کمبود نیمه هادی چگونه بر شما تأثیر می گذارد؟

در پرتو همه‌گیری، کمبودها و مشکلات زنجیره تامین، عملاً هر صنعت، از تولید گرفته تا حمل‌ونقل را مسدود کرده است.یکی از محصولات اصلی که تحت تأثیر قرار می گیرد نیمه هادی ها هستند، چیزی که در طول روز استفاده می کنید، حتی اگر متوجه آن نباشید.در حالی که نادیده گرفتن این مشکلات در صنعت آسان است، کمبود نیمه هادی بیشتر از آنچه انتظار دارید بر شما تأثیر می گذارد.

نیمه هادی چیست و چگونه ساخته می شود؟

نیمه هادی ها که به تراشه ها یا ریزتراشه ها نیز معروف هستند، قطعات کوچک الکترونیکی هستند که میزبان میلیاردها ترانزیستور درون خود هستند.ترانزیستورها اجازه می دهند یا اجازه نمی دهند الکترون ها از آنها عبور کنند.این تراشه ها در هزاران محصول مانند تلفن، ماشین ظرفشویی، تجهیزات پزشکی، سفینه فضایی و اتومبیل یافت می شوند.آنها با اجرای نرم افزار، دستکاری داده ها و کنترل عملکردها به عنوان "مغز" الکترونیک ما عمل می کنند.
برای ساخت، یک تراشه تنها بیش از سه ماه در تولید صرف می‌کند، بیش از هزار مرحله را شامل می‌شود و به کارخانه‌های غول‌پیکر، اتاق‌های عاری از غبار، ماشین‌های میلیون دلاری، قلع مذاب و لیزر نیاز دارد.این فرآیند هم بسیار خسته کننده و هم گران است.به عنوان مثال، حتی برای قرار دادن سیلیکون در یک دستگاه تراشه سازی در وهله اول، به یک اتاق تمیز نیاز است - آنقدر تمیز که یک ذره گرد و غبار می تواند میلیون ها دلار تلاش بیهوده را به همراه داشته باشد.کارخانه های تولید تراشه به صورت 24 ساعته کار می کنند و با توجه به تجهیزات تخصصی مورد نیاز، حدود 15 میلیارد دلار هزینه برای ساخت یک کارخانه ابتدایی دارد.برای جلوگیری از از دست دادن پول، سازندگان تراشه باید 3 میلیارد دلار از هر کارخانه سود کسب کنند.

اتاق تمیز نیمه هادی با نور LED محافظ کهربایی.اعتبار عکس: رویترز

چرا کمبود وجود دارد؟

عوامل زیادی در یک سال و نیم گذشته دست به دست هم داده اند تا این کمبود را ایجاد کنند.فرآیند پیچیده و پرهزینه تولید تراشه یکی از دلایل اصلی کمبود است.در نتیجه، تعداد زیادی کارخانه تولید تراشه در جهان وجود ندارد، بنابراین یک مشکل در یک کارخانه باعث ایجاد یک اثر موج دار در سراسر صنعت می شود.
با این حال، بزرگترین دلیل کمبود را می توان به همه گیری COVID-19 نسبت داد.اول از همه، بسیاری از کارخانه‌ها در آغاز همه‌گیری تعطیل شدند، به این معنی که منابع مورد نیاز برای تولید تراشه برای چند ماه در دسترس نبود.چندین صنعت درگیر با تراشه ها مانند حمل و نقل، تولید و حمل و نقل نیز با کمبود نیروی کار مواجه بودند.علاوه بر این، با توجه به اقداماتی که در خانه ماندن و کار از خانه انجام می شود، مشتریان بیشتری به لوازم الکترونیکی تمایل داشتند، که باعث می شود سفارشاتی که نیاز به تراشه دارند انباشته شوند.
علاوه بر این، کووید باعث شد بنادر آسیایی برای چند ماه تعطیل شوند.از آنجایی که 90 درصد لوازم الکترونیکی جهان از طریق بندر Yantian چین انجام می شود، این بسته شدن باعث ایجاد مشکل بزرگی در حمل و نقل لوازم الکترونیکی و قطعات مورد نیاز برای ساخت تراشه شد.

پیامدهای آتش سوزی رنساس.اعتبار عکس: BBC
اگر همه مسائل مربوط به کووید کافی نبود، مسائل مختلف آب و هوا نیز تولید را متوقف کرده است.کارخانه رنساس ژاپن، که حدود ⅓ از تراشه‌های مورد استفاده در خودروها را تولید می‌کند، در مارس 2021 در اثر آتش‌سوزی به شدت آسیب دید و تا ژوئیه عملیات به حالت عادی بازگشت.طوفان های زمستانی در تگزاس در پایان سال 2020 برخی از کارخانه های تولید تراشه در آمریکا را مجبور به توقف تولید کرد.در نهایت، خشکسالی شدید در تایوان در اوایل سال 2021، کشور پیشرو در تولید تراشه، باعث کاهش سرعت تولید شد زیرا تولید تراشه به مقدار زیادی آب نیاز دارد.

کمبود چه تاثیری روی شما می گذارد؟

مقدار زیادی از محصولات مصرفی که حاوی تراشه های نیمه هادی هستند که هر روز استفاده می شوند، شدت کمبود را روشن می کند.قیمت دستگاه ها احتمالاً افزایش می یابد و سایر محصولات با تاخیر عرضه می شوند.تخمین زده می شود که سازندگان آمریکایی حداقل 1.5 تا 5 میلیون خودرو کمتر در سال جاری تولید خواهند کرد.به عنوان مثال، نیسان اعلام کرد که به دلیل کمبود تراشه، 500000 خودرو کمتر تولید خواهد کرد.جنرال موتورز حتی به طور موقت هر سه کارخانه خود در آمریکای شمالی را در اوایل سال 2021 تعطیل کرد و هزاران وسیله نقلیه را که به جز تراشه های مورد نیاز آنها تکمیل شده بود، پارک کرد.

جنرال موتورز به دلیل کمبود نیمه هادی تعطیل شد
اعتبار عکس: جنرال موتورز
شرکت های الکترونیکی مصرفی در اوایل همه گیری بدون احتیاط تراشه ها را ذخیره کردند.با این حال، در ماه ژوئیه، تیم کوک، مدیر عامل اپل اعلام کرد که کمبود تراشه احتمالاً تولید آیفون را به تاخیر می اندازد و فروش آی پد و مک را تحت تاثیر قرار داده است.سونی به طور مشابه اذعان کرد که نمی تواند با تقاضا برای PS5 جدید روبرو شود.
خرید لوازم خانگی مانند مایکروویو، ماشین ظرفشویی و ماشین لباسشویی در حال حاضر سخت تر بوده است.بسیاری از شرکت های لوازم خانگی مانند الکترولوکس نمی توانند تقاضای همه محصولات خود را برآورده کنند.لوازم خانگی هوشمند مانند زنگ های تصویری به همان اندازه در خطر هستند.
با توجه به اینکه فصل تعطیلات تقریباً در پیش است، نباید انتظار تنوع گسترده گزینه‌های الکترونیکی را که در سال‌های معمولی به آن عادت کرده‌ایم، وجود ندارد - ممکن است هشدارهای «خارج از انبار» به طور فزاینده‌ای رایج شوند.این اصرار وجود دارد که از قبل برنامه ریزی کنید و انتظار سفارش و دریافت فوری محصولات را نداشته باشید.

آینده کمبود چیست؟

یک چراغ در انتهای تونل با کمبود نیمه هادی وجود دارد.اول از همه، بسته شدن کارخانه‌ها با کووید-19 و کمبود نیروی کار در حال کاهش است.شرکت‌های بزرگی مانند TSMC و سامسونگ نیز میلیاردها دلار برای سرمایه‌گذاری در ظرفیت زنجیره تامین و مشوق‌هایی برای سازندگان تراشه متعهد شده‌اند.
درک عمده از این کمبود این واقعیت است که باید اتکا به تایوان و کره جنوبی کاهش یابد.در حال حاضر، آمریکا تنها حدود 10 درصد از تراشه‌هایی را که استفاده می‌کند تولید می‌کند، که هزینه‌های حمل و نقل و زمان با تراشه‌های خارج از کشور را افزایش می‌دهد.برای رسیدگی به این موضوع، جو بایدن متعهد شد از بخش نیمه هادی ها با لایحه بودجه فناوری که در ماه ژوئن ارائه شد، حمایت کند که 52 میلیارد دلار برای تولید تراشه ایالات متحده اختصاص می دهد.اینتل 20 میلیارد دلار برای دو کارخانه جدید در آریزونا هزینه می کند.سازنده نیمه هادی های نظامی و فضایی CAES انتظار دارد با تاکید بر دریافت تراشه از کارخانه های ایالات متحده، نیروی کار خود را به طور قابل توجهی در طول سال آینده گسترش دهد.
این کمبود صنعت را شوکه کرد، اما در عین حال آن را از مشکلات آینده با افزایش تقاضا برای اقلامی که به نیمه هادی های زیادی مانند خانه های هوشمند و وسایل نقلیه الکتریکی نیاز دارند، آگاه کرد.امیدواریم که به نوعی هشدار برای صنعت تولید تراشه توجه کند و از بروز مشکلات آینده با این کیفیت جلوگیری کند.
برای کشف بیشتر در مورد تولید نیمه هادی ها، «نیمه هادی ها در فضا» امروز دنیای فردا را در SCIGo و Discovery GO پخش کنید.
دنیای تولید را کاوش کنید و علم پشت ترن هوایی را کشف کنید، آنچه باید در مورد بازیافت الکترونیک بدانید و نگاهی اجمالی به آینده معدن بیاندازید.