Hvordan påvirker halvledermanglen dig?

I lyset af pandemien har mangel og forsyningskædeproblemer tilstoppet praktisk talt alle brancher, fra fremstilling til transport.Et større produkt, der er berørt, er halvledere, noget du bruger hele dagen, selvom du ikke er klar over det.Selvom det er nemt at ignorere disse industrihicke, påvirker halvledermanglen dig på flere måder, end du måske forventer.

Hvad er en halvleder, og hvordan er den lavet?

Halvledere, også kendt som chips eller mikrochips, er små stykker elektronik, der huser milliarder af transistorer i dem.Transistorerne tillader eller forhindrer elektroner i at passere gennem dem.Chipsene findes i tusindvis af produkter som telefoner, opvaskemaskiner, medicinsk udstyr, rumskibe og biler.De fungerer som "hjernen" i vores elektronik ved at køre software, manipulere data og kontrollere funktioner.
For at lave, bruger en enkelt chip mere end tre måneder i produktionen, omfatter over tusinde trin og kræver gigantiske fabrikker, støvfrie rum, millioner-dollar-maskiner, smeltet tin og lasere.Denne proces er både ekstremt kedelig og dyr.For eksempel, for overhovedet at placere silicium i en spånfremstillingsmaskine i første omgang, er der brug for et renrum - så rent, at et støvkorn kan forårsage spildte kræfter for millioner af dollars.Chipfabrikkerne kører 24/7, og det koster omkring 15 milliarder dollars at bygge en entry-level fabrik på grund af det specialiserede udstyr, der er nødvendigt.For at undgå at tabe penge skal chipproducenter generere $3 milliarder i overskud fra hver plante.

Halvleder-renrum med beskyttende LED-ravlys.Fotokredit: REUTERS

Hvorfor er der mangel?

Mange faktorer i det seneste halvandet år har tilsammen forårsaget denne mangel.Den komplicerede og dyre proces med chipfremstilling er en af ​​hovedårsagerne til manglen.Som følge heraf er der ikke mange spånfabrikker i verden, så et problem på én fabrik forårsager en ringvirkning i hele industrien.
Den største årsag til manglen kan dog tilskrives COVID-19-pandemien.Først og fremmest lukkede mange fabrikker i begyndelsen af ​​pandemien, hvilket betyder, at de nødvendige forsyninger til chipfremstilling var utilgængelige i et par måneder.Flere industrier, der er involveret i chipsene, såsom forsendelse, fremstilling og transport, stod også over for mangel på arbejdskraft.Derudover ønskede flere forbrugere elektronik i lyset af foranstaltninger til at blive hjemme og arbejde hjemmefra, hvilket fik ordrer, der kræver chips, til at hobe sig op.
Desuden fik COVID asiatiske havne til at lukke ned i et par måneder.Da 90% af verdens elektronik går gennem Kinas Yantian-havn, forårsagede denne lukning et stort problem i forsendelsen af ​​elektronik og dele, der kræves til chipfremstilling.

Efterdønningerne af Renesas-branden.Fotokredit: BBC
Hvis alle de COVID-relaterede problemer ikke var nok, har forskellige vejrproblemer også hæmmet produktionen.Japans Renesas-fabrik, som producerer omkring ⅓ af de chips, der bruges i biler, blev alvorligt beskadiget af en brand i marts 2021, og driften vendte ikke tilbage til normal før i juli.Vinterstorme i Texas i slutningen af ​​2020 tvang nogle af USA's i forvejen få antal spånfabrikker til at standse produktionen.Endelig fik alvorlig tørke i Taiwan i begyndelsen af ​​2021, det førende land for chipproduktion, produktionen til at gå ned, da chipproduktionen kræver meget vand.

Hvordan påvirker manglen dig?

Alene mængden af ​​forbrugerprodukter, der indeholder halvlederchips, der bruges hver dag, gør, hvor alvorlig manglen er.Enhedspriserne vil sandsynligvis stige, og andre produkter vil blive forsinket.Der er skøn, at amerikanske producenter vil lave mindst 1,5 til 5 millioner færre biler i år.For eksempel meddelte Nissan, at det vil lave 500.000 færre køretøjer på grund af chipmanglen.General Motors lukkede endda midlertidigt alle tre af sine nordamerikanske fabrikker i begyndelsen af ​​2021 og parkerede tusindvis af køretøjer, der er færdigbyggede bortset fra deres nødvendige chips.

General Motors lukkede ned på grund af halvledermangel
Fotokredit: GM
Forbrugerelektronikfirmaer oplagrede chips tidligt i pandemien af ​​forsigtighed.I juli meddelte Apples CEO Tim Cook dog, at chipmanglen sandsynligvis vil forsinke iPhone-produktionen og allerede har påvirket salget af iPads og Macs.Sony erkendte ligeledes, at de ikke kan følge med efterspørgslen efter den nye PS5.
Husholdningsapparater såsom mikrobølgeovne, opvaskemaskiner og vaskemaskiner har allerede været sværere at købe.Mange husholdningsapparater som Electrolux kan ikke imødekomme efterspørgslen efter alle deres produkter.Smarte husholdningsapparater som videodørklokker er lige så udsatte.
Med feriesæsonen næsten forude, er der en advarsel om ikke at forvente det store udvalg af elektroniske muligheder, som vi er vant til i typiske år - advarsler om "ikke på lager" kan blive stadig mere almindelige.Der er en trang til at planlægge og ikke forvente at bestille og modtage produkter med det samme.

Hvad er fremtiden for mangelen?

Der er et lys for enden af ​​tunnelen med halvledermangel.Først og fremmest begynder COVID-19-lukninger af fabrikker og mangel på arbejdskraft at afhjælpe.Store virksomheder som TSMC og Samsung har også lovet milliarder af dollars sammen for at investere i kapacitet til forsyningskæden og incitamenter til chipproducenter.
En stor erkendelse af denne mangel er det faktum, at der skal være en mindre afhængighed af Taiwan og Sydkorea.I øjeblikket laver Amerika kun omkring 10% af de chips, det bruger, hvilket øger forsendelsesomkostningerne og tiden med chipsene fra udlandet.For at løse dette problem lovede Joe Biden at støtte halvledersektoren med et lovforslag om teknologifinansiering, der blev indført i juni, og som dedikerer 52 milliarder dollars til amerikansk chipproduktion.Intel bruger 20 milliarder dollars på to nye fabrikker i Arizona.Militær- og rum-halvlederproducenten CAES forventer at udvide sin arbejdsstyrke betydeligt i løbet af det næste år, med vægt på også at få chips fra amerikanske fabrikker.
Denne mangel chokerede industrien, men gjorde den også opmærksom på fremtidige problemer med den øgede efterspørgsel efter varer, der kræver mange halvledere som smarte hjem og elektriske køretøjer.Det vil forhåbentlig følge en slags advarsel til chipproduktionsindustrien, hvilket forhindrer fremtidige problemer af denne kaliber.
For at afdække mere om produktionen af ​​halvledere, stream Tomorrow's World Todays "Semiconductors in Space" på SCIGo og Discovery GO.
Udforsk produktionens verden, og opdag videnskaben bag rutsjebaner, hvad du behøver at vide om elektronisk genbrug, og få et glimt af fremtiden for minedrift.