Co stojí za čipovou krizí, která decimuje současný technologický svět?

Svět technologií čelí v posledních měsících nebývalé situaci, která je označovaná jako čipová krize. Tato situace se v různých formách projevuje v celé řadě odvětví a zdá se, že jen tak neskončí. Jaké jsou kořeny této krize a existuje nějaké aktuální řešení?

Stojí za tím pandemie?

Jedna z prvních otázek, která napadne většinu z nás, je, jestli za současným nedostatkem čipů stojí pandemie, respektive s ní spojená zdravotní krize. Odpověď je ano i ne – tedy pandemie je jedním z důvodů, proč je čipů nedostatek, avšak rozhodně není jediným, ale začněme u ní.

Ano celosvětová karanténa způsobená onemocněním Covid-19 má výrazný podíl na současné situaci, a to hned z několika důvodů. Tím prvním je vyšší podíl práce lidí z domova – díky němu výrazně vzrostl zájem o notebooky i osobní počítače, a to jak ze strany jednotlivců, tak ze strany firem. Obecně se zvedl i prodej domácí elektroniky, jako jsou televizory nebo čističky vzduchu. I tato zařízení dnes pracují se sofistikovanými čipy. Druhým důvodem jsou výkyvy v objednávkách, jež pandemie přinesla. Například většina automobilek v prvních měsících pandemie drasticky snížila objednávky a na konci roku je opět zvedla nad původní úroveň.

Dalším výrazným faktorem, který do situace na čipovém trhu vstupoval už před pandemií, je nejistota čínského trhu. Po sankcích uvalených na některé čínské společnosti ze strany USA, se mnoho tamních společností začalo obávat o dodávky čipů a začaly ve vysoké míře skupovat dodávky čipů, aby se jimi mohly předzásobit. Číně totiž doposud chybí provozy, které by dokázaly v dostatečné míře saturovat tamní poptávku po kvalitních čipech.

Třetím faktorem z mnoha jsou pak potíže výrobců čipů, které ani tak nezaskočila epidemie jako taková, ale spíše lokální přírodní katastrofy. Továrny na polovodiče soustředěné v okolí Austinu v Texasu se musely vypořádávat s výpadky proudu. Japonský výrobce čipů pro automobily Renesas Electronics Corp byl loni v březnu zasažen rozsáhlým požárem. Ostrov Tchaj-wan byl zase zasažen enormními suchy, která měla také negativní vliv na tamní produkci čipů.

Čtvrtým trochu obecnějším faktorem je potom otázka vysoké poptávky. Především automobilový průmysl spoléhá v posledních letech v čím dál vyšší míře na elektronické řízení a výkonné čipy jsou jejich základem. Stále více také roste poptávka po chytrých televizích a dalších domácích spotřebičích. K tomu tu samozřejmě máme oblasti jako mobilní telefony, osobní počítače a další, které jsou dlouhodobými „spotřebiteli“ aktuální čipové nabídky. Je otázkou, zda by současná krize vůbec nebyla, pokud by všechny výše zmíněné problémy neexistovaly, nebo by byla pouze mírnější.

Kdo skutečně vyrábí čipy?

Jedním z velkých problémů je, že v současnosti je provozů, které jsou schopny produkovat velké množství čipů, poměrně málo. Když mluvíme o čipech od Applu, Qualcommu nebo Nvidie, většinou myslíme pouhé návrhy nebo modely, které tyto společnosti vyvinou. Většina jejich reálné produkce ale probíhá v dnešním globalizovaném světě jinde, v tzv. slévárnách.

Největším hráčem v oboru produkce polovodičů je TSMC. Mezi běžnými uživateli elektroniky nepříliš známá značka se sídlem na Tchaj-wanu distribuuje více polovodičových čipů orientovaných na výpočetní výkon než veškerá její konkurence dohromady.

Druhý má daleko známější jméno a je jím korejský Samsung. Dokonce o něm můžeme mluvit jako o největším distributorovi polovodičů na světě, avšak většinu jeho produkce tvoří paměťové čipy. V oblasti výkonných čipů je Samsung na druhé místě a v posledních letech navíc Samsung do vývoje procesorů poměrně značně investuje a velcí hráči jako Qualcomm Inc. a Nvidia Corp. jej stále častěji vybírají jako hlavního dodavatele pro své projekty.

Vynechat nemůžeme ani společnost Intel, která má ze všech výrobců stále nejvyšší tržby. Jeho výroba se orientuje především na počítačové čipy. V posledních letech ale čelí Intel odlivu zakázek kvůli starším výrobním technologiím. Intel oznámil v nedávné době poměrně rozsáhlé investice do výroby.

Kromě těchto velkých hráčů existuje i relativně velké množství drobnějších sléváren polovodičových materiálů. Globalfoundries Inc., China’s Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) nebo Taiwan’s United Microelectronics Corp. Tyto společnosti jsou ale limitovány výrobními kapacitami a především dostupnými výrobními technologiemi, které mohou zájemcům nabídnout.

Jaké je řešení?

V zájmu výrobců a pochopitelně i uživatelů je, aby byla současná krize vyřešena co nejrychleji. K tomu však bohužel dojde pravděpodobně až za poměrně dlouhý čas.

Jednou z cest je zvýšení produkce velkých hráčů. TSMC zvýšila své předpokládané kapitálové výdaje na rok 2021 až na 28 miliard dolarů, přičemž v roce 2020 investovala už tak rekordní sumu 17 miliard dolarů. Samsung zase ohlásil dlouhodobé výdaje 116 miliard dolarů v horizontu 10 let.

Velké investice hlásí také Čína. Jejím cílem je získat v tomto klíčovém oboru nezávislost. Problémy pocítila Čína především v souvislosti s embargy ze strany USA uvalenými na velké technologické společnosti v čele s Huawei. Podle dostupných informací největší čínská slévárna polovodičů v Shenzhenu by v roce 2022 měla vyrobit přibližně 40 000 dvanáctipalcových polotovarů měsíčně. Pro srovnání TSMC dokázala vyrobit v roce 2019 celkově 10 milionů těchto polotovarů.

Velkou otázkou, kterou je třeba brát v potaz, je politická situace kolem Tchaj-wanu. Ten je autonomní čínskou provincií a je neoficiálně považován za svým způsobem suverénní stát, jehož obchod není závislý na politice čínské vlády. Čína však v posledních letech stupňuje na Tchaj-wan tlak a panují důvodné obavy z možné vojenské intervence. To by situaci na trzích s polovodiči mohlo ještě více zkomplikovat.

Má to nějaké výhody?

Otázkou je, jestli může současná krize přinést něco pozitivního. Nedostatek čipů (a tím i zboží) na trzích rozhodně prospěšný není. Co však můžeme vidět jako svého druhu výhodu, je urychlení modernizace výroby. Výše zmíněné společnosti totiž investují nejen do šířky výroby, ale zároveň také do zkvalitnění její technologie, protože by bylo nevýhodné nejdřív výrobu rozšířit, a až poté ji modernizovat.

Je tedy možné, že se dočkáme situace, kdy čipy vyráběné na současných technologiích budou nedostatkové, avšak pokročilejších a výkonnějších čipů bude více, je jen potřeba si počkat. Samsung i TSMC pracují na vývoji 3nm technologie výroby, která umožní vyšší koncentraci polovodičových jednotek na daný prostor, a tím i vyšší výkon.

Běžným uživatelům ale zřejmě nezbyde nic jiného než počkat nebo se snažit získat některou z mála grafických karet nebo herních konzolí, které se objeví v nabídce, a těšit se na lepší časy.