De wereld draait zo'n beetje op de siliconen chips die de machinerie aansturen, maar in 2020 bracht een ongelukkige combinatie van factoren de hele chipindustrie in de problemen.
Terwijl Covid-19 zijn lelijke kop opsteekt en een fikse ravage aanricht, worden met regelmaat grote delen van de wereld stilgelegd. Toch is het coronavirus is niet de enige oorzaak van alle problemen.
Slechte planning is een belangrijke factor, maar ook de concurrentie tussen verschillende industrieën om de gunsten de chipfabrikanten. Zelfs natuurrampen speelden een rol! Het wereldwijde chiptekort is dan ook een stuk complexer dan je je misschien kunt voorstellen.
Belangrijkste factoren
Als je terugkijkt naar de gebeurtenissen, is het onmogelijk om één of twee redenen aan te wijzen voor het chiptekort. Het was namelijk een wervelwind van problemen die allemaal samenkwamen.
Misschien moeten we zelfs nog een stap terug. Er is namelijk al jarenlang een gebrek aan stimulans voor chipsproducenten om genoeg fabrieken te bouwen om autofabrikanten en anderen tevreden te stellen, zegt Mario Morales, Program Vice President van de halfgeleidergroep bij analistenbureau IDC. Morales beweert dat niemand investeert in "legacy-technologie". Die techologie is dan wellicht gedateerd, maar speelt nog steeds een heel belangrijke rol in veel industrieën.
Tijdens de pandemie hebben OEM's (Original Equipment Manufacturers) in de automobielsector "bestellingen van een groot deel van de toeleveringsketen geannuleerd", legde hij uit. "Dus veel ontevreden leveranciers vonden andere markten die het ondanks de pandemie nog steeds goed deden."
Maar de oorzaak van de huidige problemen gaan nog verder terug. Zo legden de Verenigde Staten in het najaar van 2018 handelssancties op aan China. Dit leidde ertoe dat Huawei, een van de grootste smartphonemakers in China, enorme bestellingen voor chips plaatste voordat deze sancties werden geïmplementeerd. Apple en anderen volgden dit voorbeeld om niet achter te blijven... en toen kwam de pandemie.
Het is logisch dat de pandemische lockdowns een rol speelden in het chiptekort, maar het had ook gevolgen voor andere sectoren. Vrijwel alles dat een batterij heeft of op elektriciteit wordt aangesloten, maakt gebruik van op chips gebaseerde technologie.
De vraag naar clouddiensten steeg fors toen veel consumenten producten begonnen te kopen om thuis te werken... en veel bedrijven deden hetzelfde.
Smartphones blijven de meest populaire elektronische gadget ter wereld, dus de vraag in deze sector bleef hoog, en crypto-enthousiastelingen en ondernemers doken op het inkopen van grafische verwerkingseenheden (GPU's).
Welke andere factoren droegen bij aan het wereldwijde chiptekort?
Er zijn nog een aantal onderliggende factoren die bijdroegen aan het chiptekort, waarbij ook de complexiteit van halfgeleiders een belangrijke factor is.
Volgens Craig Barrett, voormalig baas bij Intel, zijn de microprocessors van het bedrijf de meest gecompliceerde apparaten die ooit door de mens zijn gemaakt. Het proces is zo delicaat dat de kamers waar halfgeleiders worden geproduceerd schoner zijn dan operatiekamers in ziekenhuizen. In een operatiekamer laten ze 10.000 deeltjes luchtvervuiling toe per kubieke meter lucht. In een ruimte waar een halfgeleider wordt gemaakt, zijn slechts 10 deeltjes voor elke kubieke meter toegestaan.
Het maken van chips is dus niet eenvoudig, maar de mensen die ze maken weten wat ze doen en worden ondersteund door uitstekende middelen. Dus, wat is het echte probleem?
Of het nu gemakkelijk of moeilijk is om een halfgeleider te ontwikkelen, het is een feit dat het proces miljarden dollars en veel tijd kost. En als je er een fractie naast zit, verlies je waarschijnlijk van een andere fabrikant.
Het produceren van een chip van begin tot eind duurt ongeveer drie maanden en er is een machinepark van miljoenen dollars voor nodig. Er zijn ook gesmolten metaal en lasers bij betrokken, aangezien je een siliciumwafel neemt en deze in een transistor verandert om je computer, smartphone of ander slim apparaat van stroom te voorzien.
Er waren een aantal externe factoren die de halfgeleiderindustrie beïnvloedden. Er waren stroomstoringen in Texas, waar het grootste deel van de chipproductie in de Verenigde Staten wordt gedaan, maar ook droogte in Taiwan droeg ook bij aan het tekort.
'S Werelds grootste chipfabrikant, TSMC, moest zijn waterverbruik (een onmisbaar onderdeel voor de productie van chips) verlagen. Taiwan is goed voor meer dan 60% van 's werelds totale wereldwijde inkomsten uit chipgieterijen en het land was niet in staat om zijn gebruikelijke productie bij te houden.
Welke industrieën lijden het meest?
Autofabrikanten liggen al meer dan een jaar praktisch stil en de situatie kan nog erger worden. Een nieuwe uitbraak van Covid in Zuidoost-Azië, waar de meeste Amerikaanse autofabrikanten hun chips laten maken, zou de industrie volgend jaar nog harder kunnen treffen.
De productie in landen als Vietnam, de Filippijnen en Maleisië werd stopgezet vanwege de uitbraak, maar Amerikaanse autofabrikanten zijn sterk afhankelijk van die landen, aangezien hun eigen fabrieken slechts goed zijn voor 12,5% van de chipproductie.
De consumentenelektronica heeft ook flink te lijden onder de crisis. Hon Hai Precision Industry, een leverancier van Apple, zei bijvoorbeeld dat ongeveer 10% van zijn zendingen zou worden beïnvloed. Xiaomi deelde mee dat hun smartphones een prijsstijging zouden krijgen vanwege het wereldwijde chiptekort.
De MacBook- en iPad-producten van Apple hebben ook productieproblemen ondervonden. In maart kondigde Samsung aan dat de nieuwe Galaxy Note voor onbepaalde tijd zou worden uitgesteld.
Uit de meest recente gegevens blijkt dat de verkoop van smartphones jaar-op-jaar met 6% is gedaald. De belangrijkste reden is dat de productie tot stilstand is gekomen en in sommige gevallen volledig is gestopt. Bovendien verhogen chipfabrikanten hun prijzen om overbestellingen te voorkomen. Het valt te bezien of die hogere prijzen volgend jaar zichtbaar zullen zijn in de prijs van smartphones.
Smartphonefabrikanten zoals Samsung en Apple ontweken de eerste slag van het chiptekort, omdat ze veel eerder dan de auto-industrie voorspelden wat er ging komen. Maar ook voor hen zijn er op dit moment nog altijd problemen.
De auto-industrie en anderen zijn bezig met een inhaalslag. Accenture's Global Semiconductor Lead Syed Alem zegt: "Smartphonefabrikanten hebben geprofiteerd van de overcapaciteit die autobedrijven onbenut lieten, waardoor de autosector een chiptekort kreeg toen de vraag naar auto's sneller toenam dan ze hadden verwacht."
“Nu de automobielsector en andere sectoren een inhaalslag maken en hun productiecapaciteit beginnen terug te winnen, is er een hevige concurrentie voor de levering van halfgeleiders. Hierdoor is er aanboddruk ontstaan voor smartphonechips.”
Als gevolg van de uitgestelde vraag en verbeterde consumentenvooruitzichten, zag het eerste kwartaal van 2021 de wereldwijde verkoop van smartphones met 26% groeien. Chipfabrikanten kunnen echter nog altijd niet aan de vraag voldoen en dat zal tegen het einde van het jaar waarschijnlijk ook niet veranderen.
Impact op prijs
Naast de mogelijke prijsstijging op smartphones zijn door de schaarste ook een aantal andere producten duurder geworden. Zo zijn de prijzen van GPU's en CPU's omhooggeschoten, waarbij de laatstgenoemde volgens sommige experts in de meeste markten tot ongeveer 50% boven de adviesprijs steeg.
Alleen al van maart tot mei 2021 steeg de prijs van GPU's met 14%, waarbij Nvidia's RTX 3060 en RTX 3080 GPU's voor vier keer hun adviesprijs over de toongang gingen, en RX 6700 XT of RX 6900 XT voor het dubbele van de adviesprijs.
Er zijn drie belangrijke factoren die zorgden voor de stijging van de GPU- en CPU-prijsstijgingen: scalpers, problemen met de toeleveringsketen en distributeurs die de prijs opdreven.
We hebben prijsstijgingen al besproken, maar voor veel fabrikanten is er nog een andere reden om dit te doen: ze willen voorkomen dat scalpers de GPU's kopen tegen de adviesprijs en vervolgens voor een veel hogere prijs op de markt zetten.
Hoewel fabrikanten geen controle hebben over de prijzen voor CPU's en GPU's, dwingen distributeurs retailers min of meer om bundels producten te kopen. Simpel gezegd, ze vertellen retailers dat een bepaalde CPU of GPU alleen beschikbaar is als ze er X, Y en Z bij kopen. De retailers verhogen vervolgens de prijs van de GPU of CPU om de extra producten te compenseren waarvoor ze moesten betalen om de GPU/CPU te krijgen die ze nodig hadden. Of je ziet retailers die bundels één op één aanbieden, terwijl klanten dat niet willen.
Er is echter nóg meer aan de hand. Chipfabrieken hebben natuurlijk een beperkte capaciteit chips die ze kunnen maken en leveren. Samsung en Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), die respectievelijk Nvidia en Advanced Micro Devices (AMD) leveren, kunnen momenteel geen GPU's meer produceren. Verder zijn er aanhoudende problemen met substraten, grondstoffen, GDDR-geheugen en andere componenten. Ook dat is een reden waarom de prijs van GPU's meer is gestegen dan die van CPU's.
Black Friday en kerstmis
De feestdagen naderen met rasse schreden en het wereldwijde chiptekort zal ook daar een stempel op drukken. Het is onmogelijk om te voorspellen wat er zal gebeuren met producten voor Black Friday, maar er zijn strategieën die je kunt volgen om problemen te verminderen.
Nu Covid-19 nog steeds rondwaart in Zuidoost-Azië, kun je verwachten dat de schappen leger zullen zijn in vergelijking met de afgelopen jaren. Je kunt ook verwachten dat de prijzen voor zo'n beetje alles blijft stijgen vanwege een gebrek aan mankracht, voorraadtekorten en langere verzendtijden.
Analisten voorspellen dat de prijs van goederen tot eind 2021 zal blijven stijgen, waarbij de typische Black Friday-verkopen en -promoties bij veel retailers minder heftig zullen zijn.
Kerstmis zal waarschijnlijk ook worden beïnvloed: retailers zullen zeker problemen ondervinden bij het bijvullen van het kinderspeelgoed, vooral die met elektronische onderdelen. Volgens Lev Nelson, hoofd van Sky Castle Toys, worden speelgoedbedrijven, vaak naar de achterkant van de halfgeleiderlijn geduwd om plaats te maken voor items met een hogere marge, zoals auto's, smartphones en wasmachines.
Om te voorkomen dat de prijzen de pan uitrijzen, is het slim zo snel mogelijk je aankopen te doen. Hoe eerder hoe beter, vooral voor alles dat een chip bevat.
Welke andere producten worden beïnvloed?
Volgens Goldman Sachs heeft het wereldwijde chiptekort 169 verschillende industrieën geraakt. Elke industrie die minstens 1% van zijn BBP aan halfgeleiders uitgeeft, wordt negatief beïnvloed. Ter illustatie: de auto-industrie besteedt daar bijna 5% van zijn BBP aan.
Een andere sector dat is getroffen, is telecommunicatie. Telecom-maatschappijen hebben vanaf het moment dat het eerste chipstekort begon al moeite om bestellingen te leveren, net als verkopers van satellieten en andere telecomapparatuur, samen met internetpublicatie-, omroepportalen en zoekmachines.
In de groothandelssector hebben de leveringen van professionele en commerciële apparatuur ook een grote klap gekregen. Veel bedrijven konden hun bestellingen niet leveren vanwege problemen met de toeleveringsketen.
Ook gebruikte auto's en verhuurbedrijven zijn geraakt door het chiptekort. Zo zagen gebruikte auto's voor het eerst in 68 jaar tracking een jaarlijkse prijsstijging, waarbij de prijzen in 2021 met bijna 10% stegen.
Wanneer kan het tekort eindigen?
Hoewel de meeste analisten voorspellen dat het wereldwijde chiptekort ergens in 2022 zal eindigen, verwacht Intel-CEO Pat Gelsinger dat het einde pas in 2023 in zicht is. In een interview met CNBC zei Gelsinger: "we bevinden ons nu in de ergste fase; elk kwartaal volgend jaar zullen we stapsgewijs herstellen, maar pas in 2023 zullen we een evenwicht tussen vraag en aanbod zien."
Lisa Su, CEO van AMD, voorspelt dat het tekort ergens in 2022 zal eindigen. Ze zei dat de productie krap zal zijn: "[maar zal] volgend jaar beter worden. Niet onmiddellijk, maar de productie zal geleidelijk herstellen naarmate er meer fabrieken komen."
Gelsinger verklaarde dat het niet alleen een gebrek aan chips is, maar een "combinatie van onderdelen". "We noemen het matchsets, waarbij we misschien wel de CPU hebben, maar mispakt op het LCD of de wifi. Vooral datacenters worstelen met een aantal stroomchips en een deel van de netwerk- of ethernet-chips”, legt hij uit.
Een van de manieren waarop het wereldwijde chiptekort kan worden opgelost, is door het Internet of Things (IoT).
IoT-technologie kan gegevens verzamelen en gebruiken om toekomstige chiptekorten te voorkomen. Denk daarbij aan een chipfabriek met 'slimme' aangesloten apparatuur die realtime gegevens kan gebruiken, zodat alle leden van het productieteam weloverwogen beslissingen kunnen nemen die verspilling tegengaan en snelheid verhogen. Daardoor zullen levertijden versnellen en zal de productkwaliteit verhogen.
Next-gen innovatie kan ook een rol spelen, aangezien het GaN-halfgeleiderplatform bijvoorbeeld 3x lichter, 3x kleiner en 3x sneller wordt opgeladen. Dat zal effectief 40% besparen op de energiekosten.
Diversificatie van leveranciersbestand kan ook helpen om het chiptekort te verminderen of in de toekomst te voorkomen. Het creëren van strategische relaties met distributeurs, wederverkopers en handelaren kan helpen wanneer extra chips nodig zijn in dringende situaties.
Wat zal er gebeuren met de chip-industrie?
De komende jaren zal er een mix ontstaan van 200mm (mature/legacy-technologie) en nieuwere 300mm (voor geavanceerde chips). Als we slechts één van deze technieken volgen, blijft het chiptekort misschien voor langere tijd aanhouden - maar het bouwen van meer fabrieken doe zowel 200mm als 300mm kan produceren, zal ons uit de brand helpen.
In 2020 waren er 212 fabrieken die 200mm chips produceren, in 2022 worden er in totaal 222 verwacht. In 2020 waren er 129 fabrieken die zich bezighielden met de productne van 300mm chips. Experts verwachten dat er in 2022 in totaal 149 zullen zijn, en deze groei zal naar verwachting de komende tijd aanhouden.
De Amerikaanse Innovation and Competition Act van 52 miljard dollar zou ook moeten helpen. Als dit voorstel wordt goedgekeurd, kunnen chipfabrikanten subsidies aanvragen. Ook de Biden Executive Order die op 24 februari 2021 is ondertekend draagt zijn steentje bij.
Tot slot is er de aanhoudende handelsoorlog tussen de VS en China, die halfgeleiderchips als een cruciale pion ziet.
In september 2020 legde voormalig president Donald Trump invoerbeperkingen op aan Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), China's grootste chipbedrijf, waardoor China gedwongen werd onderdelen elders in te kopen en zijn toeleveringsketen te herzien, wat een grote vertraging veroorzaakte in de invoer van chips naar de VS en elders.
Wat houdt dit in voor de internationale veiligheid?
"[Het chiptekort is] een uitdaging voor de distributieketen, welke een bedreiging kan vormen voor de veiligheid van onze natie", vertelde Matt Hayden, voormalig adjunct-secretaris voor Cyber, Infrastructure, Risk en Resilience van het Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Veiligheid aan KitcoNews.
Volgens Hayden worden alle Amerikaanse informatiesystemen, defensiesystemen en andere gevoelige elektronica die voor de binnenlandse veiligheid worden gebruikt, getroffen door het tekort.
Zendingen van halfgeleiders zijn soms meer dan 200 dagen vertraagd. "We kijken naar vertragingen van 200 dagen tot meer dan een jaar voor specifieke chips die gebruikt worden in consumentenelektronica, maar ook in grote productieprocessen", zegt Hayden.
Een anonieme bron vertelde een Fox News Investigative Unit dat wie de race voor de volgende generatie halfgeleiderproducten wint, een extreem sterke positie zal hebben, een wereldwijde economische kracht zal worden en mogelijk het geopolitieke landschap zal domineren.
Er zijn ook gedachten dat China Taiwan zou kunnen overnemen. Taiwan is de grootste chipleverancier ter wereld, goed voor 63% van de Aziatische chipproductie. Als China zou proberen en slagen in een militaire overname van Taiwan, zou het de sleutel in handen hebben van de moderne wereld.
Hoe gaan we nu verder?
Het is meer dan een jaar geleden sinds de eerste geruchten van het wereldwijde chiptekort. De tekorten zullen de komende maanden zeker aanhouden en verschillende grote en kleine bedrijven in meerdere sectoren treffem.
Als er zich geen natuurrampen meer voordoen, zoals droogtes en zware winterstormen die de stroomvoorziening hunderen, zou de aanvoer begin 2022 een beetje kunnen herstellen. Over het algemeen ziet het er echter niet naar uit dat deze tegen het einde van volgend jaar of begin 2023 weer normaal zal zijn. Er kunnen enkele stappen worden genomen om het tij te keren of in ieder geval te voorkomen dat we verder wegzakken.
We weten niet precies wat de toekomst in petto heeft, maar het wereldwijde chiptekort zal op een gegeven moment eindigen. Het gaat gewoon langer door dan iedereen aanvankelijk dacht.
- Dit is ons overzicht met de beste laptops
