Kuidas pooljuhtide puudus teid mõjutab?

Pandeemia valguses on puudused ja tarneahela probleemid ummistanud peaaegu kõik tööstusharud, alates tootmisest kuni transpordini.Üks peamisi mõjutatud tooteid on pooljuhid, mida kasutate kogu päeva jooksul, isegi kui te sellest aru ei saa.Kuigi neid tööstuse luksumisi on lihtne ignoreerida, mõjutab pooljuhtide puudus teid rohkem, kui võite oodata.

Mis on pooljuht ja kuidas seda tehakse?

Pooljuhid, tuntud ka kui kiibid või mikrokiibid, on väikesed elektroonikatükid, mis sisaldavad miljardeid transistore.Transistorid lubavad või keelavad elektronide läbimise.Kiipe leidub tuhandetes toodetes, nagu telefonid, nõudepesumasinad, meditsiiniseadmed, kosmoselaevad ja autod.Need toimivad meie elektroonika "ajuna", käivitades tarkvara, manipuleerides andmeid ja kontrollides funktsioone.
Ühe kiibi valmistamiseks kulub tootmises üle kolme kuu, see hõlmab üle tuhande sammu ja vajab hiiglaslikke tehaseid, tolmuvabu ruume, miljoni dollari väärtuses masinaid, sulatina ja lasereid.See protsess on nii väga tüütu kui ka kallis.Näiteks selleks, et räni isegi laastuvalmistusmasinasse asetada, on vaja puhast ruumi – nii puhast, et tolmukübemeke võib põhjustada miljoneid dollareid raisatud jõupingutusi.Kiibitehased töötavad ööpäevaringselt ja algtaseme tehase ehitamine läheb vajamineva spetsiaalse varustuse tõttu maksma umbes 15 miljardit dollarit.Raha kaotamise vältimiseks peavad kiibitootjad tootma igalt tehaselt 3 miljardit dollarit kasumit.

Pooljuhtpuhas ruum kaitsva LED-kollase valgusega.Foto krediit: REUTERS

Miks on puudus?

Viimase pooleteise aasta jooksul on selle puuduse põhjustanud paljud tegurid.Kiibi valmistamise keeruline ja kulukas protsess on üks peamisi defitsiidi põhjuseid.Seetõttu ei ole maailmas palju kiipide tootmisettevõtteid, seega põhjustab probleem ühes tehases kogu tööstuses lainetuse.
Siiski võib puuduse suurimaks põhjuseks pidada COVID-19 pandeemiat.Esiteks suleti pandeemia alguses paljud tehased, mis tähendab, et kiibi tootmiseks vajalikud tarvikud ei olnud mõne kuu jooksul saadaval.Ka mitmed kiibidega seotud tööstusharud, nagu laevandus, tootmine ja transport, seisid silmitsi tööjõupuudusega.Lisaks soovis rohkem tarbijaid elektroonikat, pidades silmas kodus viibimise ja kodus töötamise meetmeid, mistõttu kiipe nõudvad tellimused kuhjuvad.
Lisaks suleti COVID-i tõttu Aasia sadamad mõneks kuuks.Kuna 90% maailma elektroonikast läheb läbi Hiina Yantiani sadama, põhjustas see sulgemine tohutu probleemi elektroonika ja kiibi tootmiseks vajalike osade tarnimisel.

Renesase tulekahju tagajärjed.Foto krediit: BBC
Kui kõigist COVID-iga seotud probleemidest ei piisanud, on tootmist pärssinud ka mitmesugused ilmastikuprobleemid.Jaapani Renesase tehas, mis toodab umbes ⅓ autodes kasutatavatest kiibidest, sai 2021. aasta märtsis tulekahjus tõsiselt kannatada ja tegevus normaliseerus alles juulis.2020. aasta lõpus Texases puhkenud talvetormid sundisid niigi väikese arvu Ameerika laastutehaseid tootmise peatama.Lõpuks pidurdasid 2021. aasta alguse tõsised põud Taiwanis, mis on juhtiv laastutootmisriik, tootmine, kuna laastu tootmine nõuab palju vett.

Kuidas puudus teid mõjutab?

Iga päev kasutatavate pooljuhtkiipe sisaldavate tarbekaupade tohutu hulk näitab puuduse tõsidust.Tõenäoliselt tõusevad seadmete hinnad ja muud tooted viibivad.Arvatakse, et USA tootjad toodavad sel aastal vähemalt 1,5–5 miljonit autot vähem.Näiteks teatas Nissan, et toodab kiibipuuduse tõttu 500 000 sõidukit vähem.General Motors sulges 2021. aasta alguses ajutiselt isegi kõik kolm oma Põhja-Ameerika tehast, parkides tuhandeid valmis sõidukeid, välja arvatud nende jaoks vajalikud kiibid.

General Motors suleti pooljuhtide puuduse tõttu
Foto krediit: GM
Tarbeelektroonikaettevõtted varusid pandeemia alguses ettevaatlikult kiipe.Kuid juulis teatas Apple'i tegevjuht Tim Cook, et kiibipuudus lükkab tõenäoliselt iPhone'i tootmist edasi ning on juba mõjutanud iPadide ja Macide müüki.Sony tunnistas samuti, et nad ei suuda uue PS5 nõudlusega sammu pidada.
Kodumasinaid, nagu mikrolaineahjud, nõudepesumasinad ja pesumasinad, on juba raskem osta.Paljud kodumasinate tootjad, nagu Electrolux, ei suuda rahuldada nõudlust kõigi oma toodete järele.Nutikad kodumasinad, nagu video uksekellad, on võrdselt ohustatud.
Kuna pühadehooaeg on peaaegu ees, on ettevaatlik, et ärge oodake tohutult erinevaid elektroonilisi valikuid, millega oleme tavalistel aastatel harjunud – hoiatused „tühjas” võivad olla üha tavalisemad.Tekib tung ette planeerida ja mitte oodata tooteid kohe tellida ja kätte saada.

Milline on puuduse tulevik?

Pooljuhtide puudusega tunneli lõpus paistab valgus.Esiteks hakkavad leevenema COVID-19 põhjustatud tehaste sulgemised ja tööjõupuudus.Suured ettevõtted, nagu TSMC ja Samsung, on samuti lubanud koos miljardeid dollareid investeerida tarneahela võimsusse ja kiibitootjate stiimulitesse.
Selle puuduse peamine tõdemus on tõsiasi, et Taiwanist ja Lõuna-Koreast tuleb sõltuda vähem.Praegu toodab Ameerika vaid umbes 10% kasutatavatest kiibidest, mis suurendab transpordikulusid ja välismaalt pärit krõpsudega kuluvat aega.Selle probleemi lahendamiseks lubas Joe Biden toetada pooljuhtide sektorit juunis esitatud tehnoloogia rahastamise seaduseelnõuga, mis eraldab USA kiibi tootmiseks 52 miljardit dollarit.Intel kulutab Arizonas kahele uuele tehasele 20 miljardit dollarit.Militaar- ja kosmosepooljuhtide tootja CAES loodab järgmisel aastal oma tööjõudu oluliselt laiendada, pannes rõhku ka USA tehastest kiipide hankimisele.
See puudus šokeeris tööstust, kuid hoiatas seda ka tulevastest probleemidest seoses suurenenud nõudlusega esemete järele, mis nõuavad paljusid pooljuhte, nagu nutikad kodud ja elektrisõidukid.Loodetavasti võtab see arvesse teatud hoiatust kiibitootmistööstusele, vältides selle kaliibriga tulevasi probleeme.
Pooljuhtide tootmise kohta lisateabe saamiseks voogesitage Tomorrow's World Today's "Semiconductors in Space" SCIGo ja Discovery GO kaudu.
Avastage tootmismaailma ja avastage rullnokkade taga olevat teadust, seda, mida peate teadma elektroonilise ringlussevõtu kohta, ja heitke pilk kaevandamise tulevikule.