Kelaparan chip yang belum pernah terjadi sebelumnya mengancam bisnis di luar perusahaan teknologi

Kami sekarang duduk dengan nyaman pada bulan Februari 2021 dan masih hampir tidak mungkin untuk masuk ke toko (atau mengunjungi pengecer online) dan membeli konsol game baru atau GPU desktop. Selama peluncuran produk -produk baru ini tahun lalu, banyak yang berasumsi bahwa kurangnya ketersediaan sebagian besar karena rilis hype jendela dan bahwa tingkat stok akan menormalkan setelah musim liburan berlalu. Masa depan itu tidak pernah terjadi. Produksi tidak pernah menyusul permintaan dan permintaan tidak menunjukkan tanda -tanda goyah. Dunia sekarang duduk di tengah -tengah kelaparan chip dan kekurangan silikon sekarang mengganggu semuanya mulai dari ketersediaan iPhone hingga produksi mobil.

Bagaimana kita bisa sampai di sini?

Secara historis, sebagian besar kelaparan chip dapat ditelusuri kembali ke acara tunggal. Pada tahun 1993, kelaparan chip DRAM dipicu oleh ledakan pabrik di Niihama, Jepang. Pabrik ini bertanggung jawab untuk memproduksi sebagian besar pasokan resin epoksi yang disebut Cresol, yang digunakan untuk membuat lampiran hitam yang Anda lihat meliputi sirkuit terintegrasi. Kekurangan DRAM yang dihasilkan melonjak harga PC baru selama lebih dari setahun. Setelah gempa bumi 2011 di Jepang, pasar melihat gangguan pada NAND dan pasokan tampilan komputer.

Kelaparan chip kami saat ini tidak dapat dikaitkan dengan satu peristiwa tunggal, tetapi lebih merupakan campuran kondisi yang telah menyebabkan apa yang pasti akan menjadi kekurangan chip paling berdampak yang belum pernah ditemui dunia. Faktor yang berkontribusi terbesar untuk situasi saat ini adalah pandemi Covid-19 dan ketergantungan yang berlebihan pada pemasok fabrikasi semikonduktor outsourcing.

Seperti hampir semua aspek kehidupan sehari-hari, pandemi Covid-19 memiliki konsekuensi yang sangat besar pada pasokan semikonduktor. Ketika perusahaan berjuang dengan perubahan ketersediaan tenaga kerja dan perubahan strategi logistik untuk mengakomodasi masalah kesehatan dan keselamatan, efisiensi produksi terpukul. Dunia tidak bisa hanya beroperasi dengan cara yang sama sebelum tahun 2020.

Potongan besar dari kolam kerja global terpaksa mulai bekerja dari rumah melalui telecommuting. Sementara pengaturan semacam itu sudah biasa untuk beberapa segmen industri media dan teknologi, kenyataannya adalah bahwa kebanyakan orang kurang dilengkapi untuk bekerja dari rumah. Secara alami, permintaan konsumen berduri ini untuk PC dan laptop baru ini.

Pada tahun 2020, penjualan komputer baru naik untuk pertama kalinya dalam lebih dari satu dekade. Item tambahan seperti mikrofon dan webcam menghilang dari rak dalam beberapa minggu singkat. Permintaan yang belum pernah terjadi sebelumnya membuat orang -orang mengandalkan kulit kepala dan pasar bekas untuk barang -barang yang sebelumnya tidak pernah menjadi komoditas panas. Sama seperti PC dan laptop, webcam tersebut penuh dengan chip untuk memproses sinyal audio dan video. Persediaan chip sangat terpukul sementara harga pasar untuk komponen PC mulai meningkat pada gilirannya dengan permintaan.

Tidak hanya orang yang dipaksa bekerja dari rumah, tetapi mereka juga harus menghabiskan semua waktu luang mereka di dalam ruangan. Permintaan berduri untuk perangkat streaming ini seperti roku, tablet, dan konsol video game. Gaming PC telah menikmati periode pertumbuhan multi-tahun dan kurungan rumah mendorong lebih banyak orang untuk membeli atau membangun PC game. Pergi ke bioskop, konser, atau bar tidak lagi menjadi pilihan yang layak, sehingga publik beralih ke hiburan digital.

Menuju musim liburan 2020, baik Sony dan Microsoft sedang bersiap untuk meluncurkan konsol game baru. KeduanyaPlayStation 5DanSeri Xbox X.dibangun dari teknologi dasar yang sama dari AMD. Konsol memanfaatkan CPU dan GPU menggunakan desain terbaru AMD, mirip dengan produk PC desktop yang juga diluncurkan perusahaan pada Oktober dan November 2020. Nvidia memukau pasar denganpembukaan GPU RTX 3000-Series pada pertengahan September. Hype konsumen untuk produk tersebut akan tinggi di tahun acak, tetapi pada akhir 2020, selera untuk perangkat keras game tidak pernah puas.

Tak satu pun dari perusahaan ini membuat chip sendiri. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) dikontrak untuk fab chip yang akan masuk ke PlayStation 5 dan Xbox Series X, serta AMD Ryzen CPU dan Radeon GPU. Mereka juga menghasilkan sejumlah besar chip untuk Apple untuk daya iPhone dan iPad. Mereka akan disadap ke GPU RTX 3000-Series untuk NVIDIA, tetapi TSMC sudah pada kapasitas. Samsung mendapatkan kontrak NVIDIA, meskipun pabrik fabrikasi mereka tidak secepat yang dioperasikan oleh TSMC, yang berarti output yang dihasilkan kurang efisien dan dalam jumlah yang lebih kecil yang dapat digunakan.

Mungkinkah perusahaan -perusahaan ini pindah ke mitra fabrikasi yang berbeda? Itu tidak semudah itu. Desain canggih seperti yang ada di konsol baru, iPhone, dan desktop GPU membutuhkan pengembangan bertahun-tahun dan disesuaikan dengan kekuatan proses fabrikasi tertentu. AMD tidak bisa hanya memesan waktu fabrikasi di fasilitas yang berbeda untuk chip konsol yang ingin diproduksi karena dirancang khusus untuk proses 7nm FAB TSMC.

Produsen chip seperti TSMC selalu meningkatkan dan menyusut garis fabrikasi mereka. Setiap kali mereka berhasil mengecilkan proses mereka, lebih banyak transistor dapat secara fisik cocok dengan wafer silikon yang dibuat oleh keripik. Semakin padat dan kompleks chip, semakin cepat dan lebih hemat energi, mendorong daya komputasi ke depan. Seringkali, garis fabrikasi yang ada diolah kembali untuk menghasilkan chip yang tidak perlu serumit.

Misalnya, Intel adalah salah satu dari sedikit perusahaan yang memproduksi chip sendiri di pengecorannya. Mereka menggunakan jalur fabrikasi paling canggih mereka untuk CPU baru mereka dan menggunakan jalur yang lebih lama untuk menghasilkan chip yang lebih sedikit kompleks seperti pengontrol dan modem penyimpanan. Intel memiliki benteng di pasar CPU konsumen dan server baru -baru ini 10 tahun yang lalu, tetapi telah kehilangan pangsa pasar setelah kesulitan mentransisikan jalur fabrikasi mereka ke proses yang lebih kecil menyebabkan keterlambatan ekstensif dalam memperkenalkan CPU baru. Intel akandilaporkan menggunakan waktu yang luar biasa di TSMC akhir tahun iniuntuk mengurangi beberapa ketegangan pada garisnya sendiri.

Cadangan di sisi produksi juga membuat pelanggan tetap mengandalkan chip yang secara tradisional tidak perlu serumit CPU seluler atau desktop mutakhir. Industri mobil telah semakin bergantung pada semikonduktor dan mikrokontroler selama bertahun -tahun sekarang. Sementara mobil dulunya adalah mesin yang relatif sederhana pada 1960 -an dan 1970 -an, mereka sekarang dimuat dengan sistem komputer yang kompleks dan sirkuit terintegrasi yang memegang kendali atas segala sesuatu mulai dari wiper kaca depan hingga waktu pengapian.

Kendaraan modern terikat pada chip komputer. Model baru dalam produksi dirancang dengan hati -hati hingga milimeter terakhir dan biasanya memiliki serangkaian mikrokontroler yang harus bekerja bersama -sama. Memiliki lini produksi pendek pada satu chip dapat membuat seluruh kendaraan tidak dapat dioperasi atau tidak dapat ditampung. Jika General Motors atau Ford tidak dapat menyelesaikan kendaraan mereka, mereka tidak dapat menjualnya. Perusahaan -perusahaan ini juga tidak memiliki tarikan pada jalur fabrikasi semikonduktor terkemuka agar pesanan mereka diutamakan atas seseorang seperti AMD atau Apple.

Pesanan yang akhirnya mengisi iPhone sangat besar dalam ukuran dan margin laba dibandingkan dengan chip yang lebih sederhana yang dapat mengoperasikan sinyal belokan pada Ford F-150. Jadi pembuat mobil tidak dapat melakukan lebih dari menunggu. Dengan lebih sedikit kendaraan baru yang diproduksi, harga pasar di banyak dealer sekarang merayap ke wilayah yang tidak masuk akal. Saya berbelanja untuk salah satu SUV RAV4 Prime Toyota. Ini adalah versi hibrida RAV4 yang lebih baru, salah satu kendaraan paling populer dan di mana -mana di planet ini. Model -model ini memiliki MSRP $ 41.000, tetapi saya tidak dapat menemukan dealer dalam jarak 1500 mil yang akan menjual satu di bawah $ 55.000 (jika mereka memiliki stok).

Kekurangan chip adalahMemaksa pembuat mobil untuk mematikan operasi di banyak pabrik. Mereka mungkin tidak dibuka kembali dalam waktu dekat, yang mengarah pada kekurangan pasokan lebih lanjut dan efek cascading kekurangan ini terhadap ekonomi yang lebih besar. Sementara konsol game dan kelangkaan perangkat keras PC game telah menjadi gelisah yang serius beberapa bulan terakhir ini, masalah yang mendasarinya telah memburuk sampai -sampai pekerjaan dan mata pencaharian dipertaruhkan. Bukan hanya pembuat mobil yang harus menanggung tekanan ini.

Berapa lama ini akan bertahan dan dapat diperbaiki?

Prakiraan saat ini untuk kelaparan chip kami saat ini kemungkinan meluas hingga 2021. CEO AMD Lisa Sudijelaskan bulan laluBahwa kesengsaraan persediaan perusahaannya harus diharapkan berlangsung hingga tahun 2021. Dengan begitu banyak output AMD yang terkait dengan TSMC, ada kemungkinan bahwa sebagian besar perusahaan terikat dengan perusahaan Taiwan akan berbagi pengalaman serupa. Pasokan iPhone 12 adalahdiharapkan berjalan sangat tipisDalam beberapa bulan mendatang dan debutnya sendiri ditunda musim gugur yang lalu karena penundaan manufaktur.

Solusi untuk masalah ini tidak sesederhana yang diharapkan. Secara teori, pemain yang lebih besar di industri fabrikasi semikonduktor hanya akan membuka pengecoran baru dan membuat lebih banyak chip. Ini tidak mungkin dalam waktu dekat karena konstruksi dan perluasan fasilitas tersebut adalah tugas multi-tahun di mana pertaruhan tentang kebutuhan industri di masa depan harus dibuat.

Tidak mengherankan, rasa sakit keuangan yang dialami oleh para pembuat mobil telah menarik perhatian dari Washington, denganGedung Putih membuat pernyataan formalBahwa mereka akan menyelidiki opsi untuk mengurangi potensi chokepoint pasokan untuk mencegah kelaparan chip dari mempengaruhi lebih banyak orang. Beberapa pemain top di industri semikonduktor adalahLobi Presiden Bidenuntuk membuat pemerintah mensubsidi operasi fabrikasi chip domestik.

Memperluas produksi semikonduktor terdepan adalah langkah cerdas dari sudut pandang ekonomi global. Jika ada pengecoran terkemuka TSMC yang menderita karena kecelakaan bencana seperti gempa bumi Jepang 2011, potensi ekonomi dunia akan terbalik sangat tinggi. Akan menyenangkan untuk membeli RTX 3080 dengan harga aslinya, tapi itu hanya beberapa pembicaraan fantasi dari saya.