كيف يؤثر عليك نقص أشباه الموصلات؟

في ضوء الوباء ، أدى النقص وقضايا سلسلة التوريد إلى انسداد كل صناعة تقريبًا ، من التصنيع إلى النقل.أحد المنتجات الرئيسية التي تأثرت هو أشباه الموصلات ، وهو شيء تستخدمه طوال اليوم ، حتى لو لم تدرك ذلك.في حين أنه من السهل تجاهل هذه الفواق في الصناعة ، فإن نقص أشباه الموصلات يؤثر عليك بطرق أكثر مما قد تتوقعه.

ما هي اشباه الموصلات وكيف تصنع؟

أشباه الموصلات ، المعروفة أيضًا باسم الرقائق أو الرقائق الدقيقة ، هي قطع صغيرة من الإلكترونيات تستضيف مليارات الترانزستورات داخلها.تسمح الترانزستورات أو تمنع الإلكترونات بالمرور عبرها.توجد الرقائق في آلاف المنتجات مثل الهواتف وغسالات الصحون والمعدات الطبية وسفن الفضاء والسيارات.إنهم يعملون كـ "دماغ" إلكترونياتنا عن طريق تشغيل البرامج ، ومعالجة البيانات ، والتحكم في الوظائف.
لتصنيع شريحة واحدة تنفق أكثر من ثلاثة أشهر في الإنتاج ، وتشمل أكثر من ألف خطوة ، وتتطلب مصانع عملاقة ، وغرفًا خالية من الغبار ، وآلات بملايين الدولارات ، وقصدير مصهور ، وأشعة ليزر.هذه العملية مملة للغاية ومكلفة.على سبيل المثال ، من أجل وضع السيليكون في آلة تصنيع الرقائق في المقام الأول ، هناك حاجة إلى غرفة نظيفة - نظيفة لدرجة أن ذرة من الغبار يمكن أن تتسبب في إهدار جهود تقدر بملايين الدولارات.تعمل مصانع الرقائق على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، وتكلف حوالي 15 مليار دولار لبناء مصنع للمبتدئين بسبب المعدات المتخصصة اللازمة.لتجنب خسارة الأموال ، يجب على صانعي الرقائق تحقيق ربح قدره 3 مليارات دولار من كل مصنع.

غرفة نظيفة بأشباه الموصلات مزودة بضوء كهرماني LED واقٍ.مصدر الصورة: رويترز

لماذا يوجد نقص؟

تضافرت العديد من العوامل في العام ونصف العام الماضيين لتسبب هذا النقص.تعتبر عملية تصنيع الرقائق المعقدة والمكلفة أحد الأسباب الرئيسية لهذا النقص.نتيجة لذلك ، لا يوجد العديد من مصانع تصنيع الرقائق في العالم ، لذا فإن مشكلة في أحد المصانع تؤدي إلى تأثير مضاعف في جميع أنحاء الصناعة.
ومع ذلك ، يمكن أن يُعزى السبب الأكبر للنقص إلى جائحة COVID-19.بادئ ذي بدء ، أغلقت العديد من المصانع في بداية الوباء ، مما يعني أن الإمدادات اللازمة لتصنيع الرقائق لم تكن متوفرة لبضعة أشهر.واجهت العديد من الصناعات المشاركة في الرقائق مثل الشحن والتصنيع والنقل نقصًا في العمالة أيضًا.بالإضافة إلى ذلك ، رغب المزيد من المستهلكين في الإلكترونيات في ضوء إجراءات البقاء في المنزل والعمل من المنزل ، مما تسبب في تراكم الطلبات التي تتطلب الرقائق.
علاوة على ذلك ، تسبب COVID في إغلاق الموانئ الآسيوية لبضعة أشهر.نظرًا لأن 90 ٪ من الأجهزة الإلكترونية في العالم تمر عبر ميناء Yantian الصيني ، فقد تسبب هذا الإغلاق في مشكلة كبيرة في شحن الإلكترونيات والأجزاء المطلوبة لتصنيع الرقائق.

آثار حريق رينيساس.مصدر الصورة: بي بي سي
إذا لم تكن جميع المشكلات المتعلقة بـ COVID كافية ، فقد أعاقت مشكلات الطقس المختلفة الإنتاج أيضًا.تعرض مصنع Renesas الياباني ، الذي ينتج حوالي من الرقائق المستخدمة في السيارات ، لأضرار جسيمة بسبب حريق في مارس 2021 ولم تعد العمليات إلى طبيعتها حتى يوليو.أجبرت العواصف الشتوية في تكساس في نهاية عام 2020 بعض مصانع الرقائق الأمريكية الصغيرة بالفعل على وقف الإنتاج.أخيرًا ، تسبب الجفاف الشديد في تايوان في أوائل عام 2021 ، الدولة الرائدة في إنتاج الرقائق ، في تباطؤ الإنتاج لأن إنتاج الرقائق يتطلب قدرًا كبيرًا من المياه.

كيف يؤثر عليك النقص؟

إن الكم الهائل من المنتجات الاستهلاكية التي تحتوي على رقائق أشباه الموصلات المستخدمة يوميًا يجعل شدة النقص واضحة.من المرجح أن ترتفع أسعار الأجهزة وتتأخر المنتجات الأخرى.هناك تقديرات بأن المصنعين الأمريكيين سوف يصنعون ما لا يقل عن 1.5 إلى 5 ملايين سيارة هذا العام.على سبيل المثال ، أعلنت نيسان أنها ستصنع 500 ألف سيارة أقل بسبب نقص الرقائق.حتى أن جنرال موتورز أغلقت مؤقتًا جميع مصانعها الثلاثة في أمريكا الشمالية في أوائل عام 2021 ، وأوقفت آلاف المركبات التي اكتملت باستثناء الرقائق المطلوبة.

جنرال موتورز مغلقة بسبب نقص أشباه الموصلات
ائتمان الصورة: GM
قامت شركات الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية بتخزين الرقائق في وقت مبكر من الوباء بدافع الحذر.ومع ذلك ، أعلن تيم كوك ، الرئيس التنفيذي لشركة Apple ، في يوليو أن نقص الرقائق من المرجح أن يؤخر إنتاج iPhone وقد أثر بالفعل على مبيعات أجهزة iPad و Mac.اعترفت Sony بالمثل بأنها لا تستطيع مواكبة الطلب على PS5 الجديد.
أصبحت الأجهزة المنزلية مثل أجهزة الميكروويف وغسالات الصحون والغسالات أكثر صعوبة في الشراء.لا تستطيع العديد من شركات الأجهزة المنزلية مثل Electrolux تلبية الطلب على جميع منتجاتها.الأجهزة المنزلية الذكية مثل جرس الباب بالفيديو معرضة للخطر بشكل متساوٍ.
مع اقتراب موسم العطلات تقريبًا ، هناك تحذير من عدم توقع التنوع الكبير للخيارات الإلكترونية التي اعتدنا عليها في السنوات العادية - قد تكون التحذيرات "نفاد المخزون" شائعة بشكل متزايد.هناك رغبة في التخطيط مسبقًا وعدم توقع طلب المنتجات واستلامها على الفور.

ما هو مستقبل النقص؟

يوجد ضوء في نهاية النفق مع نقص في أشباه الموصلات.بادئ ذي بدء ، بدأ إغلاق المصانع COVID-19 ونقص العمالة في التخفيف.كما تعهدت الشركات الكبرى مثل TSMC و Samsung بتقديم مليارات الدولارات معًا للاستثمار في قدرة سلسلة التوريد والحوافز لصانعي الرقائق.
يتمثل أحد الإدراك الرئيسي لهذا النقص في حقيقة أنه يجب تقليل الاعتماد على تايوان وكوريا الجنوبية.حاليًا ، تصنع أمريكا حوالي 10٪ فقط من الرقائق التي تستخدمها ، مما يزيد من تكاليف الشحن والوقت الذي تستغرقه مع الرقائق من الخارج.لمعالجة هذه المشكلة ، تعهد جو بايدن بدعم قطاع أشباه الموصلات بمشروع قانون تمويل تقني تم تقديمه في يونيو والذي يخصص 52 مليار دولار لإنتاج الرقائق الأمريكية.إنتل تنفق 20 مليار دولار على مصنعين جديدين في ولاية أريزونا.تتوقع شركة CAES المصنعة لأشباه الموصلات العسكرية والفضائية توسيع قوتها العاملة بشكل كبير خلال العام المقبل ، مع التركيز على الحصول على رقائق من مصانع الولايات المتحدة أيضًا.
صدم هذا النقص الصناعة ولكنه نبهها أيضًا إلى المشكلات المستقبلية مع زيادة الطلب على العناصر التي تتطلب العديد من أشباه الموصلات مثل المنازل الذكية والسيارات الكهربائية.نأمل أن تلتفت إلى نوع من التحذير لصناعة إنتاج الرقائق ، مما يمنع المشكلات المستقبلية من هذا العيار.
لاكتشاف المزيد حول إنتاج أشباه الموصلات ، قم ببث "أشباه الموصلات في الفضاء" في Tomorrow's World Today على SCIGo و Discovery GO.
استكشف عالم الإنتاج ، واكتشف العلم وراء الأفعوانية ، وما تحتاج لمعرفته حول إعادة التدوير الإلكتروني ، وإلقاء نظرة على مستقبل التعدين.