Дефицит микропроцессоров 2021. Почему он образовался и как с ним справиться

Цепочка поставок действительно находится в эпицентре «идеального шторма». По стечению обстоятельств создалась ситуация, которая, как ожидается, приведет к дефициту системных блоков, микропроцессоров, памяти и дискретных устройств по крайней мере к третьему календарному кварталу 2021 года. Еще в октябре и ноябре прошлого года появились первые признаки того, что производители микросхем, ожидая сезонно спокойного четвертого квартала, снизили объемы запаса готовой продукции на своих складах и отгружаемой клиентам. По словам некоторых, вендоров вполне устраивает нынешний уровень запасов в цепочках поставок.

Между тем благодаря масштабному переходу потребителей на электромобили и принятым правительством Китая мерам стимулирования этого направления в декабре 2020 года автопроизводители начали запасаться электроникой. Во всем мире автопроизводители заметили всплеск спроса в целом, поскольку они перестали испытывать воздействие карантинных мер на фоне пандемии. В третьем квартале производители микросхем ожидали подъема большинства вертикальных рынков. Потребление чипов в секторе бытовой электроники также выросло в четвертом квартале 2020-го.

Чего не учла отрасль, так это мощности отдельных «кремниевых мастерских», производящих продукцию для многочисленных владельцев торговых марок и отраслей. Главный аналитик отраслевой ассоциации производителей электронных компонентов (Electronic Components Industry Association, ECIA) Дейл Форд (Dale Ford) отметил, что по всем категориям компонентов, отслеживаемых ассоциацией, четвертый квартал оказался намного лучше, чем ожидалось. В декабре месячный индекс ECIA по компонентам, базовый уровень которого составляет 100, показал, что все категории компонентов, кроме индукторов, оставались на уровне выше 100.

«По нашей системе измерений, четвертый квартал характеризовался высокими показателями, за исключением только этого одного», – подчеркнул Д. Форд.

Автомобильная промышленность, которая в настоящее время сталкивается с серьезной нехваткой чипов, борется с другими отраслями за производственные мощности. Производители бытовой электроники «сметают с прилавка» большие партии микропроцессоров чаще, чем производители автомобилей. Когда поставки заканчиваются, первыми в очереди стоят крупные покупатели. General Motors и Ford успешно конкурируют с Apple и Samsung как ценные клиенты.

«Нет простых способов устранения дефицита производственных мощностей, поскольку процессы производства полупроводников длительные и сложные, что делает создание мощностей капиталоемким и трудоемким, – говорится в официальном заявлении IHS Markit. – Ожидается, что дефицит продлится до третьего квартала 2021 года, когда надежность поставок повысится за счет перераспределения производственных мощностей предприятий, выпускающих микропроцессоры, и, возможно, некоторого снижения спроса на бытовую электронику».

Торговое эмбарго не позволяет американским компаниям использовать заводы в Китае. «Когда Китай начал запускать производство своих собственных чипов, каждый ринулся резервировать мощности на заводах по производству плат для ИС, поэтому компании, использующие заводы для производства микроконтроллеров, стали испытывать огромный дефицит, – заявил директор по закупкам Fusion Worldwide Дилан Чу (Dylan Chew). В свою очередь Д. Форд считает, что такие предприятия, как китайский SMIC, на самом деле не являются выходом для американских компаний.

Итак, перед нами дефицит чипов в действии.

Тогда и сейчас

В третьем квартале прошлого года многих поставщиков микросхем для автомобильной промышленности «устраивали» их внутренние запасы и отгружаемые поставщиками объемы продукции. Некоторые из них, по сути, эти объемы уменьшили. Так, в ноябре компания ON Semiconductor сообщила аналитикам, что у на ее складах имеется объем запасов продукции на 133 дня, что на 7 дней меньше, чем во втором квартале. Производитель чипов также планировал, что его заводы продолжат «работать с текущим уровнем загрузки, несмотря на ожидаемый более высокий уровень доходов в четвертом квартале».

Тем не менее производители микросхем прогнозировали рост спроса. В третьем квартале товарные запасы ON Semiconductor обеспечивали период бесперебойных поставок примерно на две недели меньше, чем ранее, поскольку продажи через канал дистрибуции «значительно выросли по сравнению с предыдущим кварталом». В ON Semiconductor также ожидают, что ее клиенты из автомобильной отрасли выйдут на доковидный уровень, начиная с четвертого квартала.

В свою очередь в NXP заявили, что в третьем квартале 2020 года они соблюдали «строгую дисциплину» отгрузок и будут поддерживать запасы для поставки своим целевым клиентам в объеме, достаточном на 2,4 месяца. Внутренние запасы в третьем квартале сократились «довольно значительно», до 84 дней.

Справедливости ради стоит отметить, что высокий спрос в четвертом квартале прошлого года застал врасплох многие компании, производящие микросхемы.

Дистрибьюторы электроники существуют именно по этой причине – их запасы покрывают прогнозы роста и падения спроса на OEM-клиенты. Производители микросхем отдают приоритет клиентам, покупающим напрямую с их заводов.

В ходе телеконференции по итогам финансовой деятельности Avnet Inc. за второй квартал 2020 года генеральный директор Фил Галлахер (Phil Gallagher) заявил, что этому дистрибьютору удается удовлетворять спрос клиентов, но сроки поставок резко увеличились. Он добавил, что автомобильный рынок забирает «все, что они могут взять прямо сейчас».

Во время телеконференции руководитель Arrow Майк Лонг (Mike Long) отделил автомобильную отрасль от других рынков, обслуживаемых дистрибьюторами. «Да, мы наблюдаем некоторый дефицит. Я считаю, что на данный момент проблема немного преувеличена. Клиенты ждут заказов дольше, чем раньше. Поэтому мы получаем более полную картину за последние 90 дней».

«Мы также видим, что поставщики просят нас давать более ясную картину, – добавил он. – И я считаю, что рынок хорошо на это реагирует. Это может минимизировать многие проблемы, о которых там говорят».

По словам Майка Лонга, отрасль позитивно отреагировала на растущий дефицит. «Так что, на мой взгляд, да, какое-то время запасов может еле-еле хватать, но я думаю, что это все скоро пройдет. И верю, что все участники рынка предпринимают усилия к тому, чтобы это произошло, и у них получится».

Сравнительный прогноз роста рынка микропроцессоров

Мировой рынок 2020 г. к 2019 г. в %

Источник: ECIA

Другие дистрибьюторы видят некоторые побочные эффекты дефицита микропроцессоров в автомобильной отрасли. Avnet сообщила об увеличении сроков поставки 32-битных микроконтроллеров высокого класса (MCU), в основном из-за автомобильного рынка. По словам Фила Галлахера, это касается широкого спектра микросхем. «Мы говорим «32-битный», но существует множество различных пакетов, а время выполнения заказа составляет от 16 до 52 недель. Мы видим, как это начинает распространяться на программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), элементы питания, некоторые аналоговые компоненты, устройства питания и операционные усилители».

По словам Ф. Галлахера, понемногу начинают просачиваться на рынок 16-битные микросхемы, а сроки поставки растягиваются на четыре-шесть недель по сравнению с тем, что было несколько недель назад. Начинают также увеличиваться сроки поставки некоторых 8-битных микросхем.

Fusion Worldwide, независимый дистрибьютор, в конце 2020 года заметил признаки того, что китайские компании увеличивают объемы запасов. «На открытом рынке наблюдались некоторые спекуляции, – отметил Дилан Чу. – Все, что нужно, – это чтобы один крупный клиент разместил большой заказ и отодвинул все остальные в сторону». Восстановление после коронакризиса в Китае началось раньше, чем в других странах, и сразу стало понятно, что спрос на автомобили растет.

«Многие OEM-производители начали накапливать запасы полупроводников, и теперь имеется дефицит автомобильных запчастей», – резюмировал Д. Чу.

Рост цен

Многие производители микросхем в декабре объявили о повышении цен, поскольку отрасль готовилась перейти с 200-миллиметровых на 300-миллиметровые пластины. Капвложения в производство микропроцессоров в 2020 году были значительными. Тем не менее крупные производства, такие как TSMC и Samsung, по-прежнему используют линии для 200-миллиметровых пластин.

«Экономика проектирования и производства микросхем обеспечивает появление привлекательных и недорогих решений, создаваемых при менее жестких технологических нормах проектирования на 200-миллиметровых пластинах, – говорится в обзоре рынка, представленном ECIA. – Многие микросхемы IoT и 5G делаются из 200-миллиметровых пластин, как и многие аналоговые процессоры, устройства управления питанием, устройства МЭМС, датчики изображения, радиочастотные компоненты и т. д. По мере роста спроса на эти компоненты начались проблемы с наличием мощностей для производства 200-миллиметровых плат».

Высокий спрос позволяет производителям компонентов и дальше повышать цены. Fusion в своем последнем отчете о состоянии рынка (The Greensheet) сообщает, что из-за спроса в автомобильном секторе растут  отпускные цены и сроки выполнения заказов на поставку микроконтроллеров.

Большинство производителей микроконтроллеров в декабре объявили об обновлении с 1 января своих ценников, сообщает Fusion. Три ключевых игрока, STMicroelectronics, NXP и Renesas, повысили цены по своим продуктовым линейкам как минимум на 10 процентов.

Также были повышены цены на продукты Renesas старой серии. Среди причин корректировки цен компания Renesas назвала рост стоимости сырья и материально-технических ресурсов, более длительные сроки поставки материалов и введенные правительством ограничения.

Кроме того, как сообщает Fusion, дистрибьюторы уже отмечают повсеместное увеличение стандартного времени выполнения заказа на поставку до 30 и более недель. Например, большие сроки поставки 32-битных микроконтроллеров STMicro (серия ST32) отмечаются с третьего квартала 2020 года. Кроме того, предложение 16-битных и 32-битных микроконтроллеров ухудшилось из-за роста спроса в автомобильном секторе в четвертом квартале. От дефицита микроконтроллеров теперь страдает больше брендов и серий, включая серии NXP MC56F8, MC9S08, MCF5, MCIMX6, FS32K и SPC56.

Дистрибьюторы NXP уточнили, что 2 тыс. продуктов NXP, на которые повышены цены, – это только комплектующие для автомобилей. В результате текущее время поставки продуктов из автомобильных серий составляет от 30 до 50 и более недель. Ожидается, что в первом квартале 2021 года предложение не улучшится, но может восстановиться во втором квартале, если больше не возникнет проблем с распределением плат.

В начале февраля нынешнего года представители Xilinx заявили, что не планируют повышать цены на свои чипы, которые изготовлены на TSMC. Правительство Тайваня обратилось к TSMC и United Microelectronics с просьбой отдать приоритет автомобильным микросхемам, если предприятия смогут увеличить мощности.

В интервью Nikkei Asia генеральный директор Xilinx Виктор Пэн (Victor Peng) предупредил, что дефицит автомобильных чипов может сохраниться из-за ограничений в других звеньях цепочки поставок. «Дело не только в производстве самих пластин. Подложки для корпусирования чипов также являются проблемой. Доходит до того, что и другие виды отдельных компонентов в некоторой степени представляют собой проблему».

Кто виноват и что делать?

А теперь рассмотрим опасения, вызванные дублированием заказов на поставки микропроцессоров, и ознакомимся с советами экспертов в отношении того, как справиться с дефицитом полупроводников.

Дефицит полупроводников в 2021 году возник в результате «идеального» стечения обстоятельств. По мнению экспертов, сотрудничество на высоком уровне в цепочке поставок электроники могло бы сделать дефицит менее болезненным.

Дефицит часто толкает покупателей на невыгодные для них шаги. Конкурентные закупки материально-технических ресурсов ведут к росту цен. Исключение из списков утвержденных поставщиков становится обычным явлением. А так называемые дублирующие заказы, т. е. размещение заказов на закупку у двух или более поставщиков, становятся серьезной проблемой.

Как отмечает Райан Крауч (Ryan Crouch), старший директор SupplyFrame по развитию бизнеса, курирующий направление электронной коммерции, когда появляются первые «звонки», свидетельствующие о возникновении дефицита, «покупатели тоже начинают наращивать недельные резервные запасы, чтобы обеспечить бесперебойную работу производственных линий, а это обычно способствует суммарному росту запасов электронных компонентов внутри компании».

Все это усугубляет дефицит, и, как ожидается, такая ситуация продлится до третьего календарного квартала 2021 года.

Производители микросхем и их дистрибьюторы стараются подстраховаться от дублирования заказов. Если исторически сложившиеся модели размещения заказов начнут раздуваться, поставщики попытаются обратиться к покупателям. Проблема заключается в несопоставимости клиентских баз поставщиков и дистрибьюторов. Так, производители микросхем обслуживают крупных или стратегических клиентов, с которыми они непосредственно работают. В свою очередь, дистрибьюторы занимаются заказами тысяч более мелких компаний.

Например, на рынке промтоваров NXP еще в третьем квартале прошлого года заявила аналитикам: «Мы не можем видеть все тысячи конечных потребителей, с которыми работают дистрибьюторы. Так что трудно сказать, какие ресурсы дистрибьюторы там, возможно, пополняют или не пополняют».

Такая «ограниченная видимость» может только усугубить дефицит.

«Нельзя иметь представление только о своем собственном спросе, – считает Сайед Алам (Syed Alam), ведущий специалист в области полупроводников и управляющий директор Accenture. – Вы должны видеть и понимать картину в целом».

Пока все более-менее нормально?

До сих пор крупнейшие мировые дистрибьюторы отрасли, включая Arrow Electronics Inc. и Avnet Inc., не наблюдают свидетельств дублирования заказов. Дистрибьюторы обычно располагают или управляют большей частью запасов в цепочке поставок электроники.

«Я считаю, что здесь нет каких-то перегибов или преувеличений», – заявил в январе аналитикам генеральный директор Avnet Фил Галлахер (Phil Gallagher).

«Процент невыполненных нами заказов за квартал не увеличился. То есть это говорит о том, что здесь действительно нет дублирования заказов», – признался в феврале 2021 года генеральный директор Arrow Майк Лонг.

По словам М. Лонга, клиенты размещают свои заказы и на более длительные сроки, что позволяет дистрибьюторам иметь общую картину на период более 90 дней. В свою очередь поставщики запрашивают эти данные, чтобы планировать производство.

«Я считаю, что рынок хорошо реагирует на ситуацию, – добавил М. Лонг. – И это может минимизировать многие проблемы, о которых говорится».

Однако много покупок и продаж осуществляется также и в «серой зоне». Независимые дистрибьюторы, заполняющие пробелы в спецификациях OEM/EMS, покупают и продают компоненты на открытом рынке и специализируются на труднодоступных устройствах, внимательно следя за дефицитом. Многие регулярно предоставляют актуальную информацию по рынку.

Занимающаяся перманентным анализом рынка компания SupplyFrame сообщает об активном движении в последние недели.

«В настоящее время мы наблюдаем самый большой всплеск покупательских намерений за последние 12 месяцев, – сказал Райан Крауч. – Например, в начале февраля был отмечен самый высокий спрос за последние 12 месяцев. Несмотря на наличие «горячих точек» по ряду конкретных продуктов, таких как микроконтроллеры, микропроцессоры, ASIC и аудио IC, в целом мы каждую неделю наблюдаем рост активности».

Что изменилось на этот раз

Уникальным фактором в 2021 году стал уровень спроса на микросхемы в автомобильной промышленности. В автомобилях используется больше электроники, и начинают массово производиться электромобили.

«В последние несколько десятилетий автомобильная промышленность является движителем одной из самых ненасыщенных и требовательных цепочек поставок в мире, особенно в сфере электроники, – пояснил генеральный директор ECIA Дэвид Лофтус (David Loftus). – Оперативное производство продуктов по мере надобности отлично работает в стабильной среде. Но, к сожалению, в случае товаров с длительным сроком поставки, таких как полупроводники, когда спрос нестабилен, как это было последние 12 месяцев, соответствующая цепочка поставок не может реагировать мгновенно».

Начавшийся в четвертом квартале 2020-го подъем спроса в автомобильном секторе застал производителей микросхем врасплох. В будущем, как считает главный аналитик ECIA Дейл Форд, всем вертикальным рынкам следует подготовиться к повсеместной конкуренции за полупроводниковые компоненты.

«Предпочтение отдается массовой бытовой электронике, такой как смартфоны, – пояснил он. – Ежегодный рынок смартфонов вырос до более чем одного миллиарда устройств по сравнению с примерно 100 млн автомобилей. Автомобилестроение также является бизнесом с низкой прибылью. В результате автопроизводителям труднее покупать чипы по более высоким ценам, поскольку это сказывается на и без того низкой рентабельности. Даже несмотря на то, что в более новых моделях автомобилей стоимость полупроводниковых компонентов выше, то же можно сказать и о новейших передовых потребительских товарах».

По словам Д. Форда, осознавая потенциальное влияние сокращения распределения поставок микросхем на другие рынки, нижестоящие в этой цепочке компании должны сейчас взаимодействовать со своими поставщиками, чтобы понять риски и разработать планы действий на случай чрезвычайных ситуаций.

Он добавил, что, учитывая возможность постоянной проблемы с поставками, производителям электроники необходимо определить возможные модификации конструкции и вероятных альтернативных поставщиков, которые могут предоставить решения в случае чрезмерно ограниченных поставок.

В свою очередь, ведущий специалист и управляющий директор Accenture Сайед Алам (Syed Alam) считает, что автомобильным компаниям – относительным новичкам в цепочке поставок электроники – следует подумать о найме экспертов по продуктам в свои подразделения по закупкам.

«Они закупают больше электроники – начиная с сенсоров, а теперь и полупроводников – и им следует усилить свои отделы закупок экспертами», – прокомментировал он. Производители автомобилей должны больше быть похожими на высокотехнологичные организации, которые распределяют руководителей товарных направлений по категориям компонентов.

Сайед Алам согласился с мнением Д. Форда – все компании, привлекая поставщиков, должны заострять внимание на нетрадиционной конкуренции. «Автомобильные компании не привыкли конкурировать с Apple или Samsung, которые потребляют большие объемы компонентов», – подчеркнул С. Алам.

Однако специализированные автомобильные компоненты нельзя заменить стандартными, для них требуются специальные производственные линии, откалиброванные по определенным стандартам качества и допусков. На предприятиях, выпускающих микросхемы, «соответствующая подготовка производственных линий требует времени, – отмечет С. Алам. – Производство нельзя просто переключать с одной линии на другую. Это еще больше увеличивает время выполнения заказа на поставку».

Чтобы повысить прозрачность цепочки поставок, партнеры должны учитывать в своих циклах планирования поставщиков второго или даже третьего уровня. По словам С. Алама, производители микросхем сейчас страдают от дефицита кремниевых пластин, вызванного пожаром на заводе Renesas (Япония) в конце прошлого года. Предприятие Renesas специализируется на обработке кремниевых пластин типоразмера 300 мм и считается одним из самых передовых. «Вы можете иметь представление о поставщиках первого уровня, но это может быть поставщик второго или третьего уровня, который испытывает трудности. Это часто застает компании врасплох».

И этой информацией следует поделиться с партнерами по цепочке поставок, у которых могут иметься альтернативные источники продукции.

Где все начинается

По мнению аналитиков рынка, компаниям, производящим чипы, следует пересмотреть долгосрочный подход к капвложениям и производственным мощностям.

«В целом компании, производящие микросхемы, подстраиваются под спрос и доступные мощности, – считает Сайед Алам. – Спрос на полупроводники не снижается. Все больше приложений используют больше микросхем – например, в сфере производства чипов движущей силой стали ПК, а затем мобильные устройства и потребительские товары. Теперь есть автомобили, AR/VR (дополненная и виртуальная реальность) и облачные технологии. Все эти приложения используют и будут использовать чипы. В отрасли не должны считать, что это дефицит только 2021 года – он может повториться снова или может продолжаться в течение более длительного периода времени».

По словам Д. Форда, правительство США проявило интерес к производству микросхем внутри страны. «Следите за действиями правительства, связанными с технологическим сектором, производственными технологиями и инфраструктурой Северной Америки, – сказал он. – Хотя есть надежда, что новая администрация сможет найти новый способ, чтобы продвинуться вперед в сотрудничестве с Китаем, обсуждения стратегии «бифуркации», рекомендованной высокопоставленными техническими руководителями, могут вновь вызвать напряжение в отношениях между США и Китаем».

По его словам, США могут взять страницу из китайской «методички» и разработать долгосрочный стратегический план восстановления местных производственных мощностей, включая производство полупроводников на начальных и конечных этапах. Необходимость участия правительства может быть выдвинута как требование «национальной безопасности».

По материалам epsnews.com, PLUSworld.ru