Чому виникла світова криза напівпровідників та як її подолати
Що може бути спільного між кавоваркою та мобільним телефоном, автомобілем чи пральною машиною? Відповідь доволі несподівана — напівпровідники. Саме за допомогою них створюється більшість сучасної електроніки, що нас оточує. Від сучасних планшетів до потужних комп'ютерів, від передових автомобілів до пристроїв побутової техніки — напівпровідники знаходять своє застосування у найрізноманітніших пристроях. Їх використання охоплює навіть такі сфери, як військова техніка, де напівпровідники застосовують у балістичних ракетах ATACMS та ракетних комплексах Patriot.
Таке стрімке зменшення техпроцесу дозволяє зменшувати розмір мікрочіпів і збільшувати їхню продуктивність. Таким чином, на прилавках наших магазинів з'являється все більше нових винаходів, які технічно були неможливими раніше, наприклад розумні годинники чи мініатюрні глюкометри, бездротові навушники чи USB-накопичувачі на сотні гігабайтів.
Проте у 2019 році виникла світова криза напівпровідників, яка поставила під удар усю світову економіку.
Як та чому виникла криза напівпровідників, що триває дотепер
Глобальна криза напівпровідників викликана поєднанням різних подій. Вона виникла за ефектом снігової кулі та за принципом ідеального шторму. Першопричинами цього явища стали:
- пандемія COVID-19;
-
збої у ланцюгах поставок та логістиці;
-
збільшення світового попиту на персональні комп'ютери на понад 13% (що було зумовлено світовим локдауном);
-
ріст попиту на відеокарти, пов'язаний із популярністю криптовалют;
-
погодні умови в регіонах виробництва, через які тимчасово закрилось декілька заводів з виготовлення мікрочіпів;
-
повномасштабна війна в Україні, яка призвела до стрімкого зростання цін на неон та ускладнення логістики.
Ці фактори призвели до збільшення попиту на електроніку й зменшення потужностей виробництва. Важко було не помітити, як стрімко злетіли ціни на електроніку у всьому світі. Навіть такі корпорації як Microsoft та Sony зіштовхнулись з критичними проблемами у виготовленні своїх ігрових консолей нового покоління, і, як наслідок, сотні тисяч людей не могли отримати придбаний товар вчасно.
За даними досліджень, дефіцит мікросхем безпосередньо впливає на 169 галузей. Найбільш залежні – автомобільна та електронна промисловості, проте навіть виробництво банківських карток та інших пристроїв постає перед труднощами через брак напівпровідників.
Окрім того, мікросхеми використовуються не лише у кінцевих товарах, але й на виробничих лініях таких звичайних речей, як стаканчики для кави. Відтоді вартість продуктів збільшується, а якість — зменшується. Через нестачу напівпровідників виробники можуть відтермінувати випуск нової продукції, що призведе до дефіциту цілих груп товарів. Водночас дефіцит мікросхем може мати й інші наслідки:
- Зростання цін. Нестача напівпровідників може призвести до підвищення цін на продукти, адже зменшення пропозиції при збереженні або збільшенні попиту призводить до зростання цін на ринку. Це може вплинути на споживчі витрати та призвести до збільшення вартості більшості доступних продуктів. Нестача мікросхем має вплив на будь-які товари, які виготовляються на автоматизованих виробничих лініях або використовують технічні засоби для видобутку чи обробки.
- Обмеження в інноваціях. Оскільки напівпровідники широко використовуються у різних продуктах, від мобільних телефонів до штучного інтелекту, нестача мікросхем обмежить розвиток нових технологій. Компанії, які залежать від постачання мікросхем, матимуть труднощі з розробкою нових продуктів та впровадженням нових технологій у своїх галузях.
- Наслідки для сфери послуг. Нестача мікросхем також може суттєво вплинути на сектор послуг, зокрема на ті галузі, що залежать від технологій та електроніки. Наприклад, компанії, що надають послуги ремонту електроніки або ІТ-консалтингу, можуть зазнати скорочення попиту або затримок у наданні послуг через відсутність необхідних компонентів.
З огляду на можливі затримки у виробництві, зменшення обсягів продажів, зростання цін та вповільнення прогресу можуть призвести до загального скорочення світового економічного зростання. Виникає логічне запитання — чому вже понад три роки світ бореться з кризою напівпровідників?
Зменшення кількості браку — один зі шляхів до подолання кризи напівпровідників
Одним з ключових викликів у виробництві є саме тривалість процесу “вирощування” напівпровідників, який тісно пов’язаний з фотолітографією. Наприклад, терміни виконання замовлень (від розміщення самого замовлення до фактичного отримання товару) на виготовлення мікрочіпів збільшились із середніх 12,2 тижнів, до 22,2 у лютому 2020 через пандемію COVID-19. У 2022 році цей період збільшився до 26 тижнів.
Українські інженери з компанії GlobalLogic вже багато років роблять внесок у вирішення цієї глобальної кризи та займаються аналізом виготовлених мікрочіпів за допомогою математичних алгоритмів та машинного навчання, вирішуючи декілька ключових питань:
-
1
Зменшення відсотка браку та робота зі “сплесками” браку на технічних лініях.
-
2
Перехід на новий техпроцес.
-
3
Налаштування вже наявних та створення нових мікрочипів.
Це дозволяє кінцевим компаніям побудувати цілісну картину та внутрішню структуру мікрочіпа у себе на комп'ютері, швидше знаходити “відхилення” у виготовлених приладах, віднайти помилки, які були допущені на етапі “вирощування” та налаштувати цей процес.
Так компанії отримують можливість швидше перейти на новий техпроцес, виготовляти мікрочипи з меншим відсотком браку та доставляти свої продукти у швидші терміни. У результаті ми бачимо поступове зниження цін на електроніку та зменшення загального дефіциту напівпровідників.
Успіх сучасних технологічних компаній полягає у поєднанні інноваційних рішень та постійному вдосконаленні виробничих процесів. У світі, де дефіцит напівпровідників загрожує технологічному прогресу, модернізація та оптимізація виробництва, разом з удосконаленням контролю якості стають одними з ключових та дієвих рішень, адже кожен бракований напівпровідник сповільнює прогрес.
