Elemzés: a gazdasági visszaesés miatt enyhülhet az eddig kritikus chiphiány

2022. október 16. 11:15

A chiphiány globális probléma, amelyről néhány elemző a hiány kezdeti napjaiban azt jósolta, hogy hamarosan véget ér. Most több szakértő szerint a probléma még a jövő évben, sőt azon túl is fennállhat, mások szerint a világgazdaság visszaesése miatt már most enyhülni kezdett a félvezetőhiány. De miért van/volt egyáltalán chiphiány? A Makronóm elemzésében elmagyarázza a chiphiány okait, az eddigi legfontosabb fejleményeket és az iparág kilátásait.

Fekete Kíra

A félvezetőipar, amely létfontosságú alkatrészeket gyárt a mindannyiunk által használt technológiákhoz, az elmúlt évben a címlapokra került. És nem csak jó hírekről volt szó. Az ellátási hiányok – jól ismert – szűk keresztmetszetekhez vezettek az autóktól a számítógépekig mindenféle termék gyártásában, és rávilágítottak arra, hogy az apró chipek mennyire fontosak a világgazdaság zavartalan működéséhez. Világunk ugyanis, mint ezt most meg is tapasztalhattuk, sok szempontból a félvezetőkre épül.

A mindennapi életünk elképzelhetetlen lenne chipek nélkül

A gyártási folyamat az üres szilíciumszeletekkel kezdődik, melynek darabja néhány száz dollárba kerül, és ezekre égetik rá tranzisztorok milliárdjait. Az így legyártott chipek többsége telefonokba vagy speciális hardverekbe, úgynevezett GPU-kba kerül, amelyek a videojátékok, az AI és a kriptovaluta-bányászat motorjai. A végberendezések másik növekvő családját a csatlakoztatott eszközök alkotják, a fitneszkövetőktől kezdve az intelligens hűtőszekrényeken át az intelligens hangszórókig, amelyeket együttesen a dolgok internetének neveznek.

Itt jegyeznénk meg, hogy nem csak a csúcskészülékekhez kellenek chipek, hanem már egy hajszárítóban, vasalóban, kenyérpirítóban vagy villanykapcsolóban is sűrűn előfordul, nem is beszélve az autókról, ahol már az ajtók nyitását és az egyszerű világítást is chipek vezérlik, közel sem csak a hajtást vagy a vészfékezést és más „okos” funkciókat – egyáltalán nem véletlen, hogy a járműiparban okozza a legégetőbb problémát a chiphiány.

Az út következő szakasza az elektronikai gyártókhoz való szállítás, gyakran a tengerentúlra.

Mi okozta a chiphiányt?

A jelenlegi chiphiány fő kiváltója, hogy az iparági kereslet nagyobb, mint a kínálat. Ugyan a chiphiány 2021 januárja óta került be a köztudatba, valójában már 2018-ban kezdett körvonalazódni. A globális chiphiány feltárásához egészen 2018-ig kell visszamennünk, amikor a kereskedelmi háborúk bizonytalanságot ébresztettek az ellátási láncokban, ami 2019-ben és 2020-ban tovább fokozódott.

Rövid kitekintő: kereskedelmi háborúk és a COVID-járvány

A Trump-kormányzat 2018-as intézkedései miatt kereskedelmi háború alakult ki az USA és Kína között. „A kereskedelmi háború közvetlenül célba vette Peking azon törekvéseit, hogy vezető szerepet töltsön be a fejlett gyártási technológiák, például a félvezetők és az elektromos járművek területén” – írta Josh Zumbrun a Wall Street Journalban 2021 májusában.

Az amerikai kereskedelmi vámok első köre 2018-ban sújtotta a kínai importot, és olyan nyersanyagokra összpontosított, mint például a szilícium (a mikrochipek elsőszámú alapanyaga). Aztán jött a COVID-19 járvány. Ez a problémák teljesen új dimenzióját jelentette a chippiac számára.

A világjárvány hatalmas szerepet játszott a globális félvezetőhiányban. Több elemző, köztük Glenn O'Donnell, a Forrester kutatási igazgatóhelyettese szerint ez nagyrészt az olyan számítástechnikai szolgáltatók, mint a Microsoft Azure és az Amazon Web Services miatt alakult ki. Ezen cégek felhőalapú szolgáltatásai iránt ugyanis igencsak megugrott a kereslet, a szolgáltatók pedig bevásároltak a chipekből, hogy a megnövekedett igényeket ki tudják elégíteni.

A keresletnövekedés miatt a félvezetőkre épülő iparágaknak egy rendkívül bizonytalan és változékony gazdasági környezetben kellett küzdeniük a kereslet kielégítéséért. Ezt nehezítette, hogy a a chipgyártás a 2020-as év felében szünetelt a Covid-19 korlátozások miatt. Ez akkora hiányt okozott, hogy mire a termelés újraindult, a félvezetőgyártó vállalatok jócskán lemaradtak, miközben próbáltak alkalmazkodni a különböző ágazatokból érkező súlyos keresleti nyomáshoz.

2021: A chiphiány súlyosbodott

A chiphiány 2021 folyamán tovább súlyosbodott, amelyben a koronavírus, de a Kína és az USA közötti folyamatos kereskedelmi háború mellett más tényezők is szerepet játszottak. A káoszt tetézte a tajvani aszály, az ország fél évszázad óta legsúlyosabb szárazsága, ami még inkább zavart okozott a chipgyártásban – ugyanis a szilíciumszelet (amire a tranzisztorok kerülnek, és amiből így chip lesz) gyártása nagy mennyiségű vizet igényel.

Emellett a világjárvány kezdetén az autóipari vállalatok világszerte a kereslet csökkenésére számítottak, ezért úgy döntöttek, hogy kevesebb félvezetőt rendelnek, hogy csökkentsék a leállási időszakokban a készletköltségeket. Eközben a fogyasztók a leállások közepette a használt elektronikai eszközeiket újra cserélték, például a számítógépeiket, telefonjaikat, tévéjüket. A Sony is kiadta vadonatúj konzolját, a PlayStation 5-öt, amit milliók vásároltak meg. Tehát miközben az autóiparban csökkent a kereslet, minden más ágazatban nőtt.

Krízishelyzethez vezetett, amikor az autógyártók azzal szembesültek, hogy a chiphiány és a fogyasztói kereslet megváltozása miatt nem tudják folytatni a normál gyártást. Ennek következtében rengeteg megrendelést törölniük kellett, miközben a chipgyártók a fogyasztói termékekre összpontosítottak, hiszen erre volt nagyobb a kereslet. Miután a chipgyártók átállították működésüket, hogy az autók helyett inkább fogyasztási cikkekhez gyártsanak chipeket, még nagyobb hiány alakult ki az autóipari chipekből, és

az év folyamán rengeteg autógyártó kénytelen volt szüneteltetni egyes gyártási folyamatait.

A jéghegy csúcsa a Renesas Naka gyárában márciusban kitört tűz volt. Ez egy olyan épületet érintett, ahol a vállalat autóipari szilíciumszeleteinek kétharmadát gyártották, ami így újabb problémákat okozott az autógyártóknak. Ekkoriban történtek itthon is a nagy autóipari gyárleállások.

A világ félvezető iparágának legnagyobb szereplői:

2022: megérkezik a széleskörű, globális chiphiány

A globális félvezető-értékesítés várhatóan emelkedni fog. 2021-ben 20 százalékkal nőtt az értékesítés, és a Semiconductor Industry Association szerint 2022-ben további 9 százalékkal, 574 milliárd dollárra emelkedik. A 300 mm-es szilíciumszeletek piaca 2027 végére várhatóan eléri a 10,570 milliárd USD-t, és a következő öt évben 5,1 százalékos összetett éves növekedési rátával bővül. Egyelőre azonban egy helyben toporog a piac.

A számítógépes chipek hiánya a kereslet növekedésével újabb befektetéseket ösztönöz az iparágba. Több chipgyártó, például az Intel vagy a TSMC már bejelentette, hogy több milliárd dolláros chipgyárak építését tervezi, a Deloitte pedig arra számít, hogy a kockázati tőkebefektetők világszerte együttesen 6 milliárd dollárt fektetnek a félvezetőkbe 2022-ben.

Ugyanakkor már nyáron megjelentek azok a hangok, miszerint a komoly problémák jelentősen enyhülnek azáltal, hogy a világgazdaság közel sem teljesít úgy a következő hónapokban, mint akárcsak 2022 tavaszán azt előre jelezték.

Ennek megfelelően enyhülhet a chiphiány.

Egyes vállalatoknál már idén is tapasztalhatjuk a chiphiány enyhülését, míg egyes ágazatoknak 2024-ig várniuk kell ahhoz, hogy érezzék az enyhülést.

Az USA szerepe a globális chiphiányban

Az iparág nagymértékben függ az Egyesült Államoktól, mivel meghatározó részesedéssel rendelkezik a piacon. Az ország vezetésében bekövetkezett változásokkal az USA 2018-tól kereskedelmi korlátozásokat kezdett bevezetni Kínával szemben, és ha a korlátozások folytatódnak, az ország várhatóan 16 százalékos csökkenést szenved el a piaci részesedésében. Ezért a Kínával szembeni növekvő feszültség várhatóan csökkenteni fogja az amerikai félvezetőpiac dominanciáját, és a hangsúly várhatóan az ázsiai és csendes-óceáni térségre helyeződik át az elkövetkező években.

Továbbá gyakorlatilag minden ipari termékre és anyagra vámokat alkalmaznak. Ezek a vámok hatással vannak az alkatrészek importjára és exportjára, ami közvetlenül befolyásolja a chipek gyártási költségeit.

A „Chipek és a tudomány” nevű törvénnyel száll szembe az USA a kínai ipar térnyerésével

A törvény mintegy 52 milliárd dollár kormányzati támogatást nyújt az amerikai félvezetőgyártás számára, valamint 24 milliárd dollár értékűre becsült beruházási adókedvezményt biztosít a chipgyártó üzemek számára – írta korábban a Makronóm.

A jogszabály emellett öt év alatt több mint 170 milliárd dollárt engedélyezne az amerikai tudományos kutatás fellendítésére, hogy jobban tudjanak versenyezni Kínával.

A törvény mintegy 52 milliárd dollár kormányzati, valamint 24 milliárd dollár értékűre becsült beruházási adókedvezményt biztosít a chipgyártó üzemek számára – írta korábban a Makronóm. A jogszabály emellett öt év alatt több mint 170 milliárd dollárt engedélyezne az amerikai tudományos kutatás fellendítésére, hogy jobban tudjanak versenyezni Kínával.

Kína felemelkedése

Annak ellenére, hogy az Egyesült Államok megpróbálja irányítása alá venni a világ chipellátását, a Global Times szerint, a kínai chipipar stabilan fejlődik, legyen szó akár a technológiákról, akár a piacokról. Szerintük

Kína körülbelül három-öt éven belül áttörést fog elérni a kulcsfontosságú technológiákban.

Technológiai oldalon a kínai vállalatok is gyorsan haladnak előre. Az ország chip-óriása, a Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC) bejelentette, hogy áttörést ért el az első generációs FinFET technológiában, és 2019 negyedik negyedévében tömeggyártásba kezdett.

Kína sürgető igénye a chipipari függetlenség iránt sokat erősödött az elmúlt években. Ez az ipari, a kutatási és az egyetemi oldal megerősödését eredményezte az iparban. A technológiák terén Kína is ugrásszerűen halad előre, bár még számos technológiai akadályt kell áttörnie, viszont 3-5 év stabil fejlődés után képes lehet arra, hogy ezeket a szűk keresztmetszeteket feloldja.

Az ázsiai országok már egymással versenyeznek a legjobb chipgyártási mérnökökért. Tajvan agyelszívással gyanúsítja Kínát. A kínai kereskedelmi minisztérium pedig felfüggesztette a Tajvanba irányuló homokexportot.

Mikor lesz vége a chiphiánynak?

A félvezetők hiánya már hosszú ideje sújtja a globális piacokat, és komoly károkat okozott az érintett iparágakban. Ezután sokan feltehetik maguknak a következő kérdést: Véget ér-e valaha is a chiphiány? Az amerikai Kereskedelmi Minisztérium 2022 januárjában közzétett jelentése riasztó chiphiányt mutatott ki; a chipek iránti kereslet 2021-ben 17 százalékkal volt magasabb, mint két évvel korábban. Az amerikai kormányzat szerint a medián készlet a korábbi 40 napról kevesebb mint öt napra csökkent. Ennek megfelelően

a chiphiány vége 2022-ben még nem látszik.

A Deloitte nemrégiben azt nyilatkozta, hogy várakozásai szerint a félvezetőhiány 2023 elejéig tart majd.

Reményre ad okot, hogy az elektronikai eszközben megtalálható félvezetőket, chipeket gyártó vállalatok részvényei zuhantak, ez pedig arra utal, hogy csökken a kereslet a chipek iránt. A philadelphiai félvezetőindex az elmúlt négy hétben 11 százalékot esett, a Nasdaq100 ilyen indexe 7 százalékot csökkent, az egyik vezető cég, az Nvidia papírjainak ára pedig idei mélypontjukon forognak.

Évtizedes növekedés köszönthet be a chipek piacán

A globális félvezetőipar az előrejelzések szerint 2030-ra trillió dolláros iparággá válik.

Az olyan megatrendek közepette, mint a távmunka, a mesterséges intelligencia növekedése és az elektromos járművek iránti ugrásszerű kereslet, a gyártóknak és tervezőknek a kanyarban kell előzniük a kínálkozó lehetőségek learatásához. A McKinsey előrejelzései szerint

a növekedés mintegy 70 százalékát mindössze három iparág fogja generálni: az autóipar, a számítástechnika és adattárolás, valamint a vezeték nélküli hálózatok.

A legerősebben növekvő szegmens valószínűleg az autóipar lesz, ahol a kereslet megháromszorozódhat olyan innovációknak köszönhetően, mint az autonóm vezetés és az e-mobilitás. A félvezetők iránti keresletnek 2021-ben mindössze 8 százalékát tette ki az autóipar, az évtized végére azonban a kereslet 13-15 százalékát képviselheti. Ez alapján a szegmens az elkövetkező években az iparági bővülés akár 20 százalékáért is felelős lehet.

A számítási és adattárolási piac 4-6 százalékos növekedését a szerverek iránti kereslet táplálhatja az AI és a felhőalapú technológiák terjedésével – derül ki az elemzésből. A vezeték nélküli szegmensben eközben az okostelefonok adhatják a bővülés nagy részét.

A félvezetőipar kilátásai – a sok, rövid távú bizonytalanság ellenére – mindenképpen fényesnek tűnnek, a kereslet-kínálat eltérései miatti esetleges rövid távú ingadozások, valamint a változó globális gazdasági és geopolitikai kilátások ellenére is. Mivel a növekedés hosszabb távon folytatódni fog, az iparág vezetőinek feladata az lesz, hogy stratégiai szemlélettel a K+F-re, a gyártásra és a beszerzésre összpontosítsanak, illetve feltárják a lehetőségeket rejtő területeket.

Mik azok a félvezetők?

A félvezető egy vezető és egy szigetelő között helyezkedik el, és nagyrészt az elektronikus chipek, számítástechnikai alkatrészek és eszközök fejlesztésénél használják. Általában szilícium, germánium vagy más tiszta elemek felhasználásával hozzák létre.

A félvezető egy olyan fizikai anyag, amelyet arra terveztek, hogy az elektronikus eszközökben és berendezésekben az áram áramlását irányítsa és szabályozza.

A félvezetőket úgy hozzák létre, hogy szennyeződéseket adnak az elemhez (dópolás). Az elem vezetőképessége vagy induktivitása a hozzáadott szennyeződések típusától és intenzitásától függ. A chipekben leggyakrabban használt félvezető elem a szilícium.

Szilícium

A szilícium a második leggyakoribb elem a Földön, a földkéreg közel több mint 25 százalékát teszi ki tömegét tekintve. Bár szabad elemként nem található meg a természetben, oxidként és szilikátokként előfordul, többek között az achát, az ametiszt, a citrin, a jáspis, a tűzkő, az opál, a kvarc és homok formájában.

Digitális arany

A szilícium ugyan nagymértékben fellelhető, de a csúcskategóriás elektronika kiváló minőségű összetevőket igényel. A legtisztább szilícium a kvarckőzetben található, és a világ legtisztább kvarcát az Egyesült Államokban, az észak-karolinai Spruce Pine közelében lévő kőbányából nyerik. A világ digitális eszközeinek milliói – talán még az ön kezében lévő telefon vagy az asztalán lévő laptop is - ennek az észak-karolinai kisvárosnak egy darabját hordozza magában.

A Spruce Pine környéki kőzetek egyedülállóak, itt ugyanis magas a szilícium-dioxid és alacsony a szennyeződések aránya, ezért a régióban évszázadok óta bányásznak drágaköveket. A kvarcot eleinte a bányászok értéktelennek tartották, ezért nem is foglalkoztak vele. Aztán az 1980-as években jött a félvezetőipar fellendülése, és a kvarc fehér arannyá változott.

A félvezető egy vezető és egy szigetelő között helyezkedik el, és nagyrészt az elektronikus chipek, számítástechnikai alkatrészek és eszközök fejlesztésénél használják. Általában szilícium, germánium vagy más tiszta elemek felhasználásával hozzák létre. A félvezető egy olyan fizikai anyag, amelyet arra terveztek, hogy az áram áramlását irányítsa és szabályozza. A félvezetőket úgy hozzák létre, hogy szennyeződéseket adnak az elemhez (dópolás). Az elem vezetőképessége vagy induktivitása a hozzáadott szennyeződések típusától és intenzitásától függ. A chipekben leggyakrabban használt félvezető elem a szilícium. A szilícium a második leggyakoribb elem a Földön, a földkéreg közel több mint 25 százalékát teszi ki tömegét tekintve. Bár szabad elemként nem található meg a természetben, oxidként és szilikátokként előfordul, többek között az achát, az ametiszt, a citrin, a jáspis, a tűzkő, az opál, a kvarc és homok formájában. A szilícium ugyan nagymértékben fellelhető, de a csúcskategóriás elektronika kiváló minőségű összetevőket igényel. A legtisztább szilícium a kvarckőzetben található, és a világ legtisztább kvarcát az Egyesült Államokban, az észak-karolinai Spruce Pine közelében lévő kőbányából nyerik. A világ digitális eszközeinek milliói – talán még az ön kezében lévő telefon vagy az asztalán lévő laptop is - ennek az észak-karolinai kisvárosnak egy darabját hordozza magában. A Spruce Pine környéki kőzetek egyedülállóak, itt ugyanis magas a szilícium-dioxid és alacsony a szennyeződések aránya, ezért a régióban évszázadok óta bányásznak drágaköveket. A kvarcot eleinte a bányászok értéktelennek tartották, ezért nem is foglalkoztak vele. Aztán az 1980-as években jött a félvezetőipar fellendülése, és a kvarc fehér arannyá változott.