти компании перепродают купленные на заводе чипы потребителям по гораздо более высокой цене. Эти игроки особенно активны на автомобильном рынке, но наценка посредников на цены наблюдалась и в других секторах. Следует помнить, что это версия производителей полупроводников. Проверить это нелегко, поскольку цепочка поставок во многих случаях не видна.
Производство полупроводников — очень интересная тема, но у нас есть и другие статьи для вас:
Почему все так сложно? Ведь можно просто взять и нарастить объемы производства
Их нет. Проблема заключается в том, что, хотя процесс производства и поставки чипов хорошо отрегулирован, существует не одно «узкое место», а сразу несколько. Факторы, негативно влияющие на отрасль, накладываются друг на друга, что приводит к нынешней ситуации — крайней нехватке компонентов.
Мы уже писали о торговых войнах, климатических проблемах и нехватке ресурсов. Но есть и другая проблема: сложность и высокая стоимость производства чипов. Одним из важнейших звеньев в цепочке производства кремниевых чипов является производство кристаллов по методу Яна Чохральского, так называемый CZ-процесс. Заготовки полупроводниковых чипов постепенно удаляются, очень медленно, пока чип не достигнет нужного размера. Затем их разрезают на заготовки нужного размера, применяют различные технологические процессы, и готовые пластины разрезают на заготовки микросхем. Их сборка является последним этапом в цепочке.
Кристаллы можно выращивать только при наличии необходимой производственной инфраструктуры, которая является чрезвычайно сложной. Производители чипов даже шутят, что производство полупроводниковых компонентов намного сложнее, чем подготовка ракеты к полету в космос с последующим запуском. Если бы можно было упростить процесс изготовления вакуумного кристалла, этот недостаток, вероятно, можно было бы устранить относительно быстро.
В любом случае, чипмейкерам, желающим увеличить объемы производства, придется ждать много месяцев, чтобы подготовить необходимую инфраструктуру. Помимо технологии, фабрики должны быть очень чистыми — можно сказать, что условия для производства чипсов должны быть строго стерильными с точки зрения содержания пыли и других посторонних веществ в воздухе. Нельзя построить что-то подобное из ничего так быстро.
Неожиданно пострадавшие
В то время, когда полупроводниковые компоненты находятся в тотальном дефиците, все поставщики игровых устройств, ноутбуков и ПК, а также сложной бытовой техники говорят о проблемах. Но есть и отрасли, на которые нынешний дефицит полупроводников влияет совершенно неожиданным образом.
Прежде всего, это автомобильная промышленность. Да, современные автомобили постепенно оцифровываются и становятся, образно говоря, «смартфонами на колесах». Но мало кто мог предвидеть острую нехватку микросхем в автомобильной промышленности.
Аналитики Boston Consulting Group (BCG) прогнозируют, что глобальный дефицит запчастей приведет к снижению производства автомобилей на 7-9 миллионов машин в год. Конечно, эта проблема повлечет за собой другие, так что в итоге мы получим эффект домино (я почти понял) с наложением различных факторов из разных отраслей.
В 2022 году ситуация, вероятно, будет похожа на 2021 год, если не хуже. Например, эксперты JPMorgan считают, что рынок не восстановится раньше 2023 года. Однако есть и эксперты, например, из концерна Daimler, которые считают, что проблемы сохранятся и в следующем году.
Во-вторых, от нехватки кадров страдает медицинская отрасль. Дело в том, что медицина также активно оцифровывается. Во многих случаях сами аппараты искусственной вентиляции легких представляют собой сложные устройства с новейшими микросхемами.
А поскольку производство таких устройств увеличивается в связи с пандемией, спрос на чипы в медицинской сфере также растет. Томографы, аппараты УЗИ, аппараты искусственной вентиляции легких, инфузионные устройства и многие другие современные медицинские приборы сегодня оснащены относительно сложными электронными компонентами. Конечно, нет мощных видеочипов и процессоров, но дефицит теперь распространяется даже на самые простые полупроводниковые компоненты.
Производители медицинского оборудования даже пошли настолько далеко, что вместо разработки новых моделей модифицируют старые.
Другой крупный производитель автомобилей, Volkswagen, предупредил, что тоже может сократить производство в будущем. Он предупреждает, что поставки чипов станут нерегулярными и напряженными. Ранее автопроизводители General Motors, Ford и Nissan уже сократили производство на фоне глобального кризиса чипов.
Возможные последствия
Кризис затронет не только автомобильную промышленность, но и все отрасли, где используется электроника. По мнению Алексея Коренева, кризис полупроводников будет проявляться в разной степени.
«Важно понимать, что микрочипы используются повсеместно, от систем управления и кассовых аппаратов в магазинах до медицинского оборудования», — напомнил эксперт.
Не исключено, что дефицит полупроводников сделает банковские карты недоступными для некоторых людей, пишет газета «Известия». Производители пытаются справиться с продлением сроков поставки чипов для сборки карт. Во второй половине 2021 года карточные склады могут опустеть, а спрос превысить предложение. Дефицит полупроводников также повлияет на производство SIM-карт.
Дефицит микрочипов откроет двери для производителей контрафактной продукции, пишет «Коммерсантъ». Недобросовестные производители либо сами делают что-то похожее на полупроводник, либо выжимают его из старых устройств. Но такая имитация, в отличие от оригинала, прослужит недолго и быстро выйдет из строя.
Конец кризиса
Босс Intel заявил, что кризис полупроводников не закончится в течение двух лет. За это время глобальная торговая система может извлечь для себя полезные уроки. Алексей Коренев объяснил, что до пандемии торговля находилась в тепличных условиях и начала давать сбои после того, как была решена первая большая проблема.
«Теперь профессионалам стоит подумать о том, чтобы предложить альтернативу», — добавил эксперт.
Для компаний также существует возможный выход из кризиса. Юри Лендау отметил, что они могут начать с расширения собственного производства.
«Это называется обратной вертикальной интеграцией, когда производители либо покупают поставщиков, либо налаживают производство компонентов, необходимых для изготовления продукции. Это единственный эффективный вариант на данный момент, но он требует больших инвестиций», — говорит эксперт.
Нормализация отношений между странами — еще один возможный способ преодоления кризиса. По словам главы Intel, вся отрасль страдает от плохих отношений между США и Китаем. Технологический гигант выразил надежду, что сможет как-то повлиять на возобновление отношений между двумя странами.
Производство полупроводников — очень интересная тема, но у нас есть и другие статьи для вас:
Какое место занимает Россия на рынке микроэлектроники
Российская микроэлектронная промышленность невелика: на нее приходится около 0,5%-0,7% мирового рынка микросхем. Согласно планам правительства, к 2030 году объем российского рынка должен вырасти до 500 миллиардов рублей, а доля российских производителей — до 32% (160 миллиардов рублей). «Темпы роста отрасли очень низкие, поскольку даже если к 2030 году будет достигнут порог в 500 миллиардов рупий, это всего лишь около 1 % от общего объема мирового рынка микроэлектроники. В любом случае, эта отрасль в России сегодня в основном обслуживает потребности военно-промышленного комплекса и нужды государства», — говорит Гранкин.
Основными проблемами российской микроэлектронной промышленности являются отсутствие долгосрочных инвестиций и технологическая отсталость. Правительство планирует перевести микроэлектронную промышленность на «новые технологии», но эти технологии были поглощены Intel в 2015 году, добавляет Гранкин. По его словам, это само по себе не является проблемой, поскольку спрос на чипы, изготовленные по старым технологиям, остается высоким во всем мире — например, в автомобильном секторе. «Это означает, что российская микроэлектроника должна быть конкурентоспособной на мировом рынке, особенно в нынешней ситуации глобального дефицита. Однако это также показывает, насколько она отстает от мировых лидеров и что для преодоления технологического разрыва необходимы более масштабные инвестиции», — убежден аналитик.
Проще говоря, Россия может производить чипы для промышленных и инфраструктурных систем (где важно выдерживать большие нагрузки), но пока не для потребительского сегмента (где требуется миниатюризация), говорит представитель ОАО «Микрон» (крупнейшего российского экспортера микроэлектроники). Горизонт планирования в микроэлектронике составляет годы, стратегические проекты строятся на 15-20 лет, обозримое будущее зависит от развития десятка смежных отраслей, политики правительства, мирового рынка, скорости научных прорывов, подготовки кадров и уровня инвестиций, говорит Микрон.
Очевидно, что стоимость капитала в отрасли чрезвычайно высока, что требует участия государства, сказал Гранкин. По его мнению, ситуация с дефицитом — это «возможность» для России, поскольку в мире существует высокий спрос на чипы всех видов, включая «старые» чипы, которые могут производить российские компании.
Дефицит чипов открыл возможность для импортозамещения и роста в тех нишах, где у России есть технологии и преимущества, соглашается Микрон. «Например, в экстремальной электронике, используемой в космических программах, оборудовании для Арктики и других агрессивных условий эксплуатации. Здесь есть возможности для импортозамещения и импортозамещения — мы можем расширить производство для удовлетворения потребностей цифровой экономики, увеличить экспорт, разработать новые опции в имеющихся технологиях и выйти в новые перспективные области применения (например, в медицине, энергетике, промышленной инфраструктуре)», — говорит представитель компании.
Сегодня даже в государственном секторе технологические решения и системы основаны на иностранных чипах, даже в критической инфраструктуре, признает Микрон. «Хотя полностью заменить все иностранные микрочипы своими сразу нереально (нужные технологии, оборудование, материалы и навыки недоступны, а на их разработку требуется время), там, где технологии позволяют, мы можем относительно быстро укрепить свои позиции», — уверены в компании.
Когда дефицит чипов исчезнет
Никто не может точно предсказать, как долго продлится глобальный дефицит чипов, но все мнения сходятся в одном: он не закончится быстро.
Относительно острая нехватка микросхем наблюдается уже чуть больше года — это не совсем тот период времени, за который можно значительно увеличить мощности в такой технологически сложной отрасли, как производство ИС. По всей вероятности, нынешнее «узкое место» будет окончательно решено не ранее середины-конца 2022 года, считает Фомичев.
Министерство промышленности и торговли ожидает перебоев в поставках микросхем для автомобильной промышленности в этом и во всем следующем году — об этом глава министерства Денис Мантуров сообщил на Восточном экономическом форуме. Мантуров отметил, что эффект от локализации производства автомобильных чипов в России будет заметен в 2023 году. Он уточнил, что для производства потребуются чипы размером до 90 нанометров. «Мы производим 90 нанометров на заводе «Микрон». Мы также владеем всей архитектурой и документацией», — напомнил министр. Проблема с поставками автомобильных электронных компонентов может продлиться до второго квартала 2022 года, прогнозировал ранее председатель совета директоров «АвтоВАЗа» Николя Мор.
Один из главных уроков пандемии в целом и ситуации с чипами в мировой экономике в частности заключается в том, что чрезмерная концентрация производства и отсутствие альтернатив привычным поставщикам опасны: Компании не должны останавливаться, если, например, какое-то звено в цепочке создания стоимости внезапно выходит из строя из-за карантина или отсутствия производственных мощностей, говорит Фомичев.
«И американские, и европейские власти явно обеспокоены сложившейся ситуацией и уже заявили о намерении активно инвестировать в развитие собственного производства чипов, чтобы снизить зависимость от азиатских поставщиков. Это особенно актуальный вопрос на повестке дня мировой экономики, поскольку спрос на чипы скоро резко возрастет из-за увеличения производства электромобилей, которые в среднем имеют гораздо больше интегральных схем, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания», — сказал аналитик.
Сколько стоит открыть новый завод по производству чипов
Расчетная стоимость строительства нового завода по производству чипсов зависит от многих факторов, таких как размер производства, технологический процесс, особенности местоположения и уровень цен в экономике.
По данным Bloomberg, стоимость завода по производству «старых» чипов (например, для автомобилей) оценивается в среднем в 4 миллиарда долларов. В то же время, крупный завод по производству чипов по самой передовой технологии может стоить около 10 миллиардов долларов (о таких прогнозируемых затратах недавно сообщили Intel и TSMC) и может достичь 20 миллиардов долларов (по данным Ассоциации полупроводниковой промышленности США).
По словам Гранкина, время, необходимое для запуска производственных линий, также варьируется в широких пределах. В среднем расчетный срок составляет полтора года, но после того, как фабрика будет построена, потребуется еще два-три года для полного наращивания производства, поскольку около половины производимых чипов, скорее всего, сначала будут нефункциональными.
В данном случае фабрика является лишь одним из компонентов промышленного развития (наряду с системами проектирования, производственными ресурсами, компонентами и материалами, разработками, ориентированными на местное производство, кооперационными цепочками, стимулами для производителей оборудования использовать отечественную компонентную базу), уточняет Микрон. Микроэлектронная компания зависит от продукции более чем десяти отраслей промышленности (и каждое рабочее место в микроэлектронике означает десятки рабочих мест в смежных отраслях). «Все они должны развиваться в комплексе, включая строительство соответствующих объектов материального производства и само производственное оборудование. Это дорого и долго, но это единственный путь к технологической устойчивости, вот почему долгосрочные стратегические программы так важны и почему все страны-производители микроэлектроники уделяют им так много внимания и инвестиций», — говорят в компании.
