Skip to content Skip to left sidebar Skip to right sidebar Skip to footer

Недостиг на чипове за пазара на големите играчи

Недостиг на чипове

Недостиг на чипове за пазара на големи играчи.

Повечето от 1,4 милиарда процесори за смартфони се произвеждат и доставят от TSMC. Intel притежава 80% от пазара на компютърни процесори. Samsung доминира чиповете за памет.

Защо производителите не увеличават производството на чипове? Защо недостигът на полупроводници удря техногигантите и производителите на автомобили? Отговорът е банално прост: изграждането на предприятия за производство на полупроводници отнема години и милиарди инвестиции.

Дори и при наличието на ресурси, никой не може да гарантира успех на бизнеса. В тази индустрия икономиката е толкова жестока, че можете да загубите, ако вашият производствен опит дори леко изостава от опита на конкурентите. Бившият шеф на Intel Крейг Барет нарече микропроцесорите на компанията си най-сложните устройства, създавани някога от човека.

Ето защо страните са изправени пред такива трудности при постигането на полупроводникова самодостатъчност. Китай призова независимост в областта на производството на чипове основен приоритет на националната политика в последния петгодишен план, както президентът на САЩ Джо Байдън обеща да изгради защитена американската верига за доставки чрез възраждане на местното производство. Дори Европейският съюз обмисля мерки за производство на собствени чипове. Но успехът не е гарантиран за никого, а недостиг на чипове реален.

Производството на един чип обикновено отнема повече от три месеца. Той включва гигантски фабрики, стерилни помещения, машини от няколко милиона долара, разтопен калай и лазери. Крайната цел е да се превърнат силициевите пластини – елемент, извлечен от обикновен пясък-в мрежа от милиарди малки превключватели, наречени транзистори. Те от своя страна формират основата на схема, която в крайна сметка ще осигури критични функции за телефон, компютър, кола, пералня или сателит.

Малки, но сложни.

Повечето чипове са групи от схеми, които изпълняват софтуер, манипулират данни и управляват функциите на електронните устройства.

Производителите на чипове се стремят да поставят възможно най-голям брой транзистори в чиповете, като по този начин подобряват производителността и правят устройствата по-енергийно ефективни. Първият микропроцесор на Intel – серия 4004-е произведен през 1971 г.и съдържа само 2300 транзистора с размер на възела от 10 микрона или 10 милиона метра. Безспорното лидерство на Intel през следващите десетилетия обаче приключи между 2015 и 2020 година. Тогава конкурентите на компанията – Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. и Samsung Electronics Co. – започнаха да създават чипове с по-добри транзистори и размери до 5 нанометра (т.е. 5 милиардни от един метър). За сравнение, средната човешка коса е с дебелина 100 000 нанометра.

Като в операционна.

Преди да преминете към преработката на силиций в чипове, трябва да създадете стерилни помещения.

Отделните транзистори могат да бъдат много пъти по-малки от вирус. Само една прашинка заплашва да предизвика хаос и многомилионни загуби. За да намалят този риск, производителите на чипове поставят своите производствени машини в помещения, които нямат почти никакъв прах.

За да се поддържа такава среда, въздухът се подлага на постоянна филтрация и много ограничен брой хора могат да влязат в стаята. Ако повече от един или двама работници се появят на линията за производство на чипове, обвити от главата до петите в защитно съоръжение, вероятно нещо се е объркало. Истинските гении зад дизайна и разработването на полупроводници работят на много километри от производствената площадка.

Недостиг на чипове

Служител в защитни костюми в стерилна зала в завода за полупроводници GlobalFoundries, Малта, Ню Йорк, САЩ.

 

Дори при спазване на всички предпазни мерки, силиконовите пластини по никакъв начин не могат да бъдат докосвани или изложени на въздух. Те се движат между машините в специални касети, които носят роботи, които се движат по релсите в тавана.

Скъпа икономика

Чип фабриките работят 24 часа в денонощието, седем дни в седмицата. Има една причина за това и тя е цената. Изграждането на фабрика на входно ниво, която произвежда 50 000 плочи на месец, струва около $ 15 млрд. Продажбите на този пазар през 2020 г. за първи път надхвърлиха $60 млрд.

Недостиг на чипове

Продажбите на оборудване, използвано за производство на чипове, са се удвоили от 2015 г. насам. Източник: SEMI

Повечето от тези инвестиции дойдоха в три компании: Intel, Samsung и TSMC. Техните фабрики са най-модерните и струват повече от $20 милиарда всяка. TSMC планира да похарчи 28 милиарда долара за нови заводи и оборудване тази година макар това да не решава въпроса с недостиг на чипове в бъдеще.

За да бъде бизнесът рентабилен, производителите на чипове трябва да получат $ 3 милиарда печалба от всяка фабрика. Но днес само най-големите компании, по-специално трите лидери, чиито общи приходи през миналата година възлизат на 188 милиарда долара, могат да си позволят да построят няколко завода.

Недостиг на чипове

Източник: Nvidia