Какво е по-трудно да се намери от чиповете? Оборудването за тях…

През второто тримесечие на 2021 г., последното, за което са налични данни, полупроводниковата индустрия продаде повече чипове, отколкото в който и да е момент от историята, става ясно от Асоциацията на полупроводниковата индустрия.

Производителите на чипове отговарят на цялото това търсене, като се ангажират да произвеждат повече чипове от всякога, но увеличаването на производството на видовете полупроводници, от които толкова много компании се нуждаят в момента, е трудно или невъзможно по редица причини.

Едната е, че разширяването на капацитета на заводите, в които се произвеждат микрочипове, отнема месеци дори при най-добри обстоятелства, отчасти поради почти невероятната сложност на производството на чипове - дори и тези, които използват малко по-стара технология.

Създаването на чип с авангардна технология върху 12-инчови кръгове от чист, кристален силиций, известен като „вафли", изисква лазери, толкова прецизни, че могат да създават характеристики на микрочипове на само пет нанометра или милиардни от метър, дебели малко повече от ширината на единична верига на ДНК. Тези чипове, сред които са и процесорите, които Apple и Samsung рекламират, когато представят нов телефон, може да изискват повече от 1000 преминавания през различни машини във фабрика за производство на чипове, казва Джейми Потър, главен изпълнителен директор на Flexciton, стартираща компания, която произвежда софтуер, за да помогне на производителите на чипове да оптимизират своите производствени планове.

Създаването на чипове въз основа на по-стара технология включва 8-инчови пластини и схеми, многократно по-дебели, но все пак изисква до 300 преминавания през един или друг вид машина, добавя Потър.

Това ниво на сложност означава, че дори ако стартиращ или по-малко опитен производител на чипове може да получи оборудване за производство на чипове — Китай субсидира местни производители на чипове от този вид повече от десетилетие — той няма да е в състояние да произвежда чипове достатъчно добре, за да генерира печалба. Дори най-добрите производители на чипове изхвърлят средно 10% от произведените от тях продукти, а получаването на толкова нисък процент изисква значителен технологически опит.

Тъй като недостигът на чипове нараства остро, войните за наддаване за употребявано оборудване се разрастват, казва Хау. Например Canon FPA3000i4, част от литографско оборудване, произведено през 1995 г., което се използва за създаване на вериги чипове, струваше едва 100 000 долара през октомври 2014 г., а днес струва 1,7 млн. долара, добавя той.

Потенциалните купувачи сега са поставени пред труден избор, ако искат да разширят капацитета си за производство на по-стари чипове. Те или трябва да плащат прекомерни цени за старо оборудване, ако въобще могат да го намерят, или трябва да влязат в списък с чакащи за ново оборудване, процес, който често трае шест месеца и повече. 

TSMC разширява капацитета си за производство на по-стари чипове, като изгражда нов завод за тази цел в Япония. Intel няма планове да изгражда нов капацитет за производство на по-стари видове чипове и продължава да се концентрира върху производството на авангардни чипове, казва Лиза Спелман, вицепрезидент в групата за центрове за данни на Intel.

Продължаването на изграждането на повече заводи, които произвеждат най-новите поколения чипове, може да помогне за облекчаване на недостига на полупроводници чрез създаване на по-глобален капацитет като цяло, добавя тя. Но използването на този по-нов капацитет изисква производителите да мигрират своите проекти за чипове от по-старите технологии към по-новия вид, казва Гаурав Гупта, анализатор в Gartner, следящ индустрията на полупроводниците и електрониката. Това е скъпо занимание и отнема време, отчасти защото производителите на чипове за автомобили, например, трябва да проверяват дълготрайността и безопасността на своите чипове всеки път, когато излязат с ново поколение от тях. Intel създаде екип, който да помогне на автомобилните производители да преминат към по-нови технологии за чипове.

В продуктите, при които технологията е сертифицирана за безопасност и издръжливост, се предпочита по-старата технология за чипове, казва говорител на Infineon, която произвежда различни чипове за автомобилната индустрия. Електрониката, която управлява горните светлини в колата ви - или чиповете, които управляват вашите автоматични прозорци - не е необходимо да са с най-новите технологии за чип, добавя тя.

Освен ако доставчиците на чипове не актуализират повече от своите продукти до поне малко по-нова производствена технология - Гупта казва, че нивото от 28 нанометра е оптимално по редица причини, те ще са заставени да се борят за капацитет във фабриките, които произвеждат чипове от по-стар стил, които обикновено имат индивидуални характеристики, широки до 140 нанометра.

Дори компаниите, които произвеждат чипове, са засегнати от недостига на самите чипове. Infineon, например, има адекватен капацитет за производство на собствени чипове за управление на захранването, но не може отговори на търсенето на микроконтролерните чипове от по-стар стил, които изискват също нейните системи, и които отдавна е възлагал на външни производители от трети страни като TSMC, признава говорителката.

Сътресенията в предлагането и ръстовете в търсенето на пандемията, наред с годините нарастващо търсене на чипове и инструментите за тяхното производство, представляват „пълно нулиране на цялата верига за доставки на полупроводници“, казва Лам от CCS Insight. „Дори мащабът на това – не мисля, че хората оценяват колко драматично е случващото се“, добавя той.