Όλη η ζωή μας έχει γίνει έναν semiconductor. Θα σου έλεγα chip, αλλά επειδή κάποιων ο νους θα πάει στο κακό, θα προτιμήσω το ‘ημιαγωγός’. Είναι ο λόγος που δεν βρίσκεις ένα αυτοκίνητο διαθέσιμο (προ του εξαμήνου) στις αντιπροσωπείες και που αν θες καινούργιο κινητό, επίσης θα χρειαστείς υπομονή -ή αλλαγή πλάνων. Αν έχει τύχη να χρειαστείς κάρτα γραφικών για υπολογιστές, θα ξέρεις πως δεν μπορείς να βρεις ούτε για δείγμα -ακόμα και αν πληρώσεις τα διπλάσια.

Προφανώς και ό,τι συμβαίνει στη μικρή γωνία της γης που λέγεται Ελλάδα, δεν συμβαίνει μόνο εδώ. Ο κόσμος όλος έγινε έρμαιο της βολής που μας πρόσφερε η τεχνολογία. Μετά ήλθε ο κορονοϊός να τα διαλύσει όλα -μα όλα. Να δούμε όμως, τα πρακτικά θέματα που υπάρχουν με την τεχνολογία, τα οποία δεν σκεφτόσουν όταν αγόραζες τη μια ηλεκτρική συσκευή μετά την άλλη, στην καραντίνα. Ναι, είναι δεδομένο πως κάποιες τις είχες ανάγκη, λόγω Covid-19. Ενόσω οι εργαζόμενοι αγόραζαν συσκευές, οι μεγάλοι καταναλωτές (επιχειρήσεις εθνικού και παγκοσμίου βεληνεκούς) ψώνιζαν servers, γιατί κάπως έπρεπε να ‘ζήσουν’. Και κάπως έτσι φτάσαμε σε έλλειψη ενός πολύ μικρού (σε μέγεθος) πράγματος που επηρεάζει περισσότερες από 169 βιομηχανίες.

Πριν περάσουμε στο θέμα μας, θα ήθελα να μου πεις τι έχεις ακούσει εσύ για το πρόβλημα

α) όλα τα chip πήγαν στα bitcoin

β) το πλοίο που ‘κόλλησε’ στη Διώρυγα του Σουέζ ήταν γεμάτο τσιπάκια (οπότε όλα πήγαν λάθος και πίσω, χρονικά) ή

γ) η αυτοκινητοβιομηχανία ολιγώρησε, καθώς έκρινε ότι δεν θα αγοράσει κανείς νέα οχήματα μέσα στην πανδημία και δεν ασχολήθηκε με την εξασφάλιση των chip;

Semiconductor ή αλλιώς εγκέφαλος

Για να εξηγήσουμε τι είναι ο semiconductor -σε απλά ελληνικά- ζητήσαμε τη βοήθεια του Βασίλη Δεληγεωργίου, ειδικού επί του θέματος (computer engineer). Τι είναι λοιπόν, ο ημιαγωγός που δεν υπάρχει ούτε για δείγμα -όπως δεν υπάρχουν αυτοκίνητα στις αντιπροσωπείες;

“Είναι ο εγκέφαλος της όποιας συσκευής. Το βασικό που χρειάζεται για την όποια επεξεργασία”. Να δώσουμε και ένα παράδειγμα. “Μια σκούπα ρομπότ νέας τεχνολογίας χρησιμοποιεί σειρά chip για τη χαρτογράφηση του σπιτιού και για να ‘αποφασίσει’ τις κινήσεις της. Σε πολύ απλά ελληνικά, ‘στέλνει’ ακτίνες λέιζερ στο σπίτι και βλέπει τι έχει μπροστά της. Το λέιζερ ‘στέλνει’ την πληροφορία μέσω του σένσορα (lidar -επίσης ανήκει στην κατηγορία των ημιαγωγών) στο chip που ‘αποφασίζει’ αν θα βάλει τις ρόδες να στρίψουν δεξιά -ή αριστερά ή όπου χρειάζεται-, βάσει της πληροφορίας που έχει ‘πάρει’ από το lidar”.

Αυτά τα chip είναι λιγότερο υψηλής τεχνολογίας. Στο πρώτο επίπεδο είναι εκείνα που χρησιμοποιούνται στους υπολογιστές, όπου προφανώς υπάρχουν εξαιρέσεις, καθώς κάποιοι χρησιμοποιούν chip χαμηλότερης ‘τεχνολογίας’. Αυτό ισχύει και για τα αυτοκίνητα. Τα Tesla έχουν αυτά της υψηλής τεχνολογίας. Άλλα λιγότερο υψηλής. Κράτα οι semiconductors χρησιμοποιούνται -με την όποια μορφή τους- παντού.

Χωρίς αυτούς, τα σύγχρονα αυτοκίνητα (έχουν από 1400 έως 1500 chip -κάποια φτάνουν τα 3000) δεν μπορούν να έχουν infotainment, αποδοτικότητα καυσίμου, ασφάλεια και ό,τι άλλο από όσα ‘αποφασίζει’ το αυτοκίνητο πως πρέπει να ‘χρησιμοποιήσει’ για εσένα, χωρίς εσένα. “Η τεχνολογική εξέλιξη ενός chip εξαρτάται aπό το μέγεθος της πύλης του τρανσίστορ σε νανόμετρα. Όσο μικρότερο είναι το νούμερο, τόσο περισσοτερα στοιχεία χωρούν σε μια μονάδα χώρου”. H εταιρία που καλύπτει το 50% της παγκόσμιας αγοράς (ΤSMC) έχει επεξεργαστές 10 νανομέτρων και ανταγωνίζεται με τη Samsung για το ποιος θα ‘βγάλει’ πρώτος αυτόν των 3 nm.

Σημείωσε σε παρακαλώ πως ημιαγωγοί χρησιμοποιούνται και στο cloud computing, τα δίκτυα 5G και την τεχνητή νοημοσύνη -όπως φυσικά και στα ιατρικά μηχανήματα και οι εξ αποστάσεως πρακτικές της ιατρικής. Ναι σε ό,τι χρησιμοποιήθηκε κατά κόρον παγκοσμίως, στα lockdown.

“Η ευρεία έλλειψη των chipsπροέκυψε σχετικά πρόσφατα. Τα πρώτα σημάδια εμφανίστηκαν το 2020 με τις κάρτες γραφικών να πουλιούνται σε πολύ μεγαλύτερες τιμές από αυτές που πρότειναν οι κατασκευαστές.”

Στην πραγματικότητα είχε ξεκινήσει και από το 2017 με την εξόρυξη κρυπτονομισμάτων. Αυτό έκανε αδύνατη τη δημιουργία υπολογιστή με νέα εξαρτήματα -αφού δεν υπήρχαν εξαρτήματα. Με την πανδημία άρχισε να παρατηρείται το φαινόμενο των καθυστερήσεων στις αποστολές, οι άνθρωποι οδηγήθηκαν στην τηλεργασία και οι εργοδότες άρχισαν να αγοράζουν όσα χρειάζονταν, για να κρατήσουν ‘ζωντανές’ τις επιχειρήσεις τους. H έκρηξη στη χρήση του Zoom έκανε ανέφικτη την κοινή χρήση ενός οικογενειακού υπολογιστή, εκτοξεύτηκαν οι πωλήσεις των tablets και αποτέλεσε πραγματικότητα η μεγαλύτερη ζήτηση υπολογιστών, της τελευταίας δεκαετίας. Αυτό έκανε ακόμα μεγαλύτερη την πίεση όσων κατασκεύαζαν επεξεργαστές.

Ο λόγος που είδες να λανσάρεται νέο μοντέλο κονσόλας, είναι γιατί η κατασκευάστρια εταιρία είχε προλάβει να κάνει τις παραγγελίες της και να μπει στη ‘σειρά’ της μηχανής παραγωγής, πριν προκύψει συνωστισμός και πρόβλημα.

Δεν είναι ώρα να πάρεις καινούργιο αυτοκίνητο

Η αυτοκινητοβιομηχανία χρησιμοποιεί το 15% της παγκόσμιας παραγωγής chip. Στο δεύτερο τετράμηνο του 2020 μείωσε κατά 90% την παραγωγή σε Κίνα, Βόρειο Αμερική και Ευρώπη. Έκλεισαν οι εκθεσιακοί χώροι, μειώθηκε το προσωπικό -λόγω των κανονισμών δημόσιας υγείας- και οι ταξινομήσεις -στο τέλος της ημέρας, ποιος θα αγοράσει νέο αυτοκίνητο, αφού κανείς δεν κυκλοφορούσε; Οι semiconductors που έμειναν διαθέσιμοι δόθηκαν για άλλες συσκευές των οποίων οι πωλήσεις εκτινάχθηκαν -όπως εκτινασσόταν και το online shopping. Τώρα οι car makers ενημερώνουν ότι η φετινή παραγωγή μειώθηκε κατά 7.7 εκατομμύρια οχήματα. Να σου δείξω κάτι (το γεμάτο αυτοκίνητα πάρκινγκ της Ford στο Kentucky, τα οποία είναι έτοιμα, αλλά δεν μπορούν να λειτουργήσουν και άρα να παραδοθούν χωρίς chip), να καταλάβεις τι ακριβώς ζουν.

H Τoyota μείωσε την παγκόσμια παραγωγή κατά 40% το Σεπτέμβριο του 2021, όταν η General Motors ανακοίνωσε πως θα σταματήσει την παραγωγή στα εργοστάσια της Βορείου Αμερικής για δυο εβδομάδες. Γενικά, δεν υπάρχει εταιρία που φτιάχνει αυτοκίνητα και να μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις. Κάποιες (Nissan, Suzuki, Kia κλπ) δημιούργησαν ειδικές ομάδες που διαχειρίζονται το θέμα. H δε, Volkswagen Group (Audi, Bentley, Bugatti, Lamborghini, Porsche, SEAT, Škoda, RUF και Volkswagen) ομολόγησε πως το πρόβλημα δεν θα λυθεί κάπου εδώ κοντά, με την BMW να δίνει ως χρονικό πλαίσιο τους έξι μήνες με τον ένα χρόνο -μέχρι να ομαλοποιηθεί η κατάσταση. Την ίδια ώρα, όλοι κάνουν τεράστιες επενδύσεις για να έχουν μόνο ηλεκτρικά αυτοκίνητα, πριν το τέλος της δεκαετίας και στο πλαίσιο αυτό θέλουν να φτιάξουν δικά τους εργοστάσια παραγωγής μπαταριών. Για την ιστορία, η Samsung έχει ήδη ένα -όπως η LG, η Panasonic και η SK Innovation.

Δεν είναι καιρός να σπάσεις το κινητό σου

Τα smart phones είναι μια από τις ηλεκτρονικές συσκευές που επηρεάστηκαν τελευταίες, από την έλλειψη εξαρτημάτων και δη semiconductors, με την Apple να ενημερώνει προ ημερών ότι η διαθεσιμότητα των iPhone 13 θα είναι περιορισμένη τον προσεχή χρόνο, εξαιτίας της έλλειψης των chip. Έτσι, θα ‘βγάλει’ 10 εκατομμύρια λιγότερες μονάδες. Η Samsung Electronics πoυ παράγει και ό,τι περιλαμβάνουν οι ηλεκτρονικές συσκευές που έχουν το σήμα της, το 2020 έβγαλε από τους semiconductors το 1/3 των ακαθάριστων εσόδων της (200.600.000.000 δολ.).

Ειρήσθω εν παρόδω, η κινητή τηλεπικοινωνία (είναι στο Νο1 του τομέα, παγκοσμίως) της έδωσε 82.950.000.000 δολάρια. Eν τούτοις και αυτή επηρεάστηκε από τις ελλείψεις, όπως όλοι οι παραγωγοί κινητών τηλεφώνων που έλαβαν το 70% όσων είχαν ανάγκη για να κάνουν δουλειά.

Δεν προλαβαίνει η παραγωγή να καλύψει τη ζήτηση

Από τη στιγμή που ολοένα και περισσότερα πράγματα λειτουργούν με ημιαγωγούς (δεδομένου ότι η τεχνολογία αναπτύσσεται πολύ γρήγορα), θα έλεγες πως ήταν αναμενόμενη η αύξηση στη ζήτηση. Γιατί λοιπόν, υπάρχει πρόβλημα;

“Οι παράγοντες που οδήγησαν στο πρόβλημα που υπάρχει τώρα, είναι πολλοί. Επί παραδείγματι, κάποιοι semiconductors φτιάχνονται από πυρίτιο και το υλικό αυτό είναι σε έλλειψη”. Επίσης, όπως σου είπα νωρίτερα, όσο ο μέσος καταναλωτής αυτού του πλανήτη αγόραζε ηλεκτρονικές συσκευές, οι επιχειρήσεις ψώνιζαν servers, για να υποστηρικτεί η εξ αποστάσεως εργασία και η αναψυχή μέσω των τεχνολογικών μέσων.

Το Netflix, η τηλεκπαίδευση και όλα τα άλλα τα ‘τηλε’

To Νetflix ήταν μεταξύ αυτών, όπως και άπειρες εταιρίες που είχαν ανάγκη να στηρίξουν το προσωπικό τους, το οποίο δούλευε από απόσταση. Αυτή ήταν διαδικασία που ήθελε νέα υποδομή με servers. Το αυτό ίσχυσε για την τηλεκπαίδευση και ό,τι άλλο γινόταν εξ αποστάσεως”. Όποιος ήθελε να μπορεί να λειτουργεί αποτελεσματικά, με ταχύτητα και ‘έξυπνα’ είχε ανάγκη περισσότερων semiconductors. Κοντολογίς, ο μισός πλανήτης -αν όχι τα 2/3 αυτού.

“Τα εργοστάσια έφτασαν στο capacity του. Έχουν ήδη δεσμεύσει την παραγωγή τους για τους επόμενους μήνες, οπότε οι ελλείψεις θα συνεχιστούν. Δεν μπορούν να βγάλουν περισσότερα και για αυτό το πρόβλημα δεν αναμένεται να λυθεί γρήγορα. Έχουν ήδη ανακοινωθεί οι δημιουργίες νέων εργοστασίων. Ένα θα γίνει στην Ευρωπαϊκή Ένωση, ένα στο Τέξας και ένα στην Ιαπωνία. Τα δυο τελευταία τα φτιάχνουν δυο από τις μεγαλύτερες εταιρίες παραγωγής semiconductors”. Η Samsung και η TSMC. Οι Κορεάτες χτίζουν το νέο εργοστάσιο στο Τέξας, με την επένδυση να φτάνει στα 17 δισεκατομμύρια δολάρια και οι Ταϊβανοί χτίζουν στην Ιαπωνία. Λεφτά υπάρχουν. Chip δεν υπάρχουν και δυστυχώς για όλα και δεν θα υπάρχουν για τουλάχιστον έναν ακόμα χρόνο.Οι εκτιμήσεις θέλουν τις ελλείψεις να απασχολούν έως το 2023.

Πόσοι είναι αυτοί που φτιάχνουν semiconductors

Παγκοσμίως υπάρχουν πολλοί που φτιάχνουν chip. Όσοι ακολουθούν έχουν το μεγαλύτερο μερίδιο της αγοράς.

Η Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. (TSMC) έχει καθαρά κέρδη 13.1 δισεκατομμύρια δολάρια και είναι εκ των μεγαλύτερων ανεξάρτητων παραγωγής ημιαγωγών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ο κολοσσός που έχει έδρα στο Ταϊβάν και κάνει αυτήν τη δουλειά από το 1987, είναι ο κορυφαίος, παγκοσμίως σε παραγωγή chip. Χαρακτηριστικά, του ανήκει το 50% της παγκόσμιας αγοράς.

“Το 2020 το Ταϊβάν έζησε τη χειρότερη ξηρασία που έχει εμφανιστεί στη χώρα, για μισό αιώνα. Αυτό οδήγησε σε πολλά προβλήματα. Ένα ήταν η παραγωγή chip που χρειάζεται τεράστιες ποσότητες εξαιρετικά καθαρού νερού για να καθαριστούν τα εργοστάσια και οι δίσκοι πυριτίου. Οι εγκαταστάσεις της συγκεκριμένης εταιρίας χρειάζονται περισσότερους από 63.000 τόνους νερού την ημέρα -10% μεγαλύτερη ποσότητα από αυτήν που παρέχουν οι δυο τοπικές υδροταμιευτήρες”.

Η Texas Instruments Inc. (TXN) των 5 δισεκατομμυρίων (προτιμάται για τα chips κινητών τηλεφώνων, επεξεργαστών ψηφιακού σήματος και τους αναλογικούς ημιαγωγούς -ενώ ακόμα παράγει το πρώτο της χιτ που ήταν οι αριθμομηχανές).

Η Qualcomm Inc (QCOM) των 4 δισεκατομμυρίων σε καθαρά έσοδα (την προτιμούν οι απανταχού εταιρίες τηλεοπικοινωνιών).

Η NVIDIA Corp. (NVDA) των 3.3 δισεκατομμυρίων δολαρίων για κέρδη (είναι το Νο1 σε high end κάρτες γραφικών που υπάρχουν στους υπολογιστές σε όλα τα σχήματα και μεγέθη, ενώ το τελευταίο της κοινό είναι αυτό των κρυπτονομισμάτων -δημιουργεί ψηφιακά νομίσματα) και

η Broadcom Inc. (AVGO) των 2.500.000.000 δολ σε net income (εξειδικεύεται σε ψηφιακούς και αναλογικούς ημιαγωγούς που τακτοποιούν τη συνδεσιμότητα με τα bluetooth των υπολογιστών, τα routers, τους επεξεργαστές και τις οπτικές ίνες)

Η Renesas Electronics με έδρα στο Τόκιο, ήταν από το 2014 έχει το 30% της αγοράς των μικροεπεξεργαστών των αυτοκινήτων. Στους πελάτες της είναι η Hitachi, η Mitsubishi, η NEC και η Hyundai. Το Μάρτιο του 2021 ξέσπασε φωτιά στις εγκαταστάσεις και οι Ιάπωνες χρειάστηκαν 100 μέρες, για να επιστρέψουν στην κανονική ροή της παραγωγής.

Ποιες είναι οι απαιτήσεις στην παραγωγή

Κάθε εργοστάσιο που φτιάχνει semiconductors χρειάζεται τεράστια ποσότητα νερού, αλλά και ηλεκτρικής ενέργειας, 24 ώρες το εικοσιτετράωρο, επτά ημέρες την εβδομάδα -αφού η λειτουργία δεν σταματά ποτέ.

Ο Άγγελος Αγγέλου, επικεφαλής συμβουλευτικής οικονομικής εταιρίας με έδρα στο Austin -όπου θα φτιάξει εργοστάσιο η Samsung- δήλωσε χαρακτηριστικά, στο Business Journal πως “η μέση χρήση ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα εργοστάσιο παραγωγής ημιαγωγών είναι 100 φορές -αν όχι περισσότερες- μεγαλύτερη από έναν μέσο ουρανοξύστη που βρίσκεται στο κέντρο πόλης και έχει τα ανάλογα τετραγωνικά μέτρα”.

Η κατασκευή των semiconductors είναι μια άκρως πολύπλοκη διαδικασία, με τους καθ’ ύλην αρμοδίους να ενημερώνουν ότι από την παραγγελία έως την παράδοση ενός ολοκληρωμένου chip μεσολαβούν 26 εβδομάδες.

Ο τρόπος που λειτουργούν τα εργοστάσια παραγωγής ημιαγωγών είναι ο εξής: “Μια εταιρία δεσμεύει ένα εργοστάσιο για παραγωγή τριών μηνών. Σε αυτό το διάστημα, δημιουργούνται semiconductors μόνο για εκείνη. Αν εμφανιστεί νέος πελάτης, θα ξεκινήσει η δική του παραγωγή μετά το πέρας του τριμήνου και ούτω καθ εξής. Στην παρούσα φάση το πρόγραμμα είναι γεμάτο”.

Πέραν της Samsung, αντέδρασε στα νέα δεδομένα και η TSMC που συμφώνησε με την Ιαπωνία να δημιουργήσει το νέο της εργοστάσιο στο Kumamoto, με τη συνεργασία κολοσσών όπως η Sony. Η αξία του θα φτάσει στα 7.000.000.000 δολάρια και το deal έκλεισε στις 12/10. Κάπως έτσι, η εταιρία από το Ταϊβάν θα λύσει το πρόβλημα της Ιαπωνίας που δεν έχει παραγωγή ύψιστης τεχνολογίας semiconductors και θα πάρει ως αντάλλαγμα την κορυφαία τεχνολογία παραγωγής logic ημιαγωγών που έχουν οι Ιάπωνες. Τα προϊόντα που θα βγάζει το εργοστάσιο θα είναι από αυτά που υπάρχουν σε ό,τι λειτουργεί έξυπνα, έως τα πιο εξελιγμένα.

Μολονότι έχουν γίνει κινήσεις για να λυθεί το πρόβλημα, αυτό αναμένεται να μας απασχολήσει και το 2022. Υπομονή να έχουμε και όλα θα περάσουν.

Νίκη Μπάκουλη

news247.gr