A pandémia és az Ukrajna elleni orosz agresszió egyik nem várt, de igen súlyos károkat okozó „mellékterméke” az egész világgazdaságot, de mindenekelőtt az elektronikai és az autóipart vészesen sújtó chiphiány. A korszerű mikrochipek, vagyis a félvezetők jelentik már több évtizede a világgazdaság és az egyes országok gazdaságának vérkeringését, hajtó erejét. Egyes vélemények szerint napjainkban a gazdasági növekedés szempontjából a félvezető az olajnál is fontosabb „alapanyag”. Az előrejelzések szerint a csaknem 170 iparágat kedvezőtlenül érintő chiphiány jó esetben 2024-ben szűnik meg, talán akkor kezdenek majd termelni azok az óriásberuházások, amelyek megvalósításába – a kormányok segítségével – a világ vezető chipgyártói fogtak tavaly és az idei esztendőben.
A tranzisztorokat a múlt század ötvenes éveinek végén kezdték felváltani a chipek, az integrált áramkörök. Szinte minden mai elektronikus eszköz tartalmaz szilícium tartalmú félvezetőkből készült integrált áramköröket, melyeket mikrochipnek nevezünk. Ezek különböző egymással összekapcsolt elektronikus alkatrészekből – például tranzisztorokból, ellenállásokból, kondenzátorokból – épülnek fel, melyek ostyavékony hordozóra vannak nyomtatva. Ezek rétegenként épülnek egymásra a fotolitográfiának nevezett folyamat során. A gépek intelligenciáját adó, önmagukban filléres félvezetőkből egy komplex és időigényes gyártási folyamat során tranzisztorok, majd ezek ezreiből mikrochipek készülnek. Percenként ezer munkalépés szükséges ahhoz, hogy homokból és szilíciumból gigantikus adatmennyiség tárolására és feldolgozására képes mikrochipeket állítsanak elő. A tervezés és a gyártás is többszereplős: az ipari vállalatok, például az autógyárak maguk tervezik a termékeikhez szükséges áramköröket, amelyeket külsős cégek gyártanak le a szükséges, megint mások által gyártott mikrochipek beszerzése után. A kölcsönös függőség miatt a rendszer olajozott működéséhez jól tervezett gyártásra és szállításra van szükség. A mikrochipek lehetnek egyediek vagy szabvány szerint készülők.
Életünk része
A chipek mára az eredeti, számítógépes felhasználás mellett egyre több elektronikus eszközben használatosak. Az egyetlen kicsi lapkán sokféle funkciót egyesítő integrált áramkör ma már nélkülözhetetlen, mint laptopok, okostelefonok, tévék fontos szerkezeti eleme, de előfordul bárhol, például elektromos fogkefében is. Ennek megfelelően a globális koronavírus-járvány előtt mintegy 500 milliárd dollár volt a félvezetőipar éves világforgalma. A gyártástechnológia igencsak speciális: mikroszkopikus méretű részecskéket kell kis területen precízen összerakni, abszolút tisztasággal. A gyártott mennyiség harmadát számítógépekhez használják fel, ötödét elektromos, elektronikus fogyasztási cikkekhez, hatodát a távközlésben (okostelefon), és csupán 4 százalékát a gépkocsikban. (Ez az arány már jelzi az autóipar sorban állási pozícióját, ha chiphiány alakul ki.)
Chip mindenhol és mindenben
A világ vezető chipgyártó országai Tajvan, az Egyesült Államok, Dél-Korea és Kína. Az iparágat hatalmas termelőkapacitású cégek jellemzik, amelyek az egész világot behálózó ellátási láncok kiinduló pontjai a felhasználók irányába. Az úgynevezett tech-iparágak mindegyike igen jelentős mennyiségű, eltérő fejlettségű és eltérő generációkat képviselő félvezetőket használ fel. A 21-dik században chipek nélkül nincsenek számítógépek, autók, háztartási, irodatechnikai eszközök és berendezések, okostelefonok, korszerű távközlés, űripar, hadiipar, nincsen digitalizáció és a sort hosszan lehet folytatni.
Az ellátási láncok működésében a pandémia kezdetén jelentkeztek az első gondok. (Korábban a chipeket felhasználó cégek a félvezetőkből 40 napos raktárkészlettel rendelkeztek, ez két év alatt – jó esetben – 3-4 napra csökkent. Ilyen alacsony készlet nyomán gyakran leállhat a chipfelhasználók termelése.) A szigorú karantén intézkedések és a távmunka (home office) nyomán számottevően visszaesett a gépkocsik kereslete, az autógyártók kénytelenek voltak chiprendeléseik jelentős részét visszamondani. A chipgyártók emiatt is csökkentették termelésüket, de a kényszerű chipgyár-bezárások is szerepet játszottak a globális chiphiány kialakulásában.
Hullámzó kereslet
Ugyanakkor a távmunka egyik fontos „hozadéka” az volt, hogy a munkáltató cégek és az otthonukból dolgozók részéről jelentősen növekedett a kereslet a számítástechnikai és a szórakoztatóelektronikai termékek iránt. Az adott körülmények között – érthető módon – a chipgyártók ezen ágazatok cégeinek megnövekedett chipigényét igyekeztek kielégíteni, az autóipar tehát náluk vevőként hátrébb sorolódott. (Érdemes megjegyezni, hogy a chiptermelés korlátozása áremelkedéshez vezetett, s ez a hatás tovagyűrűzött az okostelefonok, játékkonzolok stb. árába is.)
A globális chiphiányról szóló hírek nyomán megjelentek a hamisított chipek is a piacon. Ezek azonban sok esetben egyáltalán nem működőképesek, ám néhány esetben a legitim félvezetőgyárak selejtes termékei is valahogy piacra kerültek. Ezek ugyan a kívánt teljesítményt nem érik el, de az esetek többségében megfelelően működnek. Tekintve azonban, hogy sokszor biztonsági funkciókat vezérlő eszközökről van szó – mint például az ABS az autókban vagy éppen valamilyen biztonsági rendszer egy repülőn – jelenlétük nem megnyugtató.
Chipgondok az autóiparban
A pandémia vélt vagy valós gyengülése azt is eredményezte, hogy hirtelen megnövekedett a kereslet az új gépkocsik iránt, de az autógyárak nem jutottak és nem jutnak ma sem elegendő mennyiségű chiphez. Amikor „feleszméltek” az autós cégek, hogy tudnának több kocsit is eladni, már hiába növelték megrendeléseiket – vagy nem kaptak elég chipet, vagy csak jóval drágábban, mert a többi iparág többet tudott, tud fizetni, mint ők hajlandók vagy képesek lennének. Ezért több autógyár kénytelen volt és ma is kénytelen termelését visszafogni, egy-egy üzemét ideiglenesen bezárni, a műszakok számát csökkenteni, sőt, számos chip beépítését kihagyni, vagyis bizonyos – kevésbé fontos – kényelmi funkciókat mellőzni. A gyártás visszaesése egyrészről a megrendelt új autók szállítási határidőjének meghosszabbodásával, másrészről pedig igencsak érezhető áremelkedéssel járt. Ezzel párhuzamosan jócskán megnőtt világszerte a használt gépkocsik ára is.
Egy autóba 1400-3500 darab chip beépítése szükséges, ami egy gépkocsi gyártási költségének mintegy 40 százalékát teszi ki. A chiphiány miatt rendkívüli intézkedéseket voltak kénytelen meghozni az autógyártók. Egy ideig a Teslák USB-csatlakozók nélkül készültek, számos BMW-be tavaly ősszel nem jutott érintőképernyő és tolató asszisztens, a General Motors kocsijainak egy részénél pedig átmenetileg hiányzott a vezeték nélküli töltés lehetősége és a rádió. A Toyota tavaly 100 ezer gépkocsival csökkentette termelési előirányzatát. Az autópiacon bizonyos modellek nem elérhetőek, ami igen, arra pedig sokat kell várni. Az áremelkedés mellett egy másik új jelenség, hogy eltűntek vagy legalábbis jelentősen lecsökkentek az autóvásárlóknak kínált kedvezmények. A chiphiány miatt a Volkswagen csoport már többször is kénytelen volt leállítani a termelést több gyárában, köztük a wolfsburgi üzemében, valamint a Zwickauban és Drezdában található elektromos-autó gyáraiban.
Azt, hogy mekkora nyomás nehezedik az autógyártókra és milyen nehéz helyzetben van a régiónk, jól példázza a Skoda esete. A Volkswagen csoporthoz tartozó márka, amely egyben Csehország legnagyobb exportőre, a globális chiphiány miatt kénytelen volt ideglenesen leállítani termelését. Ez meglehetősen rossz hír volt Csehországnak, amelynek gazdasága nagyban támaszkodik az autóiparra. Ez az ágazat mintegy 181 ezer embernek biztosít munkát közvetlenül és az ipari termelés egynegyedét adja. A Skoda döntése természetesen kedvezőtlen hatással volt és lehet a cseh gazdaság teljesítményére is, közgazdászok szerint mindez oda vezethet, hogy végül csökkenteni kell majd a gazdasági növekedésre vonatkozó várakozásokat.
A jelek és a statisztikák szerint a Hyundai, a Kia, a Tesla és a Toyota továbbra is viszonylag jól teljesít a gyártásban, a Volkswagen csoport valahol középen van, a Jaguar Land Rover pedig az legsúlyosabban érintettek közé tartozik. A Ford és a Volvo úgy módosította a felszereltségi szinteket, hogy csökkentse a szükséges chipek számát, így rövidebb átfutási időket kínálnak, mintha az eredeti specifikációval gyártanák az autót. Nem igazán meglepő, hogy több autógyártó maga akar chipgyártásba fogni: például a VW-cégcsoport szoftver leányvállalata, a Cariad 2022-től évi 2,5 milliárd eurót költ a chipfejlesztés és -gyártás beindításra. A ötleteiről és türelmetlenségéről híres Elon Musk, a Tesla alapító-vezetője pedig tavaly nyár óta már működő chipgyárat akar vásárolni.
Bevételkiesés, kevesebb új autó
Az AlixPartners tanácsadó cég szerint a félvezető chipek hiánya 2021-ben legkevesebb 210 milliárd dolláros bevételkiesést okozott a globális autóiparnak. Egy másik tanácsadó vállalat, az IHS Markit drasztikusan csökkentette a tavalyi és az idei évi autógyártásra vonatkozó előrejelzését. Az elemzők a 2021-re vonatkozó előrejelzésüket (nem végleges adatok szerint) 5,02 millió legyártott autóval csökkentették, amely 6,2 százalékkal kevesebb, mint a korábbi várakozásuk. A 2022-es évre vonatkozóan még erőteljesebben visszavágták a korábbi várakozásukat, most úgy látják, hogy idén csupán 82,6 millió autót gyárthatnak a világon, amely közel 8,5 millió darabbal múlja alul a korábbi előrejelzésüket. (Az elmúlt hónapokban többször is hírül adták, hogy a három hazai autógyárnál – Suzuki, Audi, Mercedes – többször volt műszakszám-csökkentés, ideiglenes leállás, termelés-visszafogás.)
Háborús hatások
A Covid-19 kezdetétől tartó globális félvezető deficitet fokozza az orosz agresszió Ukrajna ellen, illetve az Oroszország ellen bevezetett és tervezett szankciók. A Techcet piackutató cég adatai szerint a chipgyártás során használt nagy tisztaságú neongáz 90 százaléka Ukrajnából érkezik, míg a palládium nevű nemesfém 33 százaléka Oroszországból származik. A neongáz orosz acélgyárakból érkezik egy ukrán céghez, ahol addig finomítják, hogy a gyártók fel tudják használni a chipkészítéshez használt lézerekhez. A neon és a palládium két olyan fontos alapanyag, amely nélkülözhetetlen az ilyen áramkörök előállításához. A világ neonkészletének 70 százalékát Ukrajna, a palládiumkészletek 44 százalékát pedig Oroszország adja a Moody’s Analytics jelentése szerint. Az elemzés arra is figyelmeztet, hogy a világméretű chiphiány, amely a koronavírus-járvánnyal kezdődött, súlyosbodni fog, ha a katonai konfliktus elhúzódik. (Már a 2014-15-ös, a Krím bekebelezéséért folytatott háború során is mintegy 600-szorosára emelkedtek a neonárak, és a jelenlegi helyzet miatt ez megismétlődhet. Ez komoly érvágás lehet a félvezetőgyártók számára, mivel ők adják a teljes neonkereslet 70 százalékát, hiszen a neon nélkülözhetetlen a chipek előállításához használt litográfiai folyamatokban.)
Az orosz támadás jelentősen súlyosbíthatja a világszerte eddigi is komoly fennakadásokat okozó chiphiányt. A Reuters hírügynökség számításai szerint a két ukrán cégtől, az Ingastól és a Cryointól származott eddig világ félvezető minőségű neon forgalmazásának mintegy 45-54 százaléka. A Reuters forrásai szerint a háború miatt mindkét cég leállította tevékenységét. Az invázió előtt az Ingas havi 15-20 ezer köbméter neont állított elő tajvani, koreai, kínai, egyesült államokbeli és németországi vásárlók számára. Ennek mintegy 75 százaléka a chipiparba ment – mondta Nyikolaj Avdzi, a cég kereskedelmi vezérigazgatója a Reutersnek küldött e-mailben. A cég székhelye Mariupolban van, amelyet az orosz erők szinte a földdel tettek egyenlővé.
Kényszerleállások Kínában
A világméretű chiphiányt tovább növelheti az is, hogy Hszianban leállt a Samsung és a Micron gyára az újabb szigorú karantén-intézkedések miatt... A Samsung azt közölte, hogy globális hálózata segítségével próbálja orvosolni a problémát, melyet a hsziani gyár bezárása okozott. Nagyon jelentős chipgyárról van szó, melyet a Samsung 10 milliárd dollárért épített fel Kína ősi fővárosában. A Korea Economic Daily szerint a Samsung Hszianban állította elő az NAND memóriachipek 40 százalékát. Ezek a chipek nélkülözhetetlenek az okos telefonokban, valamint tabletekben. (A Samsung a legfrissebb hírek szerint 17 milliárd dollárért épít Texasban chipgyárat és a következő három évben több mint 200 milliárd dollárt tervez befektetni, elsősorban azért, hogy növelni tudja a félvezetők kibocsátását. A texasi gyár csak 2024 végén kezdhet majd el termelni.)
Éllovas cégek, giga-beruházások, besegítő kormányok
Érdemes rövidesen áttekinteni a chipgyártó ipar főbb szereplőit, valamint a fejlesztési terveket, a tervezett és elindított beruházásokat a hiány felszámolására. A világ két legnagyobb és a legfejlettebb chipeket gyártó cége az amerikai Intel és a tajvani TSMC, őket követi a dél-koreai Samsung és több kínai vállalat. Az elmúlt évtizedekben az USA-ban visszaesett a chipgyártás, ma az Egyesült Államok a világ chipgyártó kapacitásának csak 12 százalékát adja. (Az Intel 2020-ban 79 milliárd dolláros bevételt ért el.) Európa sem dicsekedhet: 1990-ben 44 százalékkal részesedett a világ chipgyártásából, ma ez az arány mindössze 9 százalék. Egyértelmű, hogy ma Ázsia a világ első számú chipgyártója. Sokatmondó adat, hogy a legmagasabb technikát képviselő chipek világtermelésének 90 százaléka a tajvani óriásgyárból kerül ki.
A kormányok és a magántőke kooperációjában hatalmas chipgyártó beruházások kezdődtek, illetve szerepelnek a nem távoli jövő terveiben. A chipbirodalom Intel a közelmúltban kezdte meg két chipgyártó üzem létesítését Arizonában (ezek a tervek szerint 2024-ben lesznek készen), a beruházás értéke összesen 20 milliárd dollár. Nemrégiben jelentette azt is be az Intel, hogy Ohióban is épít chipgyárat 20 milliárd dolláros befektetéssel. Összesen hat új chipgyár létesítését tervezi az Intel 100 milliárd dollárért. A TSMC tavaly 44 milliárd dollárt fordított beruházásra. Az Európai Unióban a tajvani vállalatbirodalom Litvániát nézte ki magának, mert a balti állam felértékelte diplomáciai kapcsolatait Tajvannal, és ezzel kiváltotta Peking haragját – írta meg a brüsszeli Politico. 2020-ban a TSMC még “csak” 30 milliárdot fektetett be új chipüzemekbe, illetve a kutatás-fejlesztésbe. A Samsung, amely a második helyen áll a tajvani óriás mögött, tavaly 33 milliárd dolláros beruházást hajtott végre az iparágban. A chipipar 2021-ben összességében 34 százalékkal növelte beruházásait, 2017 óta ez a legmagasabb arány. Az előrejelzések szerint 2022-ben 13 százalékkal nő a chipágazat kibocsátása, a termelési érték pedig eléri majd a 619 milliárd dollárt.
Európai, amerikai fejlesztési tervek
Egyetlen chipgyártó üzem létrehozásának költsége 15–20 milliárd dollár között helyezkedik el. Az Európai Bizottság tavaly egy tervvel állt elő az iparág helyi fejlesztéséhez, amihez az Intel vezérigazgatóját is meghívták, hogy segítsen annak kidolgozásában. Európa célja továbbá is az, hogy csökkentsék a kiszolgáltatottságukat az USA és Ázsia felé, a jelenleg kitűzött cél pedig az, hogy 2030-ra a chipek egyötödét Európában gyártsák. (Tavaly nyáron adták át Drezdában Európa legnagyobb és legkorszerűbb chipgyárát, amely a fennállása óta a Bosch legnagyobb értékű beruházása.)
Washington szintén érzékelte, hogy önállósodnia kell, és már el is kezdték vizsgálni a jelenlegi lehetséges kockázati tényezőket az ellátási láncban. Továbbá elkülönítettek 50 milliárd dollárt a chipgyártás kutatás–fejlesztésének érdekében. A magánvállalatok is elkezdték meghódítani az USA piacát, 2020-ban többek között a TSMC is bejelentette, hogy 12 milliárd dollárért épít gyárat Arizonában, amit 2024-re terveznek befejezni. Az előrejelzések szerint az USA mintegy 10 év alatt építi ki, „turbózza fel” saját chipgyártó iparát. A számottevő amerikai kereslet miatt az ázsiaiak még több termelőüzemet hoznak létre Amerikában, ha az USA-ba történő beszállítást vámok fogják nehezíteni. Látnivaló azonban, hogy a chipgyártással kapcsolatos problémák kompenzálását célzó jelentős európai, amerikai és ázsiai állami támogatások a jövőben túlzott kapacitások kiépüléséhez vezethetnek.
A jelenlegi chiphiány-helyzetet nehezíti Kína importpolitikája, ugyanis Pekingben úgy döntöttek, hogy a saját képesség kiépítése helyett a chipimportot fogják előnyben részesíteni. Ennek köszönhető, hogy a 2021-es import a 2020-hoz képest egyharmaddal nőtt, ez pedig szankciókhoz és geopolitikai feszültséghez vezethet Kína ellen.
Hiányból chipözön?
Pat Gelsinger, az Intel vezérigazgatója szerint még 2024-ben is túlkereslet lesz a chip-világpiacon. Szakértők azonban már most azt vizsgálják, mi lesz, ha a sok új chipgyár szinte egyszerre meginduló termelése rázúdul a világra? Abban bíznak, hogy a szédületes ütemben digitalizálódó és egyre inkább robotizált világunk, valamint a mesterséges intelligenciák rohamos fejlődése és terjedése fel tudják majd használni a chipözönt. Persze egy esetleges árcsökkenés sem lenne tragédia a világ számára.
Dr. Gonda György, CMC
vezetési tanácsadó
Certified Management Consultant
