'Det er ingen ende i sikte': alt å vite om den store mikrochipmangelen
Siden slutten av fjoråret har det vært en alvorlig mangel på mikrobrikker, som nå påvirker industrier over hele verden
Hvor ille er mangelen? Aldri sett noe lignende, twitret Teslas Elon Musk forrige måned. Siden slutten av 2020 har verden stått overfor en uventet mangel på mikrobrikker – de små integrerte kretsene som i dag finnes i praktisk talt alle produserte enheter med et batteri eller en plugg – fra brødristere til TV-er til kollisjonsputer til jagerfly.
Knappheten ble først sett i sofistikert forbrukerelektronikk: spillkonsoller som PlayStation 5 og den nye Xbox har hatt store ordrereserver; prisene på datagrafikkkort har skutt opp. Men fordi halvlederbrikker er så allestedsnærværende, har et stort antall bransjer blitt berørt.
Bilindustrien er hardest rammet av alle. Moderne biler kan lett inneholde 3000 brikker, og mangelen har bremset kjøretøyets samlebånd over hele verden: Den globale produksjonen vil falle med fire millioner biler, nesten 5 %, i år.
Hvorfor skjer det?
I de beste tidene er forsyningskjeder for chip vanskelige å opprettholde: det er en industri utsatt for overflod og mangel. Fabrikasjonsanlegg (fabrikker) for avanserte brikker er blant verdens mest komplekse produksjonsanlegg, og koster titalls milliarder dollar å bygge. Lasere skriver ut milliarder av transistorer på små områder av silisiumskiver; det kan ta tre til fire måneder å gjøre en stor silisiumplate til en brukbar batch med chips.
Så industrien har en tendens til å svinge mellom under- og overforsyning, i det økonomene kaller pork-syklusen: som med avlsgris, er det etterslep i produksjonen. Produsentene investerer når prisene er høye og opplever at de sitter igjen med for mye kapasitet når den endelig kommer i produksjon. For tiden er imidlertid trenden i bransjen en ubarmhjertig ekspansjon: grønn teknologi, nettsky, 5G, kunstig intelligens, kryptovaluta, robotikk – alle disse vekstområdene spiser opp chips. Og pandemien har bidratt til å skape den perfekte stormen.
Hvilken effekt hadde pandemien?
Det stengte ned mange fabrikker midlertidig. Samtidig skapte den store økningen i å jobbe hjemmefra, og økningen i etterspørselen etter hjemmeunderholdning, en økning i etterspørselen etter elektronikk. PC-salget steg med 13 % i fjor. Bare i New York City kjøpte utdanningsdepartementet 350 000 iPader. Videosamtaler betydde at datasentre trengte mer kapasitet.
Og under den verste pandemien stupte bilkjøpene. Så mens elektronikkselskapene kjøpte opp all tilgjengelig produksjonskapasitet, kansellerte bilprodusentene bestillingene deres. Men senere, da bilprodusentene var klare til å sette opp produksjonen igjen, befant de seg bakerst i køen: Det kan ta opptil seks måneder å starte produksjonen av spesifikke brikketyper på nytt.
Hvordan påvirker dette oss?
Tilgangen på biler for salg er satt til å bli begrenset senere i år på grunn av mangelen, advarte den ledende britiske motorforhandleren Pendragon forrige uke. Med færre biler å selge vil prisene stige; og førsteklasses elektroniske funksjoner som navigasjonssystemer eller ekstra skjermer blir droppet for å utvide tilgangen på brikker ytterligere.
Innen elektronikk har handelsprisene for dataminne steget rundt 30 % siden starten av 2020, og presset opp kostnadene for elementer som bærbare datamaskiner og skrivere. HP har hevet forbruker-PC-prisene med 8 % og skrivere med mer enn 20 % på et år. Prisene på TV-er, smarttelefoner og hvitevarer ser også ut til å øke. Brikkemangelen gjør også regjeringer bekymret.
Hvorfor er regjeringer bekymret?
Chips er nå en så viktig komponent i mange strategiske teknologier – fra forsvarssystemer til cybersikkerhet til fornybar energi – at produksjonen deres har blitt et stort geopolitisk problem: Politikere sier at chips er den nye oljen. De ble oppfunnet i USA, og mye av det banebrytende designet foregår fortsatt der, men rundt 80 % av produksjonen skjer nå i Asia fordi kostnadene er lavere: mest i Taiwan, Sør-Korea og Kina.
Verdens største produsent i volum er TSMC i Taiwan. Intel, basert i California, er størst målt i omsetning. Sammen med Sør-Koreas Samsung dominerer disse selskapene avanserte, spesialiserte brikker. Men Kina er posisjonert til å bli den største produsenten innen 2030: den siste femårsplanen setter målet om å dekke 70 % av halvlederbehovet innen 2025. Europa står for mindre enn 10 % av den globale brikkeproduksjonen.
Joe Biden holder opp en mikrobrikke mens han snakker under et møte med medlemmer av huset og senatet om forsyningskjedeforstyrrelser på grunn av koronavirus i Det ovale kontor i februar 2021
SAUL LOEB/AFP via Getty Images
Hva gjør myndighetene med det?
Forrige måned vedtok det amerikanske senatet Innovation and Competition Act, en regning på 250 milliarder dollar designet for å øke amerikansk halvlederproduksjon, sammen med vitenskapelig forskning og andre strategiske teknologier.
I mars la EU-kommisjonen frem en ambisiøs plan for å øke sin andel av det globale halvledermarkedet til 20 % innen 2030, og forpliktet 160 milliarder dollar av Covid-utvinningsfondet til teknologiske prosjekter. Storbritannia har lenge hatt en sterk tilstedeværelse i designsiden av bransjen, men få produsenter; Newport Wafer Fab, Storbritannias største brikkeprodusent, er kjøpt opp av Nexperia, et kinesisk eid selskap.
Hvor lenge vil mangelen vare?
Det er ingen ende i sikte. Intels administrerende direktør, Pat Gelsinger, sa at han tror det kan gå to år før produksjonen kan øke. Mangelen vil trolig fortsette i noen år, sa Michael Dell, administrerende direktør i Dell Technologies, tidligere på året. Slike som TSMC, Samsung og Intel investerer alle tungt.
Men selv om det bygges brikkefabrikker over hele verden, tar det tid, sier Dell. Mange selskaper undersøker sine forsyningskjeder: Tesla vurderer å kjøpe en chip-fabrikk direkte. Høyteknologiske industrier vil trolig komme seg først, mot slutten av dette året. Biler og husholdningsapparater, som bruker billigere, eldre brikker vil ta lengre tid: de er ikke så lønnsomme for produsentene, så det er ikke drivkraften for dem til å investere. Produktforsinkelser og mangel på deler vil fortsette en stund.
Mikrobrikkens triumf
En mikrobrikke er en samling av alt fra noen hundre til titalls milliarder av bittesmå kretser på en liten skive av silisium. Silisium er en halvleder - den kan enten lede elektrisitet eller inneholde den. På en brikke er silisiumtransistorer miniatyrbrytere som kan slås av og på av elektroniske signaler. Datamaskiner kjører med binær kode. Transistorer gjenspeiler dette: sifrene 1 og 0 brukt i binært representerer på- og av-tilstandene til en transistor. I hovedsak er brikkens jobb å sende elektroner rundt på en måte som er foreskrevet av datakode. Alle data på datamaskiner – tall, bilder, musikk, bilder – lagres og behandles på denne måten.
Ansatte hos den japanske mikroprosessorprodusenten Renesas Electronics i juni 2021
KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images
Oppfinnelsen av denne typen transistorer, ved Bell Labs i New Jersey i 1947, og dens økende miniatyrisering er ryggraden i moderne elektronikk. Moores lov, laget av brikkepioneren Gordon Moore, sier at antallet transistorer på en brikke dobles omtrent hvert annet år, noe som gjør datamaskiner stadig kraftigere.
Dagens avanserte brikker er svimlende komplekse: lasere avtrykker kretser bare 12 nanometer brede, lengden en negl vokser på 12 sekunder. Transistorer antas å være de mest produserte varene i verdenshistorien. Antall solgte mikrobrikker globalt i april nådde en rekord på nesten 100 milliarder.
The Week Unwrapped: Mote til leie, chipmangel og eutanasi
Du kan abonnere på The Week Unwrapped på Global spiller , Apple-podcaster , SoundCloud eller hvor du enn kommer, får du podcastene dine.
