نقص الرقائق

نقص الرقائق Chip shortage، المشار إليه أيضاً باسم نقص أشباه الموصلات أوعجز الرقائق، وهي ظاهرة في صناعة الدوائر المتكاملة (الرقائق) عندما يفوق الطلب على رقائق السليكون العرض.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مقدمة

يحدث نقص الرقائق عادةً عندما يكون هناك بعض التغيير الاجتماعي أو المادي الذي يمنع إنتاج رقائق معينة بأعداد كبيرة بما يكفي لتلبية الطلب. فقد حدثت حالة نقص في الرقائق في عام 1988 بعد اتفاق بين مصنعي الرقائق الأمريكيين واليابانيين أدى إلى انخفاض حاد في الإنتاج. يؤدي التغيير إلى طرق الإنتاج الأحدث أيضاً إلى نقص في الرقائق حيث لا يتم بناء المصانع الجديدة بالسرعة الكافية لتلبية الطلب على الرقائق الأحدث. ومن الأمثلة على ذلك النقص في رقائق البطاقات الذكية في عام 1999 وتقنين الأنواع الأخرى من الرقائق في عام 2004. وقد أدى زلزال اليابان 2011 إلى فترة كان من الصعب فيها الحصول على جميع الأجزاء اللازمة للأنظمة المختلفة.

يمكن أن يكون لنقص الرقائق تأثير كبير على صناعة الإلكترونيات حيث يغير المصنعون مصادرهم للرقائق ويعانون من خسارة كبيرة في الأرباح، مثلما حدث عندما تحولت الشركة المصنعة للكمبيوتر الشخصي گيت‌وِيْ من إنتل إلى معالجات آي إم دي الدقيقة في عام 2000. قد تجد بعض الشركات المصنعة نفسها مضطرة إلى إعادة تصميم منتجاتها لمراعاة النقص في رقائق معينة، أو تضطر إلى ترك خيارات التصميم مفتوحة للسماح بدمج شرائح بديلة في التصميم.


حالات النقص

في عام 1988، كان هناك نقص بسبب ارتفاع الطلب. كان على العمال في سبعة مصانع تابعة لشركة هيتاتشي العمل خلال إجازاتهم الصيفية لتلبية الطلب.[1] في عام 1994، كان هناك نقص بسبب التقنيات الجديدة التي يتم تطويرها. فقد تطلبت عمليات التصنيع الأحدث "غرفاً نظيفة" أنظف بشكل كبير وتم تجاهل العديد من مجموعات الدوائر المتكاملة بسبب أخطاء التصنيع.

عانت إنتل من نقص في العديد من المنتجات في عام 2000. تمكنت الشركات الكبيرة من الحصول على المنتجات التي تحتاجها ولكن الشركات الأصغر مثل گيت‌وِيْ كان عليها الانتظار أو إيجاد على شرائح أخرى.[2]

كما كان هناك نقص في رقائق CDMA في عام 2004.[3]كان هذا بسبب الدفع القوي لشركات الهاتف المحمول لتقديم وإنشاء CDMA في كل من الولايات المتحدة والهند.

بعد زلزال عام 2011 في اليابان، كان هناك نقص حاد في الرقائق في ذاكرة وشاشات NAND.

أصدرت كوالكوم بياناً في 19 أبريل 2012 بأنهم كانوا يتوقعون نقصاً في شريحة سناپ دراگن بسبب نقص التسهيلات اللازمة لتصنيع شريحة 28 nm.

النقص العالمي في الرقائق 2021-الحاضر

تسببت جائحة كوڤيد-19 في حدوث اضطرابات في سلاسل التوريد واللوجستيات، إلى جانب زيادة بنسبة 13٪ في الطلب العالمي على أجهزة الحاسب بسبب تحول بعض البلدان إلى اقتصاد البقاء في المنزل،[4]أثرت على توافر الرقائق الرئيسية اللازمة لتصنيع رقعة واسعة من الإلكترونيات.[5] استُشهد بتأثير الوباء على تصنيع أشباه الموصلات في كوريا الجنوبية وتايوان باعتباره سبباً للنقص، حيث يؤثر العرض المقيد على صناعات واسعة مثل مشغلات الألعاب وصناعة السيارات.[5][6]

في فبراير 2021، استشهدت BBC محللي السوق IHS Markit بأنهم توقعوا تأثير الندرة حتى الربع الثالث من عام 2021; امتدت المهلة الزمنية لتوريد الرقائق في هذا الوقت بالفعل إلى 15 أسبوعاً، وهي أطول مهلة منذ عام 2017.[6]بحلول أبريل 2021، امتدت المهلة الزمنية لأشباه الموصلات من شركة بوردكم إلى 22.2 أسبوعاً، بزيادة من 12.2 أسبوعاً في فبراير 2020."[6]

على الرغم من أن الوباء كان أحد العوامل المساهمة في النقص، إلا أن الجفاف في تايوان خلال صيف عام 2021 كان أيضاً عاملاً مهماً مساهماً. أثرت فترات الجفاف على الإنتاج بسبب نقص الماء فائق النقاوة اللازم لتنظيف المصانع والرقائق.[7]

في نهاية الربع الأول من عام 2021، كانت أسعار السيارات المستعملة في بعض البلدان ترتفع بسبب الطلب من التعافي الاقتصادي، فضلاً عن نقص الرقائق. ارتفعت أسعار بعض السيارات بنسبة تصل إلى 10٪ في الربع الأول.[8]

الحرب الروسية الأوكرانية

في 2 يونيو 2022، أعلنت وزارة التجارة الروسية، إن روسيا التي تعاني من العقوبات حدت من صادراتها من الغازات النبيلة مثل النيون، وهو مكون رئيسي لصنع الرقائق، حتى نهاية عام 2022 لتعزيز مكانتها في السوق. قد تؤدي قيود الصادرات الروسية إلى تفاقم أزمة الإمداد في سوق الرقائق العالمية. كانت أوكرانيا واحدة من أكبر موردي الغازات النبيلة في العالم حتى علقت الإنتاج في مصانعها في مدينتي ماريوپول وأوديسا في مارس.[9]

قالت الحكومة الروسية في 30 مايو إن صادرات الغازات النبيلة، التي اعتادت روسيا على إمداد اليابان ودول أخرى بها، لن يُسمح بها إلا بإذن خاص من الدولة حتى 31 ديسمبر. وقال نائب وزير التجارة ڤاسيلي شپاك لرويترز إن الخطوة ستوفر فرصة "لإعادة ترتيب تلك السلاسل التي تم كسرها الآن وبناء سلاسل جديدة". تمثل روسيا 30% من الإمداد العالمي بثلاثة غازات نبيلة - النيون والكريپتون والزينون، وفقًا لتقديرات الوزارة.

الأسباب

شُرعت اتفاقية تجارة أشباه الموصلات الأمريكية اليابانية لعام 1986 لمساعدة مصنعي الرقائق الأمريكيين على التنافس مع الشركات اليابانية. أدى ذلك إلى تخفيضات شديدة في الإنتاج الياباني[10] حدثت مجاعة في 1993 ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) بسبب انفجار المصنع في المصنع الذي أنتج 60 ٪ من الإمداد العالمي من الراتنج المستخدم في الرقائق.[11] من عام 1993 إلى عام 1994، كان هناك تخمة في الرقائق وفقدت الشركات الحافز لبناء مصانع جديدة رائدة. عندما ظهرت الأجيال الجديدة، لم يكن هناك ما يكفي من المصانع لإنتاج الرقائق الجديدة.[12]

قد تتسبب مجاعة الرقائق المبكرة في حدوث ركود في السوق، مما قد يؤدي إلى تصنيع عدد أقل من الرقائق. عندما ينتهي الركود، قد ينمو الطلب بشكل كبير للغاية بحيث يتعذر على الشركات الوفاء به، مما يؤدي إلى نقص ثانٍ.

من الصعب إنتاج رقائق الجيل الجديد بسبب قدرات التصنيع. في كثير من الحالات يتم التخلص من دفعات المنتج بسبب عيوب التصنيع في الأشواط القليلة الأولى، مما يؤدي إلى قدرة التصنيع التي كان من الممكن أن تكون قد ذهبت إلى إنتاج رقائق قديمة لا يتم استخدامها لشحن رقائق أحدث أيضاً. علاوة على ذلك، غالباً ما يرغب العملاء في الحصول على أحدث الرقائق المتاحة وقد لا يكونوا مستعدين لقبول الرقائق القديمة، لذلك يجب على الشركات انتظار شرائح أحدث لوضعها في منتجاتها.[13]

على العكس من ذلك، يمكن أن تكون الرقائق القديمة أيضاً عرضة لنقص الرقائق. يمكن أن تتعرض الرقائق القديمة المصنوعة على معدات "العقدة الناضجة" إلى نقص بسهولة في حالة ارتفاع الطلب، لأن خطوط الإنتاج قد تم بالفعل استهلاكها وتحسينها بالكامل. لا توجد طريقة سهلة لمصانع الشرائح لتوسيع إنتاجها من الرقائق القديمة لأن تكاليف رأس المال لإنشاء أو توسيع خطوط إنتاج الرقائق مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن تبريرها اقتصادياً إلا للخطوط الجديدة التي تعرض الأحدث تقنية. هذا ما تسبب في نقص عالمي في الرقائق القديمة في عام 2021 أثناء جائحة COVID-19.[14]

اتفاقية الرقائق 1986

شُرعت اتفاقية الرقائق التي تم سنها في عام 1986 لمساعدة الولايات المتحدة على التنافس مع الشركات المصنعة اليابانية. ومع ذلك، كان لها عواقب غير مقصودة. دعا الاتفاق الشركات اليابانية إلى التوقف عن بيع الرقائق بأقل من التكلفة، أو الإغراق، مما أدى إلى قيام الشركات بإنتاج وتصدير عدد أقل من الرقائق، وهو السبب الجذري للإغراق.[15] كما لم تعد الشركات الأمريكية دخول السوق كما هو متوقع بسبب ارتفاع تكلفة الإنتاج والمخاطر.[16]

نتائج النقص

تسبب عجز الرقائق عام 1988 في تأخير زيلدا 2: ذا أدڤنتشر أوف لينك بسبب نقص ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM).[17][18]

كما أدى نقص DRAM، SRAM، والمعالجات إلى رفع أسعار الرقائق المتبقية. Lack of ICs for their Wii console caused the global Wii shortage in 2007.[19]

الحرب التجارية الأمريكية الصينية

في سبتمبر 2020 ، كجزء من الصراع الاقتصادي بين الصين والولايات المتحدة، فرضت وزارة التجارة الأمريكية قيودًا على أكبر مصنع للرقائق في الصين، المؤسسة الدولية لتصنيع أشباه الموصلات، مما جعل من الصعب عليهم بيعها للشركات التي تربطها علاقات بالولايات المتحدة.[20] أجبرت هذه القيود الشركات على استخدام مصانع أخرى مثل شركة تايوان لصناعة أشباه الموصلات وسامسونگ.[21] ومع ذلك، كانت هذه الشركات تنتج بالفعل بأقصى طاقتها.[22]


في 11 مايو 2022، صرحت وزيرة التجارة الأمريكية جينا رايموندو إن الحكومة الصينية تعارض جهود الكونگرس لتكثيف تصنيع أشباه الموصلات في الولايات المتحدة لأنها ستمنح الولايات المتحدة قوة تنافسية أكبر.[23]

في 12 مايو 2022، سيفتح المشرعون الأمريكيون مفاوضات رسمية بشأن إجراء حل وسط من شأنه أن يمول 52 مليار دولار من دعم تصنيع أشباه الموصلات ويعزز القدرة التنافسية للولايات المتحدة مع التكنولوجيا الصينية. وقد يستغرق التوصل إلى اتفاق نهائي شهوراً.[24]

فقد ناقشت السناتور الجمهوري شيلي مور كاپيتو رايموندو في جلسة استماع اللجنة الفرعية للمخصصات بمجلس الشيوخ أن الصين كانت تدفع المديرين التنفيذيين والشركات ومجموعات الأعمال في الولايات المتحدة لمحاربة مشاريع القوانين المتعلقة بالصين في الكونگرس.

وقالت رايموندو:

Cquote2.png "هذا لا يفاجئني على الإطلاق. الصين لا تريدنا أن نقر هذا القانون. إنهم يعلمون أن هذا القانون سيمكننا من تجاوزهم"، مشيرةً إلى أن الصين استثمرت 160 مليار دولار في إنتاج أشباه الموصلات المحلي. "آخر شيء يريدونه هو أن نستثمر بـ 52 مليار دولار." Cquote1.png

وقالت رايموندو إنها استمعت إلى تقارير عن قيام الصين بممارسة ضغوط على الشركات الأمريكية، قائلة إنها "تشعر بقلق عميق ... السبب في أن الصين تعارضها هو أنهم يعرفون مدى أهمية ذلك بالنسبة لنا". ولم تعلق السفارة الصينية على الفور.

وقد أفادت رويترز في نوفمبر أن سفارة الصين في واشنطن بعثت برسائل ملحة للمسؤولين التنفيذيين لحث أعضاء الكونگرس على تعديل أو إسقاط مشاريع قوانين محددة تهدف إلى تعزيز القدرة التنافسية للولايات المتحدة، وفقاً للمصادر ونص رسالة أرسلها المكتب الاقتصادي والتجاري للسفارة.

تشديد الحظر الأمريكي على الصين

وفقاً لاثنين من كبار موردي معدات الرقائق، تعمل الولايات المتحدة على تشديد القيود على وصول الصين إلى معدات صناعة الرقائق.

في 29 يوليو 2022، أصدرت الولايات المتحدة قراراً بتشديد القيود على وصول الصين إلى معدات صناعة الرقائق، وفقاً لاثنين من كبار موردي المعدات، مما يؤكد جهود واشنطن المتسارعة لكبح طموحات بكين الاقتصادية.

كانت واشنطن قد حظرت بيع معظم المعدات التي يمكنها تصنيع رقائق بحجم 10 نانومتر أو أفضل إلى شركة تصنيع أشباه الموصلات الصينية الرائدة دون ترخيص.

وقال تيم آرتشر الرئيس التنفيذي لشركة لام ريسرتش كورپ للمحللين إنه الآن قد وسع هذا الحاجز ليشمل المعدات التي يمكن أن تجعل أي شيء أكثر تقدماً من 14 نانومتر. من المحتمل أن يمتد الوقف إلى ما وراء SMIC ويتضمن مصانع أخرى يديرها صانعو رقائق متعاقدون يعملون في الصين، بما في ذلك تلك التي تنتجها شركة تايوان لصناعة أشباه الموصلات.

وقال آرتشر في مؤتمر عبر الهاتف

Cquote2.png تم إخطارنا مؤخراً بأنه كان هناك توسيع للقيود المفروضة على شحنات التكنولوجيا إلى الصين من أجل تصنيع فاب التي تعمل تحت 14 نانومتر. هذا هو التغيير، على ما أعتقد، كان الناس يعتقدون أنه قد يكون قادماً ونحن مستعدون للامتثال الكامل. نحن نعمل مع حكومة الولايات المتحدة. Cquote1.png

في تصنيع الرقائق، يكون الإنتاج المحدد بأعداد أقل من النانومتر أكثر تقدماً. وهذا يعني أن رفع مستوى التقييد إلى 14 نانومتر من 10 سيغطي نطاقاً أوسع من معدات أشباه الموصلات.[26]

وقالت وزارة التجارة في بيان إنها تشدد السياسات التي تستهدف جمهورية الصين الشعبية، دون تحديد هندسة الرقاقة الدقيقة.

كما صرحت الوكالة:

Cquote2.png تركز إدارة بايدن على إضعاف جهود جمهورية الصين الشعبية لتصنيع أشباه موصلات متقدمة لمواجهة مخاطر الأمن القومي الكبيرة التي تتعرض لها الولايات المتحدة. Cquote1.png

في الأسبوعين الماضيين أو نحو ذلك، تلقى جميع صانعي المعدات في الولايات المتحدة رسائل من التجارة تخبرهم بعدم توفير معدات للصينيين للتصنيع عند 14 نانومتر أو أقل، وفقاً لأشخاص مطلعين على الأمر. وقالوا إن الرسائل هي على الأقل جهداً من جانب إدارة بايدن لتبدو صارمة تجاه الصين، لكن التجارة رفضت بالفعل العديد من التراخيص عند 14 نانومتر، لذا لن يكون للتغيير تأثير مالي يذكر.

قال آرتشر إن المتطلبات الجديدة تستهدف المسابك - المنشآت التي تصنع شرائح منطقية لمنشآت أخرى - وتستبعد شرائح الذاكرة "على حد فهمنا". قال المسؤولون التنفيذيون في لام للأبحاث إنهم أدمجوا تأثير متطلبات الولايات المتحدة في توقعاتهم لربع سبتمبر، دون الخوض في التفاصيل.

كما أكد الرئيس التنفيذي لشركة KLA Corp، ريك والاس، أن الحكومة الأمريكية قد أبلغت شركته بالتغيير في متطلبات ترخيص التصدير على المعدات المقيدة بالصين للرقائق الأكثر تقدماً من 14 نانومتر. وأضاف والاس إنه لم يكن هناك تأثير مادي على أعمال KLA.

تمثل التعليقات الواردة من الشركتين في كاليفورنيا أول تأكيد مفصل بأن إدارة بايدن تكثف محاولات احتواء الصين. كما تقوم الولايات المتحدة بالضغط على الدول الشريكة مثل هولندا واليابان لحظر ASML Holding NV وNikon Corp. من البيع إلى الصين للتكنولوجيا الأساسية اللازمة لصنع جزء كبير من الرقائق العالمية.

تغطي القواعد الجديدة قطاعاً أوسع من أشباه الموصلات عبر عدد كبير من الصناعات وربما تؤثر على شركات أكثر بكثير من القيود الدائمة التي تستهدف SMIC. في حين أن القيود الجديدة تغطي على وجه التحديد المعدات القادرة على صنع رقائق أكثر تقدماً من 14 نانومتر، يمكن أن تتأثر الرقائق الناضجة، حيث أن حوالي 90 بالمائة من العتاد متوافق من جيل إلى آخر. يمكن لمصنعي أشباه الموصلات إعادة استخدام المعدات أثناء انتقالهم إلى عقد أكثر تعقيداً، مما يعني أن الحظر المفروض على جيل واحد يمكن أن يكون له تأثيرات مضاعفة على المدى الطويل.

أكثر تقنيات SMIC تطوراً هي 14 نانومتر، بينما أفضل استخدامات TSMC في الصين هي 16 نانومتر. هذه ثلاثة أجيال وراء أحدث التقنيات التي يستخدمها TSMC في تايوان.

من المحتمل أن تؤثر القواعد الجديدة على SMIC وTSMC وأي آخرين يطمحون لبناء القدرة على الرقائق المتقدمة نسبياً في الصين، بالإضافة إلى صانعي المعدات مثل Applied Materials Inc وASML و Tokyo Electron Ltd، التي تبيع لأكبر شريحة في السوق العالمي.

في غضون ذلك، أطلقت الصين تحقيقاً بشأن رئيس صندوق رفيع المستوى لأشباه الموصلات تدعمه الدولة. قالت اللجنة المركزية لفحص الانضباط إن دنگ وينو، المدير العام للصندوق الوطني للاستثمار في صناعة الدوائر المتكاملة، متهم بارتكاب "انتهاك خطير للانضباط والقانون".[27]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مرئيات

تعمل الولايات المتحدة أيضاً على تشديد القيود على وصول

الصين لمعدات صناعة الرقائق، 29 يوليو 2022.


المصادر

  1. ^ "Chip Shortage Spurs Japanese Workers to Forgo Vacations". LA Times. 24 July 1988. Retrieved 2012-05-01.
  2. ^ Magee, Mike (2000-01-06). "Gateway to use AMD because of Intel chip famine". The Register. Retrieved 2010-01-05.
  3. ^ Malik, Om (2004-05-10). "CDMA chip shortage developing?". gigaom. Retrieved 2012-05-05.
  4. ^ "MacBook and iPad production delayed as supply crunch hits Apple". Nikkei Asia. 2021-04-08. Retrieved 2021-04-08.
  5. ^ أ ب "Chip-shortage 'crisis' halts car-company output". BBC News (in الإنجليزية البريطانية). 2021-01-18. Retrieved 2021-01-18.
  6. ^ أ ب ت "How a Chip Shortage Snarled Everything From Phones to Cars". Bloomberg. 2021-03-29. Retrieved 2021-04-07.
  7. ^ "Taiwan is facing a drought, and it has prioritized its computer chip business over farmers". The New York Times. April 8, 2021.
  8. ^ "These Used Cars Increased the Most in Q1 2021". 7 April 2021.
  9. ^ "Russia limits exports of noble gases, a key ingredient for making chips". رويترز. 2022-06-02. Retrieved 2022-06-12.
  10. ^ "Chip Shortage Strains Computer Makers". LA Times. 3 March 1988. Retrieved 2012-05-01.
  11. ^ "Real Chip Shortage Or Just A Panic, Crunch Is Likely To Boost Pc Prices". Chicago Tribune. Retrieved 2012-05-01.
  12. ^ "Electronics industry fears chip shortage/Dearth of factories may drive up prices". AP. Retrieved 2012-05-01.
  13. ^ Nystedt, Dan (13 May 2010). "Electronics industry fears chip shortage/Dearth of factories may drive up prices Intel laptop chip shortage worsens". IDG. Retrieved 2012-05-01.
  14. ^ Wu, Debby; Mochizuki, Takashi (April 5, 2021). "Why Shortages of a $1 Chip Sparked Crisis in Global Economy". Bloomberg News. Retrieved April 9, 2021.
  15. ^ Pollack, Andrew (12 March 1988). "Shortage of Memory Chips Has Industry Scrambling". NY Times. Retrieved 2012-05-01.
  16. ^ Pollack, Andrew (2 August 1988). "Chip Pact Falls Short of Goals". NY Times. Retrieved 2012-05-01.
  17. ^ Lazzareschi, Carla (26 May 1988). "High-Tech Crisis Forces Publishers to Make Tough Choices : Shortage of Memory Chips Hurting Video Game Makers". LA Times. Archived from the original on 6 March 2016. Retrieved 2012-05-01.
  18. ^ "Adventure of Link Delayed Again" (PDF). Computer Entertainer. Vol. 6, no. 11. February 1988. p. 1.
  19. ^ "Nintendo unable to ramp up Wii production". Digitimes. Retrieved 2012-05-01.
  20. ^ Lyons, Kim (2020-09-26). "US tightens trade restrictions on Chinese chipmaker SMIC". The Verge (in الإنجليزية). Archived from the original on 2021-11-10. Retrieved 2021-11-09.
  21. ^ "Chip shortage peaks during pandemic, how does it affect the industry?". The Finery Report (in الإنجليزية البريطانية). 2021-09-06. Archived from the original on 2021-11-10. Retrieved 2021-11-09.
  22. ^ Massie, Graeme (2021-02-11). "Major chip shortage caused by Trump trade war blamed for PS5 shortage". The Independent (in الإنجليزية). Archived from the original on 2021-09-26. Retrieved 2021-10-17.
  23. ^ David Shepardson (2022-05-12). "China opposes semiconductor bill because it will give U.S. advantage -U.S. commerce chief". www.reuters.com.
  24. ^ David Shepardson (2022-03-29). "U.S. Senate approves $52 bln chips bill in bid to reach compromise". www.reuters.com.
  25. ^ WARD ZHOU (2022-07-29). "With the CHIPS Act now on its way to President Biden's desk, the US is also tightening restrictions on China's access to chipmaking gear". www.bloomberg.com.
  26. ^ MA SI (2022-08-02). "Reported new chip curbs decried". global.chinadaily.
  27. ^ Michael Korgs (2022-08-01). "US expands China chip ban: suppliers". www.taipeitimes.com.

وصلات خارجية