'Eind is nog niet in zicht': alles over het grote microchiptekort
Sinds eind vorig jaar is er een ernstig tekort aan microchips, wat nu industrieën over de hele wereld treft
Hoe groot is het tekort? Nog nooit zoiets gezien, tweette Tesla's Elon Musk vorige maand. Sinds eind 2020 wordt de wereld geconfronteerd met een onverwacht tekort aan microchips – de minuscule geïntegreerde schakelingen die tegenwoordig te vinden zijn in vrijwel elk gefabriceerd apparaat met een batterij of een stekker – van broodroosters tot tv's en airbags tot straaljagers.
De schaarste werd voor het eerst gezien in geavanceerde consumentenelektronica: gameconsoles zoals de PlayStation 5 en de nieuwe Xbox hebben grote orderachterstanden gehad; prijzen voor computer grafische kaarten zijn omhooggeschoten. Maar omdat halfgeleiderchips zo alomtegenwoordig zijn, is een groot aantal industrieën getroffen.
De auto-industrie is het hardst getroffen. Moderne auto's kunnen gemakkelijk 3000 chips bevatten, en het tekort heeft de assemblagelijnen voor voertuigen over de hele wereld vertraagd: de wereldwijde productie zal dit jaar met vier miljoen auto's dalen, bijna 5%.
Waarom gebeurt het?
In de beste tijden zijn de toeleveringsketens van chips moeilijk te onderhouden: het is een sector die vatbaar is voor overschotten en tekorten. Fabricagefabrieken (fabs) voor geavanceerde chips behoren tot de meest complexe productiefaciliteiten ter wereld en kosten tientallen miljarden dollars om te bouwen. Lasers printen miljarden transistors op kleine stukjes siliciumwafels; het kan drie tot vier maanden duren om van een grote siliciumwafer een bruikbare batch chips te maken.
Dus de industrie neigt te slingeren tussen onderaanbod en overaanbod, in wat economen de cyclus van varkensvlees noemen: net als bij fokvarkens zijn er productieachterstanden. Producenten investeren wanneer de prijzen hoog zijn en merken dat ze te veel capaciteit overhouden als het eindelijk in gebruik wordt genomen. Op dit moment is de trend in de industrie echter van meedogenloze expansie: groene technologie, cloud computing, 5G, kunstmatige intelligentie, cryptocurrency, robotica - al deze groeigebieden eten chips op. En de pandemie heeft geholpen om de perfecte storm te creëren.
Welk effect had de pandemie?
Het heeft veel fabels tijdelijk gesloten. Tegelijkertijd zorgden de grote toename van thuiswerken en de toename van de vraag naar home entertainment voor een sterke stijging van de vraag naar elektronica. De pc-verkoop steeg vorig jaar met 13%. Alleen al in New York City kocht het ministerie van onderwijs 350.000 iPads. Videobellen betekende dat datacenters meer capaciteit nodig hadden.
En tijdens het ergste van de pandemie kelderden de autoaankopen. Dus terwijl elektronicabedrijven alle beschikbare productiecapaciteit opkochten, annuleerden autofabrikanten hun bestellingen. Maar later, toen de autofabrikanten klaar waren om de productie weer op te voeren, bevonden ze zich achteraan in de rij: microchipfabrieken kunnen tot zes maanden duren om de productie van specifieke soorten chips opnieuw op te starten.
Hoe beïnvloedt dit ons?
Het aanbod van te koop staande auto's zal later dit jaar worden beperkt vanwege het tekort, waarschuwde de toonaangevende Britse autodealer Pendragon vorige week. Met minder auto's om te verkopen, zullen de prijzen stijgen; en premium elektronische features zoals navigatiesystemen of extra schermen worden geschrapt om het aanbod van chips verder uit te breiden.
In de elektronicasector zijn de handelsprijzen voor computergeheugen sinds begin 2020 met ongeveer 30% gestegen, waardoor de kosten voor onder meer laptops en printers zijn gestegen. HP heeft de prijzen voor consumenten-pc's met 8% verhoogd en printers met meer dan 20% in een jaar tijd. De prijzen voor tv's, smartphones en huishoudelijke apparaten lijken ook te stijgen. Het chiptekort baart ook overheden zorgen.
Waarom maken regeringen zich zorgen?
Chips zijn nu zo'n cruciaal onderdeel in veel strategische technologieën - van defensiesystemen tot cyberbeveiliging tot hernieuwbare energie - dat de productie ervan een groot geopolitiek probleem is geworden: beleidsmakers zeggen dat chips de nieuwe olie zijn. Ze zijn uitgevonden in de VS, en veel van het geavanceerde ontwerp vindt daar nog steeds plaats, maar ongeveer 80% van de productie vindt nu plaats in Azië omdat de kosten lager zijn: meestal in Taiwan, Zuid-Korea en China.
De grootste producent ter wereld in volume is TSMC in Taiwan. Intel, gevestigd in Californië, is de grootste qua omzet. Samen met Samsung uit Zuid-Korea domineren deze bedrijven high-end, gespecialiseerde chips. Maar China is gepositioneerd om tegen 2030 de grootste producent te worden: het laatste vijfjarenplan stelt het doel om tegen 2025 in 70% van zijn halfgeleiderbehoeften te voorzien. Europa is goed voor minder dan 10% van de wereldwijde chipproductie.
Joe Biden houdt een microchip omhoog terwijl hij spreekt tijdens een vergadering met leden van het Huis en de Senaat over verstoringen van de toeleveringsketen als gevolg van het coronavirus in het Oval Office in februari 2021
SAUL LOEB/AFP via Getty Images
Wat doen overheden eraan?
Vorige maand keurde de Amerikaanse Senaat de Innovation and Competition Act goed, een wetsvoorstel van $ 250 miljard dat bedoeld is om de halfgeleiderproductie in de VS te stimuleren, samen met wetenschappelijk onderzoek en andere strategische technologieën.
In maart heeft de Europese Commissie een ambitieus plan opgesteld om haar aandeel in de wereldwijde halfgeleidermarkt tegen 2030 tot 20% te laten groeien, en heeft ze 160 miljard dollar van haar Covid-herstelfonds toegezegd aan technische projecten. Het VK is al lang sterk aanwezig in de ontwerpkant van de industrie, maar er zijn maar weinig producenten; Newport Wafer Fab, de grootste chipproducent van het VK, is overgenomen door Nexperia, een Chinees bedrijf.
Hoe lang duurt het tekort?
Er is geen einde in zicht. Intel's chief executive, Pat Gelsinger, zei dat hij denkt dat het twee jaar kan duren voordat de productie kan worden opgevoerd. Het tekort zal waarschijnlijk nog een paar jaar aanhouden, zei Michael Dell, chief executive van Dell Technologies, eerder dit jaar. Bedrijven als TSMC, Samsung en Intel investeren allemaal zwaar.
Maar zelfs als er overal ter wereld chipfabrieken worden gebouwd, kost het tijd, zegt Dell. Veel bedrijven onderzoeken hun toeleveringsketens: Tesla overweegt ronduit een chipfabriek te kopen. De hightechindustrieën zullen zich waarschijnlijk als eerste herstellen, tegen het einde van dit jaar. Auto's en huishoudelijke apparaten, die goedkopere, oudere chips gebruiken, zullen meer tijd nodig hebben: ze zijn niet zo winstgevend voor fabrikanten, dus er is voor hen geen stimulans om te investeren. Productvertragingen en onderdelentekorten zullen nog enige tijd aanhouden.
De triomf van de microchip
Een microchip is een verzameling van enkele honderden tot tientallen miljarden minuscule circuits op een kleine plak silicium. Silicium is een halfgeleider - het kan elektriciteit geleiden of vasthouden. Op een chip zijn siliciumtransistors miniatuurschakelaars die door elektronische signalen kunnen worden in- en uitgeschakeld. Computers werken met binaire code. Transistors weerspiegelen dit: de cijfers 1 en 0 die in binair worden gebruikt, vertegenwoordigen de aan- en uittoestanden van een transistor. In wezen is het de taak van de chip om elektronen rond te pendelen op een manier die wordt voorgeschreven door computercode. Alle gegevens op computers - nummers, afbeeldingen, muziek, afbeeldingen - worden op deze manier opgeslagen en verwerkt.
Medewerkers van de Japanse microprocessormaker Renesas Electronics in juni 2021
KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images
De uitvinding van dit soort transistor, bij Bell Labs in New Jersey in 1947, en de toenemende miniaturisering ervan vormt de ruggengraat van moderne elektronica. De wet van Moore, bedacht door de chippionier Gordon Moore, stelt dat het aantal transistors op een chip ongeveer elke twee jaar verdubbelt, waardoor computers steeds krachtiger worden.
De geavanceerde chips van vandaag zijn duizelingwekkend complex: lasers printen circuits van slechts 12 nanometer breed, de lengte die een vingernagel in 12 seconden groeit. Transistors worden beschouwd als de meest vervaardigde items in de wereldgeschiedenis. Het aantal microchips dat in april wereldwijd werd verkocht, bereikte een record van bijna 100 miljard.
The Week Unwrapped: Mode te huur, een chipknip en euthanasie
Je kunt je abonneren op The Week Unwrapped op de Globale speler , Apple-podcasts , SoundCloud of waar je ook bent, je krijgt je podcasts.
