'Det finns inget slut i sikte': allt att veta om den stora mikrochipsbristen
Sedan slutet av förra året har det varit en allvarlig brist på mikrochips, vilket nu påverkar industrier över hela världen
Hur illa är bristen? Aldrig sett något liknande, twittrade Teslas Elon Musk förra månaden. Sedan slutet av 2020 har världen ställts inför en oväntad brist på mikrochips – de små integrerade kretsarna som numera finns i praktiskt taget alla tillverkade enheter med ett batteri eller en plugg – från brödrostar till TV-apparater till krockkuddar till stridsflygplan.
Bristen sågs först i sofistikerad hemelektronik: spelkonsoler som PlayStation 5 och nya Xbox har haft stora orderstockar; priserna på datorgrafikkort har skjutit i höjden. Men eftersom halvledarchips är så allestädes närvarande har ett stort antal industrier drabbats.
Bilindustrin har drabbats hårdast av alla. Moderna bilar kan lätt innehålla 3 000 chips, och bristen har bromsat fordonsmonteringslinjer över hela världen: den globala produktionen kommer att minska med fyra miljoner bilar, nästan 5 %, i år.
Varför händer det?
I de bästa tiderna är chipförsörjningskedjor svåra att upprätthålla: det är en bransch som är utsatt för överflöd och brist. Tillverkningsanläggningar (fabriker) för avancerade chips är bland världens mest komplexa tillverkningsanläggningar, som kostar tiotals miljarder dollar att bygga. Lasrar skriver ut miljarder transistorer på små ytor av kiselskivor; det kan ta tre till fyra månader att förvandla en stor kiselwafer till en användbar sats chips.
Så industrin tenderar att pendla mellan underutbud och överutbud, i den cykel som ekonomer kallar pork: som med avelsgrisar finns det eftersläpningar i produktionen. Producenterna investerar när priserna är höga och tycker att de har för mycket kapacitet när den äntligen kommer i drift. För närvarande är trenden i branschen dock av en otrolig expansion: grön teknik, molnberäkning, 5G, artificiell intelligens, kryptovaluta, robotik – alla dessa tillväxtområden äter upp chips. Och pandemin har bidragit till att skapa den perfekta stormen.
Vilken effekt fick pandemin?
Det stängde ner många fabs tillfälligt. Samtidigt skapade den stora ökningen av att arbeta hemifrån, och den ökade efterfrågan på hemunderhållning, en ökning i efterfrågan på elektronik. PC-försäljningen ökade med 13% förra året. Bara i New York City köpte utbildningsdepartementet 350 000 iPads. Videosamtal innebar att datacenter behövde mer kapacitet.
Och under den värsta pandemin rasade bilköpen. Så medan elektronikföretag köpte upp all tillgänglig produktionskapacitet, avbröt biltillverkarna sina beställningar. Men senare, när biltillverkarna var redo att växla upp produktionen igen, hamnade de längst bak i kön: mikrochipfabriker kan ta upp till sex månader att återuppta produktionen av specifika typer av chip.
Hur påverkar detta oss?
Utbudet av bilar till försäljning kommer att begränsas senare i år på grund av bristen, varnade den ledande brittiska bilhandlaren Pendragon förra veckan. Med färre bilar att sälja kommer priserna att stiga; och förstklassiga elektroniska funktioner som navigationssystem eller extra skärmar släpps för att utöka utbudet av chips ytterligare.
Inom elektronik har handelspriserna för datorminne stigit med cirka 30 % sedan början av 2020, vilket pressar upp kostnaderna för artiklar som bärbara datorer och skrivare. HP har höjt konsumentpriserna på PC med 8 % och skrivare med mer än 20 % på ett år. Priserna för TV-apparater, smartphones och hushållsapparater ser också ut att öka. Bristen på chip gör också regeringar oroliga.
Varför är regeringar oroliga?
Chips är nu en så avgörande komponent i många strategiska teknologier – från försvarssystem till cybersäkerhet till förnybar energi – att deras tillverkning har blivit en stor geopolitisk fråga: beslutsfattare säger att chips är den nya oljan. De uppfanns i USA, och mycket av den banbrytande designen äger fortfarande rum där, men cirka 80 % av produktionen sker nu i Asien eftersom kostnaderna är lägre: mestadels i Taiwan, Sydkorea och Kina.
Världens största producent i volym är TSMC i Taiwan. Intel, baserat i Kalifornien, är störst i intäkter. Tillsammans med Sydkoreas Samsung dominerar dessa företag avancerade, specialiserade chips. Men Kina är positionerat för att bli den största producenten år 2030: dess senaste femårsplan anger målet att tillgodose 70 % av dess halvledarbehov till 2025. Europa står för mindre än 10 % av den globala chipproduktionen.
Joe Biden håller upp ett mikrochip när han talar under ett möte med ledamöter av parlamentet och senaten om störningar i leveranskedjan på grund av coronavirus i Oval Office i februari 2021
SAUL LOEB/AFP via Getty Images
Vad gör regeringarna åt det?
Förra månaden antog den amerikanska senaten Innovation and Competition Act, en räkning på 250 miljarder dollar för att öka amerikansk halvledarproduktion, tillsammans med vetenskaplig forskning och annan strategisk teknologi.
I mars lade EU-kommissionen fram en ambitiös plan för att öka sin andel av den globala halvledarmarknaden till 20 % till 2030, och satte 160 miljarder dollar av sin Covid-återställningsfond till tekniska projekt. Storbritannien har länge haft en stark närvaro inom designsidan av branschen, men få producenter; Newport Wafer Fab, Storbritanniens största chipproducent, har förvärvats av Nexperia, ett kinesiskt ägt företag.
Hur länge kommer bristen att pågå?
Det finns inget slut i sikte. Intels vd, Pat Gelsinger, sa att han tror att det kan ta två år innan produktionen kan öka. Bristen kommer förmodligen att fortsätta i några år, sa Michael Dell, vd för Dell Technologies, tidigare under året. Sådana som TSMC, Samsung och Intel investerar alla hårt.
Men även om det byggs chipfabriker över hela världen tar det tid, säger Dell. Många företag undersöker sina leveranskedjor: Tesla överväger att köpa en chipfabrik direkt. Högteknologiska industrier kommer troligen att återhämta sig först, mot slutet av detta år. Bilar och hushållsapparater, som använder billigare, äldre chips kommer att ta längre tid: de är inte så lönsamma för tillverkarna, så det finns ingen drivkraft för dem att investera. Produktförseningar och reservdelsbrist kommer att fortsätta under en tid.
Mikrochippets triumf
Ett mikrochip är en samling av allt från några hundra till tiotals miljarder små kretsar på en liten skiva av kisel. Kisel är en halvledare – den kan antingen leda elektricitet eller innehålla den. På ett chip är kiseltransistorer miniatyrbrytare som kan slås på och av av elektroniska signaler. Datorer körs med binär kod. Transistorer återspeglar detta: siffrorna 1 och 0 som används i binärt representerar på och av tillstånden för en transistor. I grund och botten är chipets uppgift att skjuta runt elektroner på ett sätt som föreskrivs av datorkod. All data på datorer – siffror, bilder, musik, bilder – lagras och bearbetas på detta sätt.
Anställda hos den japanska mikroprocessortillverkaren Renesas Electronics i juni 2021
KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images
Uppfinningen av denna typ av transistor, vid Bell Labs i New Jersey 1947, och dess ökande miniatyrisering är ryggraden i modern elektronik. Moores lag, myntad av chippionjären Gordon Moore, säger att antalet transistorer på ett chip fördubblas ungefär vartannat år, vilket gör datorer allt kraftfullare.
Dagens avancerade chips är svindlande komplexa: lasrar trycker på kretsar som är bara 12 nanometer breda, längden en nagel växer på 12 sekunder. Transistorer anses vara de mest tillverkade föremålen i världshistorien. Antalet sålda mikrochips globalt i april nådde ett rekord på nästan 100 miljarder.
The Week Unwrapped: Mode att hyra, chipsbrist och dödshjälp
Du kan prenumerera på The Week Unwrapped på Global spelare , Apple podcasts , SoundCloud eller var du än kommer får du dina poddar.
