تكنولوجيا

كيف يعمل النقص العالمي في الرقائق على تعزيز التصنيع في الولايات المتحدة

أدت مشكلة الوباء إلى وضع خطة بقيمة 52 مليار دولار لمساعدة صانعي الرقائق مثل إنتل وإصلاح الاقتصاد العالمي.

عندما لا تتمكن من شراء شاحنة فورد F-150 أو سوني PS5 ، ألقي باللوم على نقص الرقائق.

انتشرت مشكلة عالمية سببها جائحة كوفيد 19 إلى اضطراب استمر لسنوات في كل شيء إلكتروني. يتسبب نقص المنتجات في مشاكل لأروع ممارسة لقوة المستهلك ، موسم التسوق في العطلات الأمريكية.

إذا لم تتمكن من شراء جهاز الألعاب أو الكمبيوتر المحمول المفضل لديك ، فأنت لست الوحيد الذي يشعر بالغضب.

يقود النقص صناعة التكنولوجيا والسياسيين إلى محاولة عكس الأهمية المتضائلة للولايات المتحدة في أعمال المعالجات الدقيقة.

حكومة الولايات المتحدة ليست راضية عن مدى اعتماد اقتصاد الدولة والجيش على التصنيع الآسيوي عالي التقنية.

كما أن صانعي الرقائق ، الذين يسيل لعابهم من الإعانات الحكومية لتأمين الأبحاث والمصانع الجديدة ، ويتوقعون زيادة واسعة النطاق في الطلب على الرقائق ، يستثمرون بشكل لم يسبق له مثيل.

بشكل عام ، يسلط النقص في الرقائق الضوء على حالة التصنيع في الولايات المتحدة ومدى انتقالها خارج البلاد.

تأمل Intel ، التي تراجعت إلى المركز الثالث خلف شركة Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) و Samsung Foundry ، في الاستفادة من الرياح الخلفية – الطلب المتزايد والتمويل الحكومي – لاستعادة موقعها الريادي.

قال آل طومسون ، الذي يقود علاقات إنتل مع الحكومة الأمريكية: “لا نريد خلق وضع تكون فيه الولايات المتحدة ، التي أنشأت صناعة أشباه الموصلات ووادي السيليكون ، معتمدة كليًا على دول أخرى لهذا المنتج”.

المسار الجديد لصناعة الرقائق هو جزء مما يسميه البعض الفصل ، والذي على الأقل إلى حد ما يفصل الاقتصادين الصيني والأمريكي عن بعضهما البعض.

لا أحد يتوقع سلاسل التوريد دون روابط في الخارج ، لكن استجابة نقص الرقائق لها بالتأكيد نكهة قومية.

إليك ما يحدث وما هو على المحك.

ما الذي بدأ النقص في الرقائق؟

باختصار ، جائحة كوفيد -19 والكثير من موجات الصدمة التي اجتاحت الاقتصاد العالمي.

ارتفع الطلب على تكنولوجيا العمل من المنزل مثل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة اللوحية وكاميرات الويب بما يتجاوز قدرة صناعة أشباه الموصلات على توفير الرقائق .

ليس فقط أدمغة وحدة المعالجة المركزية الكبيرة للكمبيوتر المحمول ولكن أيضًا مجموعة الرقائق الداعمة المطلوبة لإنتاج أشياء مثل غسالات الصحون والأطفال. الشاشات ومصابيح LED.

سرعان ما امتد نقص الرقائق إلى ما هو أبعد من العمل عن بعد واحتياجات المدرسة إلى منتجات الترفيه المنزلي مثل الأجهزة اللوحية ووحدات التحكم في الألعاب وأجهزة التلفزيون وبطاقات الرسومات لأجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب ، والتي كان الأشخاص العالقون في المنزل يشترونها بأرقام قياسية.

ومما يزيد المشكلة تعقيدًا: اندلاع حريق في شركة تصنيع الرقائق اليابانية Renesas Electronics والطقس الشتوي القاسي في تكساس ، مما أدى إلى تعطيل أكثر من 70 محطة للطاقة دون اتصال بالإنترنت وقطع العصير عن مصنع شرائح سامسونج.

أدت عمليات الإغلاق كوفيد إلى قيام شركات صناعة السيارات بتعليق طلبات الرقائق.

تعتمد هذه الشركات بشكل غير متناسب على المعالجات الأرخص التي لا تتطلب أحدث تقنيات صناعة الرقائق.

بحلول الوقت الذي أدركوا فيه أن الطلب يرتفع ، خصصت مصانع الرقائق طاقتها لعملاء آخرين.

ولم يكن هذا كل شيء. أدت وفرة الشحن وندرة حاويات الشحن إلى تعطل تسليم ليس فقط البضائع التامة الصنع ولكن أيضًا مكوناتها والمواد الخام.

تتطلب السيارات وأجهزة الكمبيوتر المئات من المكونات الإلكترونية ، لكن هناك مكونًا واحدًا مفقودًا يعني أنه لا يمكن بيع المنتج.

بالنسبة لمعالج متقدم ، من المحتمل أن تكون هناك شركة واحدة فقط تقوم ببنائه.

إلى متى سيستمر النقص في الرقائق؟

من المحتمل ألا تزداد الأمور سوءًا ، لكنها ستستمر على الأرجح لعدة أشهر أخرى.

لقد عمل صانعو الرقائق على الضغط على أكبر قدر ممكن من السعة الجديدة من منشآتهم التصنيعية ، أو “فاب” ، لكن الأمر يستغرق سنوات لبناء مصانع تصنيع فابست جديدة وزيادة الإنتاج.

قال بات غيلسنجر ، الرئيس التنفيذي لشركة إنتل ، لـ CNET إنه يعتقد أننا قد تجاوزنا أسوأ أزمة نقص في الرقائق ، والتي ستستمر خلال النصف الثاني من عام 2021.

ويتوقع أنه سيتراجع تدريجياً حتى عام 2022 ويتلاشى في عام 2023.

كان عدم التطابق في العرض والطلب على الرقائق أمرًا شائعًا منذ عقود ، ولكن ليس هكذا.

قالت ليزا سو ، الرئيس التنفيذي لشركة AMD في سبتمبر في مؤتمر Code: “لقد مررنا دائمًا بالدورات. هذه المرة الأمر مختلف”.

وتتوقع هي أيضًا أن يخف هذا النقص في الرقائق في عام 2022.

لكن الرئيس التنفيذي لشركة IBM ، آرفيند كريشنا ، يعتقد أنه من المرجح أن يستمر النقص في الرقائق حتى عام 2023 وحتى عام 2024.

ما الذي يتأثر بنقص الرقائق؟

من الأسهل تحديد ما لم يتأثر.

أي شيء تقريبًا به سلك طاقة هذه الأيام يستخدم الرقائق ، لذا فقد أصاب النقص الكاميرات وأفران الميكروويف والتلفزيونات وأجهزة تنظيم ضربات القلب والغسالات والمزيد.

الضربة الأسوأ هي صناعة السيارات. السيارات مرصعة الآن بشرائح الكمبيوتر التي تتحكم في كل شيء من أنظمة المعلومات والترفيه إلى الفرامل المانعة للانغلاق.

وقد اعتمدت صناعة السيارات بشكل كبير على الشراء “في الوقت المناسب” الذي يخفض التكاليف ولكنه يعني عدم وجود مخزون كبير من الأجزاء للحماية من النقص .

أدى الوضع إلى تدمير إيراداتهم بما يقدر بنحو 210 مليار دولار في عام 2021 ، وفقًا لدراسة أجرتها AlixPartners ، وقد يعاني تصنيع السيارات حتى عام 2023.

أجبر النقص شركات صناعة السيارات على وقف الإنتاج ، بما في ذلك فورد موتور Ford Motor وجينيرال موتورز General Motors وتويوتا Toyota ونيسان Nissan وسوبارو Subaru و Stellantis ( فيات كرايسلر Fiat Chrysler سابقًا).

قامت بعض شركات صناعة السيارات بشحن سيارات بدون ملحقات تحتاج إلى رقائق مفقودة ، مما يترك العملاء بدون شاشات تعمل باللمس في سياراتهم الجديدة.

حصلت تسلا على الفضل في تجاوز العاصفة بشكل أفضل من معظم الشركات ، لكنها لا تزال تعاني من قيود الرقائق.

كما تضررت أجهزة الألعاب بشدة. كان النقص في الرقائق يعني التوافر المتقطع والصيد غير المشروع يرفعون أسعار سوني PS5 و مايكروسوفت أكس بوكس الفئة X.

وصل نينتيندو سويتش و ستيم دك الخاص بفالف متأخرًا أيضًا.

حتى أبل عانت ، على الرغم من قيادتها من قبل خبير سلسلة التوريد تيم كوك ولديها النفوذ لتقديم طلبات ضخمة قبل سنوات.

تأخر إطلاق ايفون 12 بعد أسابيع ، واستمر نقص الرقائق في ضرب ابل حتى عام 2021.

للتعامل مع المشكلة ، كان على صانع أجهزة الكمبيوتر الشخصية “Framework” أن يقوم “بشراء المخاطر” من خلال شراء مخزون إضافي من المكونات في وقت مبكر ، كما قال الرئيس التنفيذي Nirav Patel ، على الرغم من أنه نجا من العاصفة حتى الآن.

وقال “إنه بالتأكيد تحد طويل الأمد وممتد للجميع”.

ما الذي يفعله صانعو الرقائق لتكثيف التصنيع؟

يعمل مصنعو أشباه الموصلات بجهد أكبر للضغط على آخر رقاقة من خلال فاب. لكن ليس هناك الكثير مما يمكنهم فعله حيال النقص الفوري.

يستغرق بناء فاب سنوات. بدأت إنتل للتو في بناء منشأتين جديدتين ، فاب 52 و 62 في ولاية أريزونا ، بتكلفة 20 مليار دولار.

قال كيفان اسفارجاني ، قائد سلسلة التصنيع والتوريد في إنتل ، إن الشركة لن تبدأ التصنيع الشامل حتى النصف الثاني من عام 2024.

لكن النقص اليوم يؤدي إلى تسريع استثمار الغد.

يرى صانعو الرقائق مثل سامسونج و GlobalFoundries و انتل و TSMC ارتفاع الطلب على أشباه الموصلات مع انتشار التكنولوجيا الرقمية إلى ما هو أبعد من أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية.

حث جيلسنجر مصنعي السيارات على تحويل معالجاتهم إلى تكنولوجيا تصنيع أحدث ، والتي بفضل التصغير ، يمكنها ضغط المزيد من الرقائق من رقاقة سيليكون واحدة بعرض 300 مم.

هذا ليس تغييرًا سهلاً ، نظرًا لأن الكثير من صناعة السيارات تختار وتتحقق من صحة المكونات المستخدمة لسنوات.

يمكن أن يساعد جهود إنتل في أن تصبح مسبكًا يبني رقاقات الآخرين ، على الرغم من أنه ليس فقط منتجاتها الخاصة.

ما هي تكلفة هذا الاستثمار؟

استثمارات رأس المال القادمة لصانعي الرقائق غير عادية.

تفوقت إنتل على 23.5 مليار دولار في الإنفاق هذا العام في الولايات المتحدة ، تليها خطط لإنشاء اثنين من “المباني الضخمة” في السنوات المقبلة بإجمالي 200 مليار دولار.

قال اسفارجاني: “هذه مواقع كبيرة – ما يزيد عن 1000 فدان” ، كل منها به مساحة تتسع لثمانية فدان.

تتوقع TSMC أن تنفق 100 مليار دولار على مدى ثلاث سنوات ، بما في ذلك فاب جديد في ولاية أريزونا ، وأعلنت للتو عن شراكة فاب جديدة في اليابان مع سوني. تتوقع Samsung أن تنفق 145 مليار دولار حتى عام 2030.

قال سو “قبل خمس سنوات ، قال الناس إننا مملين”. “لقد أدرك العالم حقًا أن هذا أصبح الآن جزءًا أساسيًا مما يفعله الناس”.

في نوفمبر ، أعلنت شركة سامسونج أن أحد استثماراتها هو مشروع فاب في تايلور بولاية تكساس بقيمة 17 مليار دولار.

كما أعطى النقص طاقة جديدة لصانعي الرقائق الأقل شهرة الذين ما زالوا يصنعون الرقائق باستخدام تكنولوجيا تصنيع الجيل السابق “العقدة القديمة”.

يتضمن ذلك ST Microelectronics و Onsemi و Microchip و NXP Semiconductors و Infineon.

عقدت GlobalFoundries ، قسم التصنيع AMD الذي انبثق عن AMD في عام 2018 ، طرحها العام الأولي على الرغم من قلة الربحية والخروج من السباق لمواكبة صانعي الرقائق الثلاثة الرائدين: انتل و سامسونج و TSMC.

تستثمر GlobalFoundries مليار دولار لزيادة قدرتها الحالية في نيويورك وإضافة فابانا آخر هناك. كما تقوم ببناء فاب في سنغافورة وتوسيع واحد في ألمانيا.

فابس باهظة الثمن ، ولكن يمكن لعملاء الرقائق تقاسم تكاليف الاستثمار.

لتأمين سعة للمنتجات المستقبلية ، تدفع شركات “فابليس” مثل نفيدا Nvidia و AMD و كوالكوم مليارات الدولارات لمصنعي الرقائق. تتوقع إنتل مثل هذه المدفوعات المسبقة أيضًا من خلال أعمال مسبكها الجديدة.

ما هي التداعيات السياسية؟

السياسيون الأمريكيون ، المتناغمون مع المد والجزر الاقتصادي ، لا يحبون ذلك عندما لا يستطيع المستهلكون الاستهلاك. تحاول إدارة بايدن الاستجابة فيدراليًا لمشاكل سلسلة التوريد.

حثت الشركات على أن تكون أكثر شفافية بشأن احتياجاتها وإمداداتها .

ودعت الكونجرس إلى إنشاء برنامج مرونة سلسلة التوريد الحرجة وبدأت العمل لتعزيز استقلال الولايات المتحدة عن الموردين الدوليين.

وكان هناك أكثر من القليل من الخوف من أن الجيش الأمريكي يعتمد بشكل كبير على الشركات الخارجية.

كما جاء في تقرير للبيت الأبيض مؤلف من 250 صفحة في يونيو:

“أشباه الموصلات … أساسية لتشغيل كل نظام عسكري تقريبًا ، بما في ذلك أنظمة الاتصالات والملاحة وأنظمة الأسلحة المعقدة مثل تلك الموجودة في مقاتلة F-35 Joint Strike Fighter. .

إنها أساسية لتقنيات المستقبل “التي يجب الفوز بها” ، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي و 5 G ، والتي ستكون ضرورية لتحقيق هدف “الاقتصاد الوطني الديناميكي والشامل والمبتكر” >

والذي تم تحديده على أنه ميزة أمريكية حاسمة في مارس. التوجيه الاستراتيجي للأمن القومي المؤقت لعام 2021.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد تطوير الأنظمة المستقلة المتقدمة والأمن السيبراني والفضاء والفوق الصوتي والطاقة الموجهة أيضًا على تقنيات أشباه الموصلات “.

تتوافق هذه الدفعة أيضًا مع جهود إدارة بايدن المصنوعة في أمريكا لزيادة الإنفاق الحكومي على المنتجات المصنوعة في الولايات المتحدة وتعزيز التصنيع الأمريكي على نطاق أوسع.

المصطلح الذي يجسد النتيجة المرجوة؟ مرونة سلسلة التوريد.

وهذا يعني وضع حد للمشكلات في وقت أقرب ، وجعل الحكومة والقطاع الخاص أكثر قدرة على التكيف ، وبناء مخازن إمداد من المخزون تخفف من صدمات سلسلة التوريد.

بشكل عام ، من شأن ذلك أن يقلل من احتمالية وشدة مفاجآت سلسلة التوريد.

وقال دارشان نايك المحلل في كابجيميني “الصناعة تتوسل للسخرية”.

ماذا يعني ذلك لصانعي الرقائق على وجه التحديد؟

باختصار ، المال. أجاز الكونجرس 52 مليار دولار من الإعانات لصانعي الرقائق في قانون الشرائح CHIPS لأمريكا ، لكن الكونجرس لم يخصص الأموال بعد في الواقع.

أقر مجلس الشيوخ في يونيو قانون الابتكار والمنافسة بالولايات المتحدة ، أو USICA ، لتخصيص الأموال .

ولكن لم تدفع رئيسة مجلس النواب نانسي بيلوسي تمويل الرقاقة إلى الأمام في مجلس النواب حتى نوفمبر.

إذا تم تمرير USICA ، فلن تتمكن انتل من الحصول على مبلغ 52 مليار دولار بالكامل.

لكن 10 مليارات دولار من هذا المبلغ مخصصة لمشاريع فاب ، مع حد أقصى قدره 3 مليارات دولار لكل مشروع وإنتل هي المستفيد المحتمل.

وقال غيلسنجر إن هذا الخصم بنسبة 30٪ يمكن مقارنته بما يحصل عليه صانعو الرقائق في كوريا الجنوبية وتايوان.

قالت إنتل إنها تأمل في الإعلان عن موقع مصنعها الضخم الجديد في الولايات المتحدة بكلفة 100 مليار دولار في وقت لاحق من هذا العام.

ولكن مع استمرار عدم وجود قانون USICA ، أصبحت الشركة أكثر حذرًا بشأن خططها.

وقالت المتحدثة كريستال هيتون “نخطط للإعلان عن الموقع الجديد في الولايات المتحدة بمجرد تمرير تمويل قانون الشرائح CHIPS”.

جادل جيلسنجر بأن الشركات التي يقع مقرها الرئيسي في الولايات المتحدة فقط – أي انتل وليس سامسونج أو TSMC – هي التي ينبغي أن تستفيد من الإعانات الأمريكية.

وقال جيلسنجر في مقال افتتاحي في يونيو: “صانعو الرقائق الأجانب الذين يتنافسون على الإعانات الأمريكية سيحتفظون بملكيتهم الفكرية القيمة على شواطئهم الخاصة ، مما يضمن بقاء التصنيع الأكثر ربحًا وتطورًا هناك”.

ولكن حتى المنتجات الجاهزة المملوكة لشركات خارجية يمكن أن تساعد في ترسيخ صناعة الإلكترونيات في الولايات المتحدة ، وتطوير العمال المدربين ، وتوليد النشاط الاقتصادي والضرائب.

قال كينام كيم ، الرئيس التنفيذي لشركة سامسونج  Electronics Device ، “بالإضافة إلى شركائنا في تكساس ، نحن ممتنون لإدارة بايدن لخلق بيئة تدعم شركات مثل سامسونج حيث نعمل على توسيع تصنيع أشباه الموصلات الرائدة في الولايات المتحدة”. قسم الحلول في بيان.

تهدف خطة إنتل إلى زيادة حصة الولايات المتحدة في صناعة الرقائق من 12٪ اليوم إلى 30٪ في السنوات القادمة والحصة الأوروبية من 9٪ إلى 20٪.

هل هذا يحدث فقط في الولايات المتحدة؟

لا. يريد الاتحاد الأوروبي أيضًا قطعة أكبر من فطيرة إنتاج المعالج.

وقالت أورسولا فون دير لاين ، رئيسة المفوضية الأوروبية ، مقترحة قانون رقائق أوروبي مع إعاناتها الخاصة: “هذه ليست مجرد مسألة تنافسيتنا. إنها أيضًا مسألة سيادة تكنولوجية”.

هنا أيضًا ، انتل معجب بالأمر. وتخطط لبناء ميجافاب بقيمة 100 مليار دولار أخرى في أوروبا.

هل يمكنك حقًا نقل صناعة الإلكترونيات بأكملها إلى الولايات المتحدة؟

مستحيل. تعد صناعة الإلكترونيات أكبر بكثير من مجرد صناعة الرقائق .

بما في ذلك الإمدادات الأولية مثل الرقائق ومعدات التصنيع والأنشطة النهائية مثل التعبئة والاختبار والتجميع ، ومعظمها في آسيا.

قال غيلسنجر: “هناك الكثير من الجوانب الأخرى لسلسلة التوريد ، وأعتقد أن هذه الجوانب بحاجة إلى أن تكون أكثر توازناً كذلك”.

هنا حيث يبدأ مبلغ 52 مليار دولار في الظهور وكأنه إنفاق صغير.

تتوقع مجموعة بوسطن الاستشارية أن الأمر سيستغرق 900 مليار دولار إلى 1.23 تريليون دولار في الإنفاق لإنشاء سلاسل توريد لأشباه الموصلات مكتفية ذاتيًا في جميع أنحاء العالم.

بالنسبة للولايات المتحدة فقط ، تتراوح قيمتها بين 350 مليار دولار و 420 مليار دولار. وتتعارض هذه التكلفة مع الدافع الرأسمالي لمكافأة الموردين الأقل تكلفة.

قال مات لانجيوني المحلل في مجموعة بوسطن كونسلتينج جروب: “سيؤدي ذلك بالتأكيد إلى عدم كفاءة سلسلة التوريد”. “التكاليف سترتفع. لكن يجب أن يكون هناك المزيد من التكرار في النظام.”

إعادة التوطين ، والتي من شأنها نقل عمليات التصنيع بالقرب من الولايات المتحدة ولكن ليس على طول الطريق ، هي احتمال آخر .

لا سيما للتجميع والاختبار والأعمال الأخرى التي ليست عالية التقنية مثل صناعة الرقائق نفسها.

وقال نايك من CapGemini “المكسيك يمكن أن تكون خيارا قويا.”

مؤسس TSMC والرئيس التنفيذي السابق موريس تشانغ متشكك. قال تشانغ في أكتوبر: “لن يكون من الممكن إعادة عقارب الساعة إلى الوراء”.

“إذا كنت ترغب في إعادة إنشاء سلسلة إمداد كاملة لأشباه الموصلات في الولايات المتحدة ، فلن تجدها مهمة محتملة.”

من يخسر من تقسيم سلاسل التوريد الإلكترونية؟

لا تبدو إعادة التوازن في سلاسل التوريد العالمية أمرًا رائعًا بالنسبة للشركات التي لا تستفيد ، مثل شركة هواوي الصينية لتصنيع معدات الهاتف والشبكات .

وهي عملاقة تبلغ إيراداتها 71 مليار دولار في الأرباع الثلاثة الأولى من عام 2021.

اعتقدت إدارة ترامب أن معدات شبكتها تشكلت.

تهديدًا للأمن القومي ، ووافقت إدارة بايدن ، لذلك يستمر حظر مبيعات منتجات هواوي .

قال آندي بوردي ، كبير مسؤولي الأمن بشركة هواوي USA ، إن رفع الحواجز ضد الشركات الأجنبية والترويج للشركات الأمريكية قد يدفع الصين أو غيرها إلى اتخاذ نفس الموقف ضد الشركات الأمريكية.

قال بوردي: “هناك بعض العواقب الرئيسية غير المقصودة [للحواجز التجارية] التي ستضر بالولايات المتحدة على المدى الطويل”.

“إذا لم يُسمح لصناعة أشباه الموصلات الأمريكية بالبيع إلى هواوي أو الشركات الصينية ، فسيؤدي ذلك إلى التراجع عن الكثير من الأشياء الجيدة التي تحاول إدارة بايدن القيام بها.”

في الواقع ، تحولت هواوي بعيدًا عن بعض الرقائق المصنوعة في الولايات المتحدة.

ولكن حتى أندرو فيلدمان ، الرئيس التنفيذي لشركة سيريبراس Cerebras لشرائح الذكاء الاصطناعي وصانع الكمبيوتر ، يعتقد أن هناك خطر الاعتماد كثيرًا على سامسونج و TSMC – الشركة المصنعة للرقائق التابعة لشركته.

قال فيلدمان: “يا لها من فكرة سيئة أن يعتمد جزء كبير من الاقتصاد الأمريكي على قطعة أرض يمكنك السباحة إليها من الصين أو يمكنك رمي حجر من المنطقة المنزوعة السلاح في كوريا”.

مقالات ذات صلة