Bir süreliğine, küresel çip kıtlığı durumunu yalnızca elektronikle uğraşanlar, üreticiler hissetti. Önce mikrodenetleyiciler küresel pazardan kaybolmaya başladı ve ardından tüm elektronik bileşenlerin ve elektronik eşyaların fiyatları fırladı. Çip krizinin sorumlusu sadece COVID19 değil, aynı zamanda ekonomik faktörler, ABD’de COVID öncesi hükümet kararları ve doğal afetler, ulaşım ve nakliye krizleri de rol oynuyor.
Konuyla ilgili çok çeşitli bilgiler (ve çelişkili bilgiler) şimdiden gün ışığına çıktı ve birçok paralel süreç nedeniyle kronolojiyi belirlemek zor, bu nedenle bu makalede ilginç bağlantıları ve kesin sebep ve sonuçları listelemeye çalışacağım. çünkü hepsi oluşumu için mevcut duruma katkıda bulundu.
Huawei Olayı, Huawei-ZTE Ambargosu
ABD Ticaret Bakanlığı Xiaomi, Huawei ve ZTE’yi kara listeye aldığında (Mayıs 2019 – Ocak 2021). Yatırımcılar her seferinde söz konusu şirketlerin hisselerinden kurtulmaya başladı, yani örneğin Xiaomi ambargo açıklandıktan bir gün sonra hemen %10’dan fazla değer kaybetti.
Bu çip krizini nasıl etkiledi?
Kısmen, bu şirketlerin üretimleri için büyük miktarda yarı iletken kullanması ve TSMC’nin büyük bir müşteri olması gerçeğinden etkilenmiştir. Anlaşılır bir şekilde, büyük pazar kaybı nedeniyle üreticiler temkinli bir moda girdiler ve stok fazlasını önlemek için tedarikçilere yönelik tahminlerini değiştirdiler.
2019 yılının sonunda SARS-CoV-2 virüsünün (yeni tip koronavirüs) yayılması başladı. Uzun süre dünya bunun dünyaya bir etkisinin olmayacağını, sorunun Çin’de kalacağını düşündü. Ancak Ocak 2020’de sorunun başlangıç ülkesinde kalmadığı herkes tarafından anlaşıldı.
Ani bir panik içinde, tüm ülkeler uzmanlara sorunun gerçek ölçeğini ve davranışını incelemeleri için zaman tanımak amacıyla ilk kez çok katı düzenlemeler getirdi. Şirketler ellerinden geldiğince herkesi evden çalışmaya göndererek ekonomik kriz nedeniyle stokları ve üretimi azaltmaya başladı. Evden çalışmanın yanı sıra tüm ülkeleri etkisi altına alan sokağa çıkma yasakları insanları kendi evlerine de hapsetti.
Bir yandan geri çekilen üretim kapasiteleri, tedarikçilerde ihtiyatlı ve öngörülü değişikliklere yol açarken, diğer yandan sokağa çıkma yasakları, şaşırtıcı miktarda teknik mal tüketimine neden oldu.
Pek çok insan bilgisayar almaya başladı, dizüstü bilgisayarlar bir anda piyasadan kayboldu, web kameraları aylarca mevcut değildi (ki korkunç fiyat artışları oldu). İş nedeniyle evde kalan kişiler eğlence anlamında da ev ortamlarıyla sınırlı kaldılar bu nedenle oyun konsolları ve diğer eğlence elektronik eşyalarının cirosu inanılmaz derecede arttı. Akıllı telefonlara olan talep de hızla arttı.
Tüketimdeki bu artışın bir trend izlemeyip haftadan haftaya gerçekleşmesi ve belirsizlik nedeniyle üreticilerin üretim kapasitelerini düşürmeye başlaması stokların tükenmesine an meselesiydi.
Tesisatçıların veya duvar ustalarının ev ofislerinden çalışamaması gibi, yarı iletken üretimi de evde olamaz, pek çok üretici düşük kapasiteyle çalışmak zorunda kaldı. Bu nedenle, dünya çapında sadece ofis çalışanları değil, aynı zamanda fabrika çalışanları da sorunla uğraşmak zorunda kaldı.
Evden çalışma nedeniyle ofis iletişimleri de büyük ölçüde yavaşladı, bu nedenle büyük şirketlerde yönetim de yavaşladı. Ne de olsa uzun bir süre herkesin tamamen evden çalışması için teknik bir imkan yoktu. Çalışanların şirket ağlarına erişimi yoktu, bir anda çok sayıda güvenli VPN oluşturulması, çalışanlara uygun teknik cihazların sağlanması ve süreçlere uzaktan katılabilmek için BT altyapılarının dönüştürülmesi gerekiyordu. Bu zaman aldı ve bu süre zarfında büyük şirketler kısmen veya tamamen felç oldu.
Araba Üretimi
COVID nedeniyle dünyadaki otomobil alımlarının sayısı ilk turda muazzam bir şekilde arttığından, otomobil endüstrisi bu değişken duruma son darbeyi vurdu.
Bu çip krizini nasıl etkiledi?
Modern arabalarda her şey bir mikrodenetleyici ile çalışır. Elektrikli camlardan bilgi-eğlence sistemine kadar güvenlik sistemlerinin tümü yüzlerce mikro denetleyici içerir. Bu nedenle, ilk araba satışları, yarı iletkenler için daha da büyük bir talep anlamına geliyordu ve JIT (tam zamanında) üretim ilkesi sayesinde, çünkü tüm mallar fabrikaya yalnızca ihtiyaç duyulduğu zaman ve ihtiyaç duyulduğu zaman varıyor, yani hiçbir şey yok. JIT sisteminde organize olan tedarikçiler de tahminlere göre zamanında teslimat yapıyor ve minimum stoklama uyguluyor. Bu, otomotiv endüstrisindeki sıçramayı sadece birkaç gün sonra yarı iletkenlerdeki sıçramanın izlediği anlamına gelir.
Ne yazık ki hem Huawei’ye yönelik yaptırımlar hem de krizin başlaması, alt düzey üreticileri/tedarikçileri sürekli üretim sağlamak için stok yapmaya zorladı. Satın alma büyük bir boşluk bıraktı ve fiyatları hızla yükseltti.
Dünyadaki yarı iletkenlerin ürkütücü derecede büyük bir oranı bu tek şirketten gelse de, her şey yolunda gidene kadar neredeyse hiç kimse TSMC’yi, yani Taiwan Semiconductor Manufacturing Company‘yi duymamıştı.
Bilinmelidir ki ST Microelectronics gibi firmalar da gerçek üretici değil, tasarım ve geliştirme firmalarıdır. Gerçek üretim, dünyada ancak bir düzine şirket tarafından gerçekleştirilmektedir. TSMC tarafından 5 ve 7 nanometre teknolojisi ile kaç firmanın işlemci ve yarı iletkenlerinin üretildiğine bakmak yeterlidir.
İlk örneğe bağlı kalarak ST, örneğin STM32 mikrodenetleyicileri tasarlar ve destekler, ancak asıl üretim ST için TSMC tarafından yapılır. Ancak bu, diğer yüzlerce üretici için de geçerlidir.
TSMC’nin fabrikalarında bir şeyler ters giderse, firmalar etkisini birer birer hisseder. 13 haftalık önceki ortalama taahhüt süresi şu anda 36 ila 42 hafta arasındadır. Bu, TSMC ve diğer Tayvanlı üretici Micron Technology için de geçerlidir.
Bu çip krizini nasıl etkiledi?
Chip krizinin en ciddi sorunu bu! Artık gerçek yüzünü gösteren merkezi üretim büyük tehlikeler taşımaktadır.
Bir yarı iletken fabrikası kurmanın çok büyük bir masraf olduğunu ve çok fazla pahalı makine gerektirdiğini bilmelisiniz. Bu nedenle, ekonomi adına, daha gelişmiş üreticiler 300mm boyutuna geçiyor. Nedeni çok basit, silikon tek kristal çekildiğinde, dairesel kesitli tek bir kristal oluşturulur ve daha sonra dilimlenir. 200mm çap için 725um kalınlık, 300mm çap için 775um kalınlık. Tamamen kapatılmamış kalıplardan kenarlarda ne kadar telef oluştuğunu görebilirsiniz. (Kalıbın kendisi şu anda üretilmekte olan hedef yarı iletkendir, örneğin bir kalıp bir mikrodenetleyicidir)
Farklı boyutlardaki iki karonun taşınması ve üretimi tamamen ayrı makine hatları gerektirir, ikisi arasında geçiş yoktur. Öte yandan, 300mm (“12 inç” olarak adlandırılan ama aslında 11.8 inçdir) geçiş yapan üreticiler, 200mm makine hatlarını fiilen satışa çıkarıyor. 300mm’ye geçiş yapan fabrikalar, milyarlarca doları geri alabilmek için makine hatlarını daha küçük üreticilere satıyor.
Diğer bir özelliği ise 200mm ile çalışan makine hatları daha ucuza yarı otomatik üretim imkanı sunarken, 300mm makine hatları tam otomasyon istemektedir. Bu üreticiler eski makinelerini sattıklarından 300mm’de geçici bir sıkıntısı olursa 200mm’yi üretemezler ve tam tersi de olur.
Birkaç üretici (Aralık 2020’de TSMC ve ardından Şubat 2021’de Samsung) piyasada yeterli 200mm levha olmadığını belirtti. GlobalFoundries, SMIC, UMC, Towerjazz ve SkyWater (ECIA Raporu, 11 Şubat 2021, EMS Now) gibi daha küçük ikincil üreticiler de Şubat ECIA raporuna dahil edilmiştir.
Daha ucuz ve daha geniş bir şerit genişliğine sahip yarı iletken IC’ler, neredeyse istisnasız olarak 200mm’lik (güç kaynağı IC’leri, MEMS cihazları, analog IC’ler vb.) Üretilmektedir.
Silikon tek kristal problemidir
Tek bir silikon kristali çekme işlemi çok pahalı ve çok yavaş bir işlemdir. Yazıda detayına girmek istemiyorum, isteyen google de araştırabilir. Anahtar kelimeler: Silikon tek kristal, içsel silikon, silikon monokristal.
Esasen, silikon dioksit (en yaygın minerali kuvars kumu olan SiO 2 ) 1900 °C gibi çok yüksek bir sıcaklığa ısıtılır ve ardından fırının dibinde oluşan polikristalin silikon daha da saflaştırılır . Kontrollü koşullar altında bükülerek ve çekilerek yüksek saflıkta polikristalin silikondan oluşturulan eriyikten çıkarılırlar. Tek kristalin çapı dönme hızı ile kontrol edilebilir. Sürekli pul pul dökülme ile silikon tek kristal sürekli olarak oluşur (kristalleşir). Bu daha sonra temizlenir, işlenir ve üretim makineler için dilimlenir. (200m, 300mm)
Bir yandan talep artarsa silikon tek kristal de daha hızlı kristalleşmeyeceğinden teknik nedenlerle üretim hızını artıramazlar. Öte yandan, süreç çok yavaş. Hızlandırarak, yalnızca daha düşük kalitede tek bir kristal oluşturabilirler, bu da daha yüksek arıza oranı nedeniyle yüksek hurda oranı anlamına gelir.
O zaman neden yarı iletken fabrikaları kurmuyorlar?
Yarı iletken fabrikalar inşa etmek için büyük bir masraf ve işletmek için çok maliyetlidir. Proses, isteğe bağlı ihtiyaçlara hizmet etmeye kesinlikle uygun değildir, bu nedenle ancak 7/24 kesintisiz üretim olması durumunda işletilmesi ekonomiktir. Herkes kendine fabrika yapacak olsa, bir yandan kendi yarı iletkenlerinin fiyatına milyarlarca dolarlık maliyeti dahil etmek, bir yandan da fabrikanın çalışmadığı zamanlarda kesintileri finanse etmek zorunda kalırdı. 100.000 adet STM32F103 siparişi olsa sabah vardiyasından önce makineler açılacak şekilde süreç işlemez.
Bu nedenle yapımı sadece para değil, aynı zamanda çok zaman alır. Bazı kaynaklar minimum 1 yıl yapım süresi ve minimum 3 yıl ilk üretim süresi diyor.
Artık siyasi çevrelerde bunun çok savunmasız bir durum olduğunu fark ettiler, örneğin büyük Amerikan yarı iletken geliştirme şirketleri bile Uzak Doğu’da üretim yapıyor. Bunun vakfiyesi, örneğin Biden yönetiminin 24 Şubat 2021’de imzaladığı ve yerel büyük şirketleri ABD içinde yarı iletken üretim birimleri kurmaya teşvik edecek 50 milyar dolarlık yasa tasarısı.
Üreticiler ani tüketim artışına ayak uyduramadığı için COVID nedeniyle azalan üretim kapasitesi bir günde yeniden inşa edilemedi veya yeni fabrikalara tahsis edilemedi.
Talepteki artış tek başına çözmek için yeterli bir sorun değilse, yarı iletkenlerin anavatanlarından biri olan Teksas’ta (Dallas, Texas Instruments, vb.) Şubat 2021’de aşırı hava koşulları yaşandı. Tamamı tahminen 195,6 milyar dolar maddi hasar, çünkü 10 Şubat ile 27 Şubat arasında neredeyse tüm Teksas eyaletini etkileyen çok sayıda elektrik kesintisi yaşandı. “The Great Texas Blackout 2021” olarak adlandırılan büyük elektrik kesintisi, yalnızca birçok üretim tesisinin tamamen kapanmasına ve o sırada üretilen malzemelerin hurdaya çıkarılmasına neden olmakla kalmadı, aynı zamanda 111 kişinin ölümüne de yol açtı.
Bu çip krizini nasıl etkiledi?
Yarı iletken pazarının ana vatanlarından birinde neredeyse üç haftadır metrelerce kar yağışı ve tam bir elektrik kesintisi olduğu için, mevcut talep büyümesini koordine etmek daha az mümkün oldu.
Renesas yangını
19 Mart 2021’de 300mm karolarla çalıştıkları Renesas Naka fabrikasında (Hitachinaka, Ibaraki Prefecture, Japonya) ve N3 binasındaki 17 üretim hattında yangın çıktı. tamamen yakıldılar. Tahmini toplam maddi hasar 24 milyar yen’dir.
TSMC ve Micron Teknoloji Su Kısıtlaması
Şiddetli bir kuraklık nedeniyle Tayvan’da ilk kez su kısıtlamaları getirilmiyor. Bu tür su kısıtlamalarının yarı iletken üretimi üzerinde de büyük etkisi vardır. TSMC, üretim için gereken suyun %85-87’sini geri dönüştürüyor ve bunu %90’a çıkarmak istiyorlar (Richard Yu, TSMC sözcüsü, 26 Ocak), ancak ne olursa olsun, üretim için su kaynağına ihtiyaçları var. TSMC’nin fabrikalarına su taşımak için kendi su kamyonunu kullanması ve durumun kötüleşmesi durumunda sürekli üretimin nasıl sağlanacağının pratiğinin yapılması asla iyiye işaret değildir.
TSMC Elektrik Kesintisi
Tayvan’a ağır gelen büyük bir kuraklıkla, TSMC’de yalnızca bir elektrik kesintisi eksikti. 14 Nisan 2021’e kadar kayıptı. Çünkü Tainan’da sabah saatlerinde inşaat sırasında, Tainan’daki Bilim Merkezi’nin inşaatı sırasında yüksek akım kablosu kesildi ve bu, Tainan’da bulunan “Fab 14 P7” adlı TSMC üretim ünitesinde tamamen elektrik kesintisine neden oldu. o akşam saat 7’de restore edildi, ancak 45/40 nm ve 16/12 nm üretiminde yine de 10-25 milyon dolarlık hasara neden oldu. (EMS Now, 15 Nisan)
Konteyner krizi
Mikrodenetleyiciler 2020’nin sonundan beri var olan konteyner krizinden daha az etkileniyor ancak diğer tüm gerekli ham maddeler etkileniyor. Konteyner krizinin nedeni, piyasada konteyner nakliye firmalarının mal taşıdığı bedava konteyner olmamasıdır.
Konteyner eksikliği birkaç nedenden dolayı meydana geldi. Bir yandan talep artışı nedeniyle mallarla dolu konteynerler çok çabuk tükenirken, diğer yandan küresel ticaret konteynerlerin normal akışına imkan sağladığı için çok sayıda konteyner varış ülkesinde mahsur kaldı. Hiçbir şirket boş konteyner taşımayı sevmez, bu nedenle konteyner diğer mal türleri ile paketlenerek ekonomik olarak iade edilebiliyorsa varış ülkesinden geri getirilDİ.
Birçok mal ABD’ye gitmek üzere Çin’den ayrıldı, ancak birçok üretici orada durduğu için konteynerleri yükleyebilecekleri mal olmadığı için konteyner nakliye şirketleri onları boş olarak geri getirmedi. Bu nedenle, konteyner Çin’de bitti. Bu nedenle, 40 fitlik bir nakliye konteyneri, 2020 yılının ortalarında ortalama fiyatı 2.200 ABD Doları olan Çin ile Avrupa arasında yolculuk yaptı, o zamana kadar Aralık 2020’de 7.000 ABD Dolarının üzerindeydi ve 2020 yılında ortalama fiyatı olan 9.700 ABD Dolarını aştı.
Bu çip krizini nasıl etkiledi?
Açıkça hammadde eksikliği şeklinde bir etkisi oldu. Hacim olarak ağır/büyük olan hammaddeler, bunların hava yoluyla taşınması ekonomik değildir ve bitmiş ürünün fiyatı, örneğin plastik pelet fiyatının 10 kat artmasına izin vermez. Konteyner krizi tüm hammadde akışlarını etkiledi.
Hammadde fiyatlarındaki değişiklikler
Hammadde fiyatlarındaki artışı çeşitli makroekonomik faktörler etkiledi. Bazı hammaddeler nakliye güçlükleri ve aksamalar nedeniyle daha pahalı hale gelirken, diğerleri sadece ek hammaddeden yoksundu. Bunun bir örneği demir eşya üretimidir. Kullanılmış/sökülmüş/atık demirin izabe tesislerine geri dönmesinin durması nedeniyle demirin hammadde fiyatı da büyük ölçüde arttı ve bu da demirin üretimini daha pahalı hale getirdi.
Bakır ve alüminyum hammaddelerini de aynı durumda. Geri dönüşüm zincirindeki kıtlık, hammadde fiyatını yükseltti.
Birbiri ardına otomobil fabrikaları da tamamen kapandığını duyuruyor. 9 Nisan 2021’de General Motors, ek fabrikalarda üretimi askıya aldı ve 10.000’den fazla işçiyi zorunlu izne gönderdi. (General Motors: GMC, Opel, Chevrolet, vb.) Bu aynı zamanda dünyadaki Ford fabrikalarında da böyledir.
22 Nisan 2021’de Kecskemét’teki Mercedes fabrikası da çip eksikliği nedeniyle 10 gün süreyle kapatılacağını duyurdu. Reuters haber ajansının haberine göre Mercedes fabrikası, yedek parça yetersizliği nedeniyle toplam 18 bin 500 işçinin çalışma saatlerini azalttı.
Çip Krizi Ne zaman geçecek?
Bazı analistler, sorunun yarı iletken pazarındaki yükün azaldığı 2022 ortasına kadar çözüleceğini tahmin ederken, diğerleri 2021’in ikinci yarısında şimdiden gözle görülür yerleşim işaretleri olacağını tahmin ediyor.
Kesin olan bir şey var ki, tüm katılımcılar mikrodenetleyicilerin fiyatlarının 2-10 kat artmasına, hatta transistörlerin ve daha basit yarı iletkenlerin bile hemen hemen her yerde iki kat fiyat artışına maruz kalmasına katlanmakta zorlanıyor ve ayrıca çok büyük bir fiyat artışı var
Yarı iletken üreticileri, COVID-19’un başında belirsizlik nedeniyle acil durum frenini çekmemiş ve mümkün olduğunca üretmeye devam etmiş olsaydı, elbette bu sorun muhtemelen şimdi olmayacaktı.
Asıl kötü olan büyük kar edenler bu düzenin bozulmasını istemeyecek çip krizi çözülsede fiyatlar eskisi gibi olmayacak..
Yayım tarihi: 2022/09/26 Etiketler: çip krizi