Ņemot vērā pandēmiju, deficīts un piegādes ķēdes problēmas ir aizsērējušas praktiski visas nozares, sākot no ražošanas līdz transportam.Viens no galvenajiem ietekmētajiem produktiem ir pusvadītāji, ko lietojat visu dienu, pat ja jūs to neapzināties.Lai gan ir viegli ignorēt šīs nozares žagas, pusvadītāju trūkums ietekmē jūs vairāk, nekā jūs varētu gaidīt.
Kas ir pusvadītājs un kā tas tiek izgatavots?
Pusvadītāji, kas pazīstami arī kā mikroshēmas vai mikroshēmas, ir niecīgi elektronikas gabali, kuros atrodas miljardiem tranzistoru.Tranzistori ļauj vai neļauj elektroniem iziet cauri tiem.Mikroshēmas ir atrodamas tūkstošiem produktu, piemēram, tālruņos, trauku mazgājamajās mašīnās, medicīnas iekārtās, kosmosa kuģos un automašīnās.Tie darbojas kā mūsu elektronikas “smadzenes”, palaižot programmatūru, manipulējot ar datiem un kontrolējot funkcijas.
Lai izgatavotu vienu mikroshēmu, ražošanā tiek pavadīti vairāk nekā trīs mēneši, tā ietver vairāk nekā tūkstoš soļu, un tai ir nepieciešamas milzīgas rūpnīcas, telpas bez putekļiem, miljonu dolāru mašīnas, izkausēta alva un lāzeri.Šis process ir gan ārkārtīgi nogurdinošs, gan dārgs.Piemēram, lai silīciju pat ievietotu skaidu izgatavošanas iekārtā, ir nepieciešama tīra telpa — tik tīra, ka putekļu traips var radīt miljoniem dolāru nelietderīgas pūles.Mikroshēmu rūpnīcas darbojas 24 stundas diennaktī, un vajadzīgā specializētā aprīkojuma dēļ sākuma līmeņa rūpnīcas celtniecība izmaksā aptuveni 15 miljardus dolāru.Lai nezaudētu naudu, mikroshēmu ražotājiem no katras rūpnīcas ir jāiegūst 3 miljardu dolāru peļņa.
Pusvadītāju tīrā telpa ar aizsargājošu LED dzintara gaismu.Fotoattēlu kredīts: REUTERS
Kāpēc trūkst?
Daudzi faktori pēdējā pusotra gada laikā ir kopā izraisījuši šo trūkumu.Sarežģītais un dārgais mikroshēmu ražošanas process ir viens no galvenajiem trūkuma cēloņiem.Tā rezultātā pasaulē nav daudz mikroshēmu ražotņu, tāpēc problēma vienā rūpnīcā rada viļņošanās efektu visā nozarē.
Tomēr lielāko deficīta cēloni var attiecināt uz COVID-19 pandēmiju.Pirmkārt, pandēmijas sākumā tika slēgtas daudzas rūpnīcas, kas nozīmē, ka mikroshēmu ražošanai nepieciešamās preces dažus mēnešus nebija pieejamas.Arī vairākas ar mikroshēmām saistītas nozares, piemēram, kuģniecība, ražošana un transportēšana, saskārās ar darbaspēka trūkumu.Turklāt vairāk patērētāju vēlējās elektroniku, ņemot vērā pasākumus, kas saistīti ar uzturēšanos mājās un darbu no mājām, izraisot pasūtījumu uzkrāšanos, kas prasa mikroshēmas.
Turklāt COVID izraisīja Āzijas ostu slēgšanu uz dažiem mēnešiem.Tā kā 90% pasaules elektronikas iet caur Ķīnas Jantjanas ostu, šī slēgšana radīja milzīgas problēmas elektronikas un mikroshēmu ražošanai nepieciešamo detaļu piegādē.
Renesas ugunsgrēka sekas.Fotoattēlu autors: BBC
Ja ar visām ar COVID saistītajām problēmām nepietiktu, ražošanu ir kavējušas arī dažādas laikapstākļu problēmas.Japānas Renesas rūpnīca, kurā tiek ražota aptuveni trešdaļa no automašīnās izmantotajām mikroshēmām, tika nopietni bojāta ugunsgrēkā 2021. gada martā, un darbība normalizējās tikai jūlijā.Ziemas vētras Teksasā 2020. gada beigās piespieda dažas no Amerikas jau tā nelielajām skaidu ražotnēm pārtraukt ražošanu.Visbeidzot, lielais sausums Taivānā 2021. gada sākumā, kas ir vadošā šķeldas ražošanas valsts, izraisīja ražošanas palēnināšanos, jo skaidu ražošanai nepieciešams daudz ūdens.
Kā trūkums ietekmē jūs?
Milzīgais ikdienas patēriņa preču daudzums, kas satur pusvadītāju mikroshēmas, skaidri parāda deficīta nopietnību.Ierīču cenas, iespējams, paaugstināsies, un citi produkti tiks aizkavēti.Ir aplēses, ka ASV ražotāji šogad saražos par vismaz 1,5 līdz 5 miljoniem mazāk automašīnu.Piemēram, Nissan paziņoja, ka mikroshēmu trūkuma dēļ ražos par 500 000 transportlīdzekļu mazāk.2021. gada sākumā General Motors pat uz laiku slēdza visas trīs savas Ziemeļamerikas rūpnīcas, novietojot stāvvietā tūkstošiem pabeigtu transportlīdzekļu, izņemot tiem nepieciešamās mikroshēmas.
General Motors pārtrauca darbību pusvadītāju trūkuma dēļ
Fotoattēlu kredīts: GM
Patēriņa elektronikas uzņēmumi piesardzības dēļ uzkrāja mikroshēmas pandēmijas sākumā.Tomēr jūlijā Apple izpilddirektors Tims Kuks paziņoja, ka mikroshēmu trūkums, iespējams, aizkavēs iPhone ražošanu un jau ir ietekmējis iPad un Mac datoru pārdošanu.Sony arī atzina, ka viņi nevar sekot pieprasījumam pēc jaunā PS5.
Sadzīves tehnikas, piemēram, mikroviļņu krāsnis, trauku mazgājamās mašīnas un veļas mazgājamās mašīnas, iegāde jau ir bijusi grūtāka.Daudzi sadzīves tehnikas uzņēmumi, piemēram, Electrolux, nevar apmierināt pieprasījumu pēc visiem saviem produktiem.Viedā sadzīves tehnika, piemēram, video durvju zvani, ir vienlīdz apdraudēta.
Tā kā brīvdienu sezona ir gandrīz priekšā, mēs esam piesardzīgi, lai nesagaidītu milzīgo elektronisko iespēju daudzveidību, pie kā esam pieraduši ierastajos gados — brīdinājumi par preču izbeigšanu var būt arvien izplatītāki.Ir vēlme plānot uz priekšu un necerēt, ka preces pasūtīs un saņems uzreiz.
Kāda ir trūkuma nākotne?
Tuneļa galā ir gaisma ar pusvadītāju trūkumu.Pirmkārt, Covid-19 izraisītās rūpnīcu slēgšanas un darbaspēka trūkums sāk mazināties.Lielākie uzņēmumi, piemēram, TSMC un Samsung, arī ir apņēmušies kopā ieguldīt miljardus dolāru, lai investētu piegādes ķēdes kapacitātē un stimulos mikroshēmu ražotājiem.
Galvenā šī trūkuma atziņa ir fakts, ka ir jāsamazina atkarība no Taivānas un Dienvidkorejas.Pašlaik Amerika saražo tikai aptuveni 10% no izmantotajām mikroshēmām, palielinot piegādes izmaksas un laiku, kas pavadīts ar čipsiem no ārzemēm.Lai risinātu šo problēmu, Džo Baidens apņēmās atbalstīt pusvadītāju nozari ar tehnoloģiju finansēšanas likumprojektu, kas tika iesniegts jūnijā un kurā ASV mikroshēmu ražošanai tiek atvēlēti 52 miljardi USD.Intel tērē 20 miljardus dolāru divām jaunām rūpnīcām Arizonā.Militāro un kosmosa pusvadītāju ražotājs CAES plāno nākamā gada laikā ievērojami paplašināt savu darbaspēku, liekot uzsvaru uz mikroshēmu iegūšanu arī no ASV rūpnīcām.
Šis trūkums šokēja nozari, bet arī brīdināja to par nākotnes problēmām saistībā ar pieaugošo pieprasījumu pēc precēm, kurām nepieciešami daudzi pusvadītāji, piemēram, viedās mājas un elektriskie transportlīdzekļi.Cerams, ka tas ņems vērā brīdinājumu mikroshēmu ražošanas nozarei, novēršot turpmākas šāda kalibra problēmas.
Lai uzzinātu vairāk par pusvadītāju ražošanu, straumējiet Tomorrow's World Today's Semiconductors in Space pakalpojumos SCIGo un Discovery GO.
Izpētiet ražošanas pasauli un atklājiet amerikāņu kalniņu zinātni, to, kas jums jāzina par elektronisko pārstrādi, un ieskatieties ieguves nākotnē.
Izsūtīšanas laiks: 28. jūlijs 2022