نگاهی کوتاه به بحران کمبود تراشه و قطعات نیمه هادی (بخش دوم)

با تداوم بحران کمبود تراشه، خوشبینی های اولیه جای خود را به سردرگمی و نگرانی از آینده صنعت داده است. بررسی چشم انداز این بحران بدون توجه به شناخت کلیت چرخه تولید تراشه های نیمه هادی، تشخیص پارامترهای دخیل و عوامل پدید آورنده امکان پذیر نیست. در بخش نخست به عوامل پدید آورنده پرداختیم و دریافتیم که کاهش ظرفیت تولید از یک سو و افزایش تقاضای دور از انتظار از سوی دیگر منجر به انباشت سفارشات و فشار به چرخه تولید و در نتیجه ناپایدار کردن موازنه زنجیره تامین گردیده است. در این بخش قصد داریم با مروری اجمالی به فرآیند ساخت و پارامترهای تولید به تشریح گلوگاه ها و تاثیر آنها بر آینده صنعت بپردازیم.

تاریخ گزارش 1400/03/11
زمان مورد نیاز برای مطالعه ده دقیقه
نویسنده روزبه ناصری
انتشار با ذکر منبع بلامانع است …

شرکت های ارائه دهنده قطعات و تراشه های نیمه هادی در یک دسته بندی کلی با تسامح در یکی از سه گروه زیر قرار می گیرند:

1. طراح و سازنده مدارات مجتمع (IDM) یا Integrated Device Manufacturer

به شرکت هایی اطلاق میگردد که به غیر از طراحی تراشه، صاحب کارخانه ساخت تراشه نیز هستند و قطعات نیمه هادی خودشان را می سازند. هر چند مرزبندی این گروه با دو گروه دیگر، امروزه به دلیل جذابیت برون سپاری تولید، کار دشواریست. با این حال برندهایی چون اینتل، ti، ST، freescale، رنساس و … در این گروه جای میگیرند.

2. شرکت های طراح بدون کارخانه (fabless)

این گروه شامل شرکت های طراح یا صاحب طرح تراشه هستند ولی ساخت قطعه را برون سپاری میکنند. تعداد بیشماری از برندهای نام آشنا تا شرکت های کوچک در این دسته قرار میگیرند. جالب است بدانید تنها در کشور چین بیش از 1000 شرکت نیمه هادی fabless وجود دارد. شرکت هایی چون AMD، Qualcomm، Xilinx و … از معروف ترین شرکت های fabless دنیا هستند.

3. کارخانه های ساخت تراشه foundry

ابر شرکت های ارائه دهنده خدمات ساخت تراشه که به نام های دیگری چون ریخته گری یا کارخانه Pure-Play نیز معروفند. تمامی شرکت های گروه دوم و حتی برخی از شرکت های گروه اول در لیست مشتریان این گروه قرار میگیرند.

تعداد کم سازندگان تراشه:

جذابیت برون سپاری ساخت تراشه و مدل تولید fabless پس از سال 2010 به اندازه ای بوده است که حتی بسیاری از شرکت های IDM طی سال های گذشته یا با واگذاری خطوط تولید خود، تبدیل به یک شرکت fabless شده اند (همانند AMD) و یا با عدم سرمایه گذاری در خطوط جدید عملا صاحب تکنولوژی های قدیمی هستند و در تولید تراشه های پیشرفته وابسته به foundry ها هستند.

Leading semiconductor foundries revenue share worldwide from 2019 to 2021

سهم بازار ده تراشه ساز اول دنیا از سال 2019 تا 2021 برگرفته از Statista

نمودار شکل بالا سهم بازار ساخت تراشه توسط ده foundry بزرگ دنیا را که ساخت بیش از 98% سفارشات fabless را به عهده دارند نمایش میدهد. شرکت TSMC تایوان به تنهایی 54% و سه شرکت سامسونگ، UMC و GlobalFoundries روی هم 32% و شرکت SIMC چین که در سال گذشته توسط آمریکا تحریم شد 5% بازار را در اختیار دارند.

وابستگی شدید به خطوط این چند شرکت، ظرفیت محدود آنها در کنار سرعت کند و هزینه بر بودن توسعه خطوط در حال حاضر اصلی ترین گلوگاه تولید تراشه است. فشار سفارشات به اندازه ای است که مدیر عامل شرکت GlobalFoundries در مصاحبه اخیر از تکمیل 100% ظرفیت یکساله شرکت خبر داده است، اتفاقی که در تاریخچه شرکت سابقه ندارد. طبق آخرین گزارش فصلی TSMC نیز 100% توان عملیاتی و تمام ظرفیت های موجود در حال بهره برداری است. گزارش های مشابهی نیز از UMC و دیگران بیان شده است. به عبارت دیگر خطوطی که در سال های گذشته به طور نرمال با 90% ظرفیت فعالیت می کردند، هیچ ظرفیت خالی برای سفارشات جدید ندارند و تمام سفارشات جدید به انتهای صف منتقل میشود و در این میان کوچکترین ناهماهنگی در تامین مواد اولیه، تدارکات و … منجر به وقفه بیشتر میشود.

در کنار گزارشات تکمیل ظرفیت، اخبار امیدوار کننده ای هم از سرمایه گذاری های عظیم در جهت توسعه و ساخت خطوط جدید به گوش میرسد. اینتل قصد دارد دو کارخانه جدید برای ارائه خدمات ساخت تراشه در آریزونا بسازد و در حال مذاکره با TSMC برای ساخت کارخانه مشترک در اروپاست.

شرکت TSMC از تصمیم خود مبنی بر سرمایه گذاری 100 میلیارد دلاری ظرف 3 سال آینده برای توسعه ظرفیت تولید و همچنین ساخت 6 کارخانه جدید در آمریکا خبر داده است و امیدوار است ساخت اولین کارخانه در آریزونا تا پایان امسال شروع شود.

سامسونگ هم در حال ساخت کارخانه ای جدید در تگزاس است و امیدوار است تا سال 2024 به بهره برداری برسد.

کره جنوبی طرح جاه طلبانه سرمایه گذاری 540 میلیارد دلاری تا سال 2030 برای تبدیل شدن به قطب ساخت تراشه را در سر می پروراند. اتحادیه اروپا مصمم بر دو برابر کردن ظرفیت تولید تراشه در خاک اروپاست و چین در راستای سیاست های استقلال تکنولوژیکی در حال توسعه خطوط بومی است.

سفارشات مازاد:

شرکت هوآوی در پاسخ به تحریم از طرف آمریکا سفارشات فراوانی را ارسال و دست به احتکار تمام ذخایر قابل تهیه زد، به تبع هوآوی شرکت های بزرگ چینی رفتار مشابهی را در پیش گرفتند. در سوی دیگر، رقبا برای بدست آوردن سهم بازار آن شرکت، سفارشات خود را افزایش دادند. با تحریم SMIC مشتریان آن شرکت اقدام به رزرو سفارشات پشتیبان جدید نزد تراشه سازهای دیگر کردند. به موارد فوق اضافه شود تقاضاهای ناشی از دوران کرونا و سرانجام درخواست های خودروسازها پس از قرنطینه ها، آنچه شرایط را پیچیده تر کرده نااطمینانی از آینده بازار که باعث بروز هراس و تمایل مشتریان به سفارش مازاد یا حتی چند برابری قطعات شده است.

هر چند مابین تحلیلگران در مورد حجم سفارشات مازاد اختلاف نظر هست، با این حال این نگرانی وجود دارد که در صورت ایجاد حباب سفارش مازاد، ریسک افت شدید سفارشات منجر به شوک معکوس و ضرر صنعت نیمه هادی گردد. در حال حاضر تمامی شرکت های نیمه هادی سیاست های فروش سخت گیرانه ای را در بررسی، ثبت و تحویل سفارشات در پیش گرفته اند. دپارتمان های فروش و نمایندگی های رسمی برای جلوگیری از سفارش مازاد بسیار محتاطانه عمل میکنند و با بررسی سابقه خرید و ظرفیت تولید مشتری نسبت به حجم سفارشات تصمیم گیری میکنند.

شرایط برای همه مشتریان هم یکسان نیست و وابسته به تیراژ سفارش، مسیرهای ارتباطی و قدرت چانه زنی دارد. اولویت نخست با قراردادهای قبلی و مشتریان بزرگ است. فراموش نشود این سیاست ها مختص مشتری نهایی نیست و در کل زنجیره تامین در حال پیگیری است، بنابراین وقتی TSMC اعلام میکند که برای دسترسی خودروساز ها به قطعات مورد نیاز جدول زمانی تولیدات خود را بازبینی میکند در واقع در حال اولویت بندی کردن مشتریان است. موضوع به همین جا ختم نمیشود، همه مشتریان قطعات الکترونیکی امکان ارتباط مستقیم با کمپانی ها یا نمایندگان رسمی آن را ندارند و بخش قابل توجهی از نیازها از طریق بازار خاکستری یا در سایه (که شبکه گسترده ای از تامین کنندگان، عمده فروشان، بنکداران، عاملین فروش، واسطه ها، خرده فروشان و … است) تامین میشود که جمع آوری و رهگیری اطلاعات دقیق بر آن امری بسیار سخت و پیچیده است.

Semiconductor component’s Lead time 2021

مقایسه زمان تحویل قطعات در گذشته و حال برگرفته از Nikkei Asia

مطابق آمار مندرج در جدول فوق بصورت میانگین زمان سفارش و تحویل تراشه ها از حالت نرمال 4 الی 8 هفته به 24 الی 52 هفته افزایش یافته است و طی چند ماه گذشته هر ماه رکورد جدیدی ثبت کرده است (شکل پایین) و در مورد برخی قطعات حتی امکان ثبت سفارش جدید وجود ندارد. قیمت قطعات نیز به دلیل افزایش هزینه ها و زمان تولید افزایش یافته و تقریبا تمام کمپانی ها قیمت های خود را بروز کرده اند و اگر موفق به ثبت سفارش شوید، سفارش از نوع باز خواهد بود بدین معنی که قیمت و زمان تحویل میتواند تغییر یابد. آشفتگی قیمت کالاهای موجود در بازار فراتر از قیمت های کمپانی هاست به طوری که شاهد نرخ های چند برابری هستیم.

changes in lead times for the main semiconductor groupings in 2021

نمودار تغییرات زمان تحویل قطعات نیمه هادی مختلف برگرفته از LEVADATA

چشم انداز:

تغییر شرایط برای مشتریان بزرگ، متوسط و کوچک تعاریف متفاوتی دارد و بهبود شرایط برای یک گروه الزاما به معنای بهبود شرایط برای گروه دیگر نخواهد بود. آسیب طولانی شدن دوران کمبود قطعات دامن گیر تمام مشتریان خواهد شد ولی، بیشترین آسیب متوجه مشتریان کوچک و متوسط است که مسیرهای دسترسی شان به کمپانی های اصلی و نمایندگی ها هموار نیست و از قدرت چانه زنی موثر برخوردار نیستند، تفاوت قیمتی و زمان دسترسی به قطعات میتواند برای این گروه از مشتریان تبدیل به تهدید حیاتی گردد.

برای درک صحیح شرایط و تطبیق آن با بازار ایران باید به این نکته توجه کنیم تراکنش مالی صنعت نیمه هادی دنیا در حدود 450 میلیارد دلار و بیش از یک تریلیون قطعه در سال است، در مقام قیاس با مصرف کنندگان جهانی، متاسفانه تعداد انگشت شماری از تولید کنندگان محصولات الکترونیکی ایرانی، در ردیف مشتری های بزرگ یا حتی متوسط شرکت های نیمه هادی قرار می گیرند.

با جمع بندی اخبار و نظرات منتشره از سوی شرکت ها و فعالان بزرگ، امید است که صنعت نیمه هادی طی دو تا چهار ماه آینده قادر به تامین نیازهای حداقلی خودروسازها باشد و شرایط ناپایداری و کمبود قطعات موبایل را تحت کنترل درآورد. پیش بینی میشود اوضاع تا اواسط فصل چهارم سال جاری میلادی از حالت اضطرار و بحران خارج شود، البته این به منزله پایان یا بهبود کامل نیست بلکه به معنی پایدار شدن شرایط و گذار از پیک بحران است. کمبودها، زمان تحویل و قیمت ها به بازه زمانی یک و نیم تا دو سال نیاز دارند تا التیام یابد.

هر چند پیچیدگی شرایط به اندازه ای است که هیچ تحلیل قطعی برای چشم انداز قابل بیان نیست ولی میتوان امیدوار بود در چند ماه آینده شرایط برای ثبت سفارشات جدید مشتریان بزرگ پایدار و منظم گردد و پس از یک دوره ثبات، زمان تحویل ها رو به کاهش بگذارد، پس از آن میتوان امید به بهبود شرایط برای گروه مشتریان متوسط و کوچک داشت.

تحلیل دیگری نیز وجود دارد که طرفداران کمتری دارد، با فرض وجود حباب تقاضا در صورت بروز کوچکترین نشانه ای از بهبود، حذف تقاضا باعث عرضه وسیع قطعات انبار شده به بازار، افت شدید قیمت ها و افزایش موجودی ها میگردد، که همان اثر شوک معکوس است که میتواند منجر به ضرر شرکت های نیمه هادی و کاهش سرعت توسعه صنعت گردد. با گذشت زمان طرفداران این تحلیل در حال کاهش است.

این گزارش تحلیلی در قسمت سوم با محوریت اخبار جدید و راهکارها ادامه خواهد یافت.

منابع:

levadata.com / anysilicon.com / asia.nikkei.com / bloombergquint.com / electronicsweekly.com / eetimes.com / marketwatch.com / statista.com