Производство микрочипов: крупнейшие компании, мировые рынки, тенденции в 2022 году

Что объединяет смартфоны, лэптопы, умную бытовую технику и современные автомобили? Все эти большие и малые гаджеты окажутся бесполезными, лишившись своего «мозга» — микрочипа. Если Производство чипов по той или иной причине остановится или не сможет в полной мере удовлетворять стабильно растущий спрос, человечество рискует остаться без привычной потребительской электроники, без которой мы уже не представляем своей жизни.

Команда Бизнес-журнала https://lindeal.com выяснила, какие страны и компании-производители формируют глобальный рынок полупроводников. Обратившись к данным экспертов и доверенных источников, мы узнали, почему мир по сих не может решить проблему дефицита микросхем и чем обернется сохранение проблемы для мирового сообщества.

Крупнейшие страны-производители микрочипов

Среди мировых государств, где сконцентрированы масштабные изготовители микросхем:

1. Тайвань. Маленькое государство стало оплотом для производства 1/5 всех полупроводников — и это только по объемам изготовления. Если считать в денежном выражении, доля выйдет большей, ведь тайваньские микрочипы — самые дорогие, ведь они изготавливаются по самым передовым технологиям. Так как без Тайваня прервутся многие важнейшие экономические цепочки, власти страны ловко пользуются своим положением для защиты от претензий со стороны КНР.
2. США. Страна не жалеет средств на развитие собственного полупроводникового производства — на эти цели выделено порядка 52 млрд долларов казенных средств. Также Штаты заинтересованы в размещении на своей территории производственных мощностей важнейших чипмейкеров TSMC и Samsung.
3. Китай. Государство упорно работает над практически 100 % замещением зарубежной электроники. Но это довольно затратный и по времени, и по финансам процесс: так, если Taiwan Semiconductor Manufacturing Company уже успешно выпускает 4-нанометровые чипы, то китайские производители «застряли» на устаревшей норме в 14 нанометров.
4. Страны Евросоюза. Американской компании Intel вверено создание инновационного Чип-производства в Магдебурге (Германия).
5. Япония. В отличие от предшественников, Страна Восходящего Солнца выделяет гораздо меньшие субсидии на развитие собственной микросхемной отрасли, однако поддержка местных чипмейкеров здесь достаточна и системна.

Но не стоит думать, что все мировое производство чипов сосредоточено только в обозначенных государствах. Возьмем за пример американских чипмейкеров: у Intel, помимо Штатов, есть предприятия в Ирландии и Израиле, а у Micron — в Японии, Сингапуре и на Тайване. В целом же ситуация по частям света с производством микросхем складывается так:

• 3/4 производственных процессов сосредоточены в Юго-Восточной Азии — это Япония, Малайзия, Южная Корея, Тайвань, Сингапур.
• Европа в данной отрасли, как не парадоксально, входит в число отстающих регионов. Если посмотреть на карту, число фабрик, изготавливающих чипы, здесь действительно невелико: отделение Intel в Ирландии, предприятия Infineon и GlobalFoundries в Дрездене и Филлахе (Австрия), мощности STM в Милане и Кролле (Франция).

Интересно, что в таком крупном регионе, как Индия, микросхемная промышленность до сих пор не развита. Однако страну продолжают считать перспективной из-за индийских разработчиков-аутсорсеров, в данный момент осваивающих дизайн микрочипов. Такие специалисты ценятся во всем мире за идеальное сочетание качества и стоимости работы.

К числу крупнейших мировых производителей полупроводников планирует примкнуть и Россия: с 2007 здесь разрабатывается «Стратегия развития электронной промышленности России на период до 2025 года». В ее рамках финансируются наиболее перспективные проекты наподобие завода «Микрон», микропроцессоров «Эльбрус» и Байкал», процессоров «Элвис-неотек» и пр.

Крупнейшие компании-производители микрочипов

Представим знаковых на настоящий момент чипмейкеров:

1. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, TSMC (Тайвань). Самый крупный в мире контрактный (работающий на заказ для других компаний) поставщик микрочипов. Главные заказчики тайваньской корпорации — мировые гиганты Apple, Google, Nvidia, Tesla, Amazon.
2. Samsung Electronics (Южная Корея). Производитель электроники, развивающий чип-изготовление как одну из сфер деятельности.
3. Intel (США). Производитель ПЛИС и процессоров, рассматривающий изготовление микрочипов как одно из направлений деятельности.
4. Qualcomm (США). Инновационные технологии связи.
5. Broadcom (США). Лидер по производству коммуникационных чипов.
6. Texas Instruments (США). Поставщик аналоговых микросхем.
7. SK Hynix (Южная Корея). Бывшее полупроводниковое подразделение гиганта Hyundai. Главная специализация — устройства памяти.
8. Nvidia (США). Непосредственно не производит чипы, только владеет технологией изготовления.
9. Micron США). Выпуск устройств памяти.
10. Toshiba (Япония). Еще один производитель электроники, развивающий чип-изготовление как одну из сфер деятельности.

Интересно, что целых три гиганта из нашего списка, Broadcom, Qualcomm и Nvidia, не имеют собственных производственных мощностей для производства микросхем. Чипы для них по контракту изготавливает TSMC. 

Причины дефицита производства микрочипов в 2021-2022

Новости о нехватке полупроводников для производства электроники и автомобилестроения на слуху даже у тех, кто далек от глобальной промышленности. Но с чего это все началось? Обозначим главные причины мирового дефицита:

1. Пандемия коронавируса. Так как весь мир стал переходить на удаленный формат работы, суммарный спрос на ноутбуки, компьютеры, смартфоны и сопутствующую технику резко подскочил.
2. Эпоха локдаунов. Человечество ушло на карантин — и это сильно ударило по логистике. В 2020 доля перебоев в цепочках поставок достигла рекордных 67 % (данные Resilinc). Доставка уже произведенных микросхем усложнилась и сильно подорожала.
3. Торговый конфликт между США и КНР. В том же 2020 Соединенные Штаты запретили Taiwan Semiconductor Manufacturing Company поставлять чипы Huawei. Затем под американскими санкциями оказался крупный китайский производитель микрочипов Semiconductor Manufacturing International Corporation — инвесторы США больше не могли торговать его ценными бумагами.
4. Дорогой и времязатратный процесс запуска производства микросхем. Запустить с нуля такое предприятие очень сложно, в то время как мировой спрос на микросхемы даже не думает спадать.
5. Погода и климат. Так, в 2020 году, из-за самой сильной засухи за последние 56 лет на Тайване, крупнейший чипмейкер TSMC остался без воды. С заполненными лишь на 10-20 % резервуарами он не мог полноценно продолжать производство. Комбинаты из Техаса в феврале 2020 накрыла другая беда — сильнейшие снегопады, повлекшие за собой массовое отключение электроэнергии на заводах.
6. Техногенные аварии. В марте 2021 загорелись промышленные помещения предприятия Renesas (Япония), одного из значительных поставщиков кремниевых пластин — незаменимого элемента в производстве чипов. Восстановиться удалось только через 3 месяца, но к тому сроку масштабное возгорание охватило промзону другого крупного отправителя кремниевых пластин — Xinjiang West Hesheng Silicon Industry Co., Ltd (Китай).
7. Мировой дефицит поликристаллического кремния. Именно на пластинах из данного элемента печатаются современные чипы. Ситуацию осложняет и то, что кремневое сырье продолжит дорожать вплоть до 2027 года.

Важно отметить момент, что ряд крупных чип-компаний не производит полупроводники самостоятельно: те же Broadcom, Qualcomm, Nvidia лишь владеют технологиями изготовления, в то время как само производство происходит в азиатском регионе, что создает критическую зависимость мировой промышленности от ситуации в АТР.

Ситуация на мировом рынке микрочипов в 2022

В настоящий момент на глобальном рынке полупроводников «задают темп» два гиганта — Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, TSMC (Тайвань) и Samsung (Южная Корея). Первому принадлежит 54 % рынка, второму — 17 %. Однако эксперты TrendForce выяснили, что лидеры отрасли (даже вместе с менее мощными конкурентами) не могут полностью удовлетворить мировой спрос — он стабильно на 10-30 % выше предложения.

Аналитическая команда Susquehanna Financial Group, уточняет, что такое положение дел сохраняется с начала 2021 года, когда изготовители микросхем стали задерживать исполнение контрактов: так, крупным заказчикам приходится ждать до 17 недель, а мелким — почти год. Происходящее негативным образом сказывается на начинающих, небольших производителях электроники вплоть до того, что им приходится сворачивать проекты. Сказанное влечет за собой увеличение стоимости бытовой техники и электроники для конечного потребителя.

Параллельно со 2-го квартала 2021 тридцать поставщиков микрочипов увеличили цены на свои устройства, в среднем, на 10-30 %. Среди них оказались:

• Power Semiconductor Manufacturing;
• SMIC;
• UMC.

Если просмотреть прайсы, то стоимость ряда позиций и вовсе возросла в несколько раз.

Заметно также, что ситуация с дефицитом полупроводников сильно ударила и по лидерам отрасли:

• TSMC объявила своими ключевыми заказчиками Apple и крупнейших автопроизводителей: процессоры и микрочипы для них будут производиться в приоритетном порядке. А таким клиентам, как Intel, Qualcomm, Google и Xilinx, придется получать свои заказы «по мере изготовления».
• Samsung, который сам является большим производителем чипов, в 2021 был настолько растерян перед дефицитом микросхем, что даже сообщал о возможной приостановке выпуска новых гаджетов Galaxy Note в 2021.
• Автогиганты Nissan, Honda, Ford, Fiat Chrysler, Volkswagen, Suzuki, Subaru с начала 2021 стали снижать объемы выпуска автомобилей, что обернулась суммарными убытками на 110 млрд долларов.

Кажется, что лучше всех к «войне за чипы» подготовилось «Яблоко»: «Эпл» под занавес 2020 закупил 80 % производственных ресурсов Taiwan Semiconductor Manufacturing Company для массового выпуска собственных микросхем М1.

Лидеры и тенденции в производстве микрочипов в 2022 году

Несмотря на все происходящее в мире, тройка ведущих производителей микросхем не меняется — это:

1. TSMC.
2. Intel.
3. Samsung Electronics.

Данным корпорациям, по сведениям IC Insights, пока уступают компании Micron Technology, SK Hynix, Kioxia/WDC, Intel.

Если обратиться к аналитическому отчету Boston Consulting Group и Ассоциации полупроводниковой промышленности Соединенных Штатов, мы увидим, что изготовление микрочипов сосредоточено на планете следующим образом:

• Азия — 80 % рынка: из которых 21 % — тайваньские, 19 % — южнокорейские, 13 % — японские чипы.
• Америка — 12 % рынка.

Из того же анализа мы узнаем о компаниях, которые «правят балом», а также об их географическом расположении:

• Тайвань: TSMC, UMC.
• Южная Корея: Samsung, Hynix.
• Соединенные Штаты: Intel, GlobalFoundries, Micron, Texas Instruments.
• Япония: Toshiba, Renesas Electronics.
• Китай: Tsinghua, China Electronics.
• Страны Евросоюза: NXP Semiconductors, STM, Bosch, Infineon.
• Сингапур: SSMC, Western Digital.

Однако, рассматривая производство микросхем, стоит обратить внимание на ключевые тенденции в отрасли:

• Изготовление полупроводниковой продукции «словосочиненный и многоэтапный процесс. Отчего полная производственная цепочка выстроена лишь у немногих гигантов — Intel, TSMC, Samsung, GlobalFoundries. Что же касается таких знаковых компаний, как Qualcomm, Nvidia и AMD, они занимаются только разработкой новых устройств, распространением готового продукта, а непосредственное создание полупроводников доверяют тому же «Самсунгу», «Интел» или TSMC.
• Несомненным лидером отрасли выступает «тайванец» Taiwan Semiconductor Manufacturing Company — именно здесь выпускаются самые сложные и передовые чипы, а сам производитель занимает более 50 % рынка. И не желает уступать свое лидерство, системно наращивая производственные мощности.
• Ближайшими конкурентами тайваньского гиганта, если рассматривать финансовые вложения в развитие полупроводникового вектора, можно назвать «американца» «Интел» и «корейца» «Самсунг».

Микросхемная отрасль имеет такую специфику, что начинающим и небольшим предприятиям здесь сложно составить достойную конкуренцию «акулам». Так, даже перспективные GlobalFoundries Inc., Semiconductor Manufacturing International Corp. и United Microelectronics Corp. отстают от лидеров на 2-3 поколения. Причина — в дороговизне строительства и усовершенствования производственных мощностей.

Прогнозы по производству микрочипов на ближайшее будущее

Что касается авторитетных экспертов, их прогнозы по ситуации с нехваткой полупроводников разнятся:

• TSMC: на протяжении всего 2022 года непростая ситуация с дефицитом чипов будет сохраняться. Чтобы преодолеть проблему, полупроводниковым производителям придется направить немалые Инвестиции на запуск новых предприятий и развитие уже действующих заводов.
• Cisco: глава корпорации Чак Роббинс уверен, что трудности лишь временные — и поставщики микросхем уже скоро нарастят свои мощности.
• Nvidia: по мнению финансового директора Колетт Кресс, глобальная промышленность будет испытывать сложности из-за дефицита микрочипов вплоть до конца года.
• Intel: компания дает самые неутешительные прогнозы — нехватка чипов будет наблюдаться и по истечении 2022. Единственный выход из положения — запуск новых производственных мощностей.

Пэт Гелисинджер (директор «Интел») заявляет СМИ: «Я не думаю, что индустрия микросхем вернется к здоровому балансу спроса и предложения до 2023 года».

Пути преодоления дефицита производства микрочипов

Крупнейшие страны-производители микросхем уже наметили четкие мероприятия, направленные на преодоление недостатка в полупроводниках:

• США. Правительство страны провело переговоры с топ-менеджментом тайваньского TSMC по поводу строительства и запуска нового производства в штате Аризона. Ожидается, что инновационная фабрика только ежемесячно будет поставлять не менее 20 000 пяти-нанометровых микросхем для автомобильных компаний и других направлений мировой промышленности. Также у Taiwan Semiconductor Manufacturing Company грандиозные планы по возведению шести предприятий на территории Соединенных Штатов — на эти цели выделено около 100 млрд долларов. Параллельно американские власти решили поддержать свою местную полупроводниковую промышленность — была запущена 5-летняя программа субсидирования на $52 млрд для чипмейкеров родом из США.
• Китай. Республика активно развивает национальную программу Made in China, призванную снизить зависимость китайских производителей электроники и высокотехнологичных продуктов от иностранных поставщиков. На эти цели до 2025 года правительство обещало выделить до 1,4 трлн долларов — большая часть инвестиций при этом будет вложена в развитие уже признанных гигантов Alibaba Group, Huawei, SenseTime Group. Также власти КНР обращаются к не самым честным способам конкуренции, переманивая на местные предприятия толковых специалистов из Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, обещая им более высокую оплату труда.
• Япония. Объединенными усилиями гигантов TSMC и Sony в Стране Восходящего Солнца появился первый в своем роде комбинат по выпуску 20-нанометровых микрочипов. На проект было выделено 9,2 млрд долларов — на настоящее время строительство уже завершено, а компании приступили к этапу исследований и разработок.
• Южная Корея. Местные власти в течение десятилетия будут системно выделять субсидии на развитие местного полупроводникового сектора на общую сумму в 450 млрд долларов. У Республики грандиозные планы по развитию полного цикла производства сугубо южнокорейских микросхем. Более того, налоговые льготы и послабления, предоставляемые разработчикам, изготовителям и поставщикам, призваны снизить цену чип-продукта для конечного покупателя. Что касается местного лидера по микрочипам «Самсунг», он уже вложил в собственное полупроводниковое развитие 151 млрд долларов, рассчитывая полностью удовлетворить мировой спрос собственной продукцией уже к 2030 году.

Нельзя не отметить широкую деятельность, развернутую в рамках проблемы американским гигантом Intel. Компания активно устраивает переговоры с изготовителями микрочипов для автопрома. В ее целях — перевести их производство на собственные заводские мощности за рекордные полгода. Для этих целей могут быть задействованы интеловские предприятия не только в штатах Аризона, Орегон, Нью-Мексико, но и фабрики в Ирландии, Израиле.

Из других важных заявлений «Интел»: корпорация отметила, что сделает свои предприятия открытыми для «внешней клиентуры», а также будет вкладываться в возведение новых полупроводниковых предприятий как в США, так и в Евросоюзе. Запускается большое подразделение Intel Foundry Services, чьей задачей станет изготовление микрочипов на заказ как для гигантов наподобие «Эппл» или «Нвидиа», так и для более скромных заказчиков.

Мы в https://lindeal.com точно уверены, что представить современный мир без чипов уже невозможно: стоит убрать этот искусственный «микро-мозг», как наши смартфоны, компьютеры, ноутбуки, стиральные машины, лифты и Двигатели авто станут бесполезными декорациями. Производство полупроводников (как и кризис в данном секторе) невозможно переоценить: так, в 2021 глобальный рынок микросхем оценивался экспертами в 555 млрд долларов, что на 26,2 % больше, чем в прошлом 2020-м. Если учесть, что нефтегазовая отрасль растет с ежегодной скоростью в 12-13 %, то микрочипы можно смело и без преувеличений именовать «новой нефтью».