Der Welt fehlen Computerchips. Hier ist der Grund

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1. Warum gibt es einen Mangel an Chips?

Viele, aber nicht alle Störungen können mit der Pandemie in Verbindung gebracht werden. Hier sind einige Faktoren:

* Die durch das Coronavirus verursachte Ära des Bleibens zu Hause drückte die Nachfrage über das von den Chipherstellern prognostizierte Niveau hinaus. Lockdowns trieben das Umsatzwachstum von Laptops auf den höchsten Stand seit zehn Jahren, zusammen mit Heimnetzwerkgeräten und Monitoren, als die Büroarbeit aus dem Büro verlegt wurde, und von Chromebooks, als die Schule die Schule verließ. Der Umsatz mit Haushaltsgeräten stieg von Fernsehgeräten bis hin zu Luftreinigern, die jetzt alle mit maßgeschneiderten Chips geliefert werden. Sogar Webcams wie die Razer Kiyo waren schwer zu finden, nachdem Videodienste für Arbeit und Unterhaltung boomten.

* Die durch die Pandemie verursachten Unsicherheiten führten zu starken Auftragsschwankungen. Führungskräfte von TSMC sagten in ihren beiden jüngsten Gewinnaufrufen, dass Kunden mehr Lagerbestände als normal angesammelt haben, um sich gegen Unsicherheiten abzusichern. Autohersteller, die in den frühen Tagen des Ausbruchs drastisch zurückgingen, unterschätzten, wie schnell sich die Verkäufe erholen würden. Sie beeilten sich Ende letzten Jahres, Bestellungen erneut zu tätigen, nur um abgewiesen zu werden, weil die Chiphersteller bis zum Äußersten ausgelastet sind, um Smartphone-Giganten wie Apple Inc. zu beliefern.

* Bevorratung: PC-Hersteller warnten Anfang 2020 vor einer knappen Versorgung mit Halbleitern. Mitte des Jahres begann Huawei Technologies Co. – ein bedeutender Hersteller von Smartphones und Netzwerkgeräten – Komponenten zu horten, um das Überleben vor drohenden US-Sanktionen zu sichern Schneiden Sie es von seinen Hauptlieferanten von Chips ab. Andere chinesische Unternehmen folgten diesem Beispiel, und die Importe von Chips stiegen im Jahr 2020 auf fast 380 Milliarden US-Dollar – fast ein Fünftel der gesamten Importe des Landes für das Jahr.

Einige Unternehmen werden geschlagen. Es wird erwartet, dass der Mangel an Chips allein für die Autohersteller einen Umsatz von 61 Milliarden US-Dollar zunichte macht und die Produktion von einer Million Fahrzeugen im März-Quartal verzögert. Die Auswirkungen drohen jedoch, die viel größere Elektronikindustrie zu treffen. Nicht nur Autos, sondern möglicherweise ein breites Spektrum von chiplastigen Produkten, von Handys bis hin zu Spielekonsolen, könnten Engpässe oder Preiserhöhungen verzeichnen. NXP Semiconductors NV und Infineon Technologies AG gaben beide an, dass die Lieferbeschränkungen über die Automobilindustrie hinausgegangen sind.

3. Wer sind die großen Spieler?

Fortschrittliche Logikchips machen Schlagzeilen als die teuersten und komplexesten Siliziumstücke, die Computern und Smartphones ihre Intelligenz verleihen. Wenn Sie von Apple-, Qualcomm- oder Nvidia-Chips hören, sind diese Unternehmen eigentlich nur die Designer der Halbleiter, die in Fabriken hergestellt werden, die als Gießereien bezeichnet werden.

* TSMC ist branchenführend in Bezug auf Produktionskapazitäten und jeder schlägt jetzt einen Weg vor die Haustür, um die besten Chips zu erhalten, die in seinen Werken in Taiwan hergestellt werden. Der Anteil des Unternehmens am globalen Gießereimarkt ist größer als bei den nächsten drei Wettbewerbern zusammen.

* Samsung, insgesamt ein größerer Chiphersteller aufgrund seiner Dominanz bei Speicherchips, versucht, diese Goldmine zu stärken, und verbessert seine Produktionstechnologie, um allgemein als die beste Option hinter TSMC eingestuft zu werden. Unternehmen wie Qualcomm Inc. und Nvidia Corp. haben sich zunehmend an Samsung gewandt.

* Intel Corp., der letzte US-Champion auf diesem Gebiet, hat immer noch mehr Umsatz als jeder andere Chiphersteller, aber sein Markt ist stark auf Computerprozessoren konzentriert, und Produktionsverzögerungen haben ihn anfällig für konkurrierende Designer gemacht, die sich mit TSMC beteiligen.

* TSMC und Samsung sehen sich kleineren Wettbewerbern gegenüber, darunter Globalfoundries, Chinas Semiconductor Manufacturing International Corp. und Taiwans United Microelectronics Corp. Diese Konkurrenten stehen jedoch mindestens zwei bis drei Generationen hinter der Technologie von TSMC.

4. Was passiert in diesem Rennen?

Die beiden asiatischen Giganten geben viel Geld aus, um ihre Dominanz zu festigen: TSMC erhöhte seine geplanten Investitionen für 2021 von 17 Milliarden US-Dollar im Vorjahr auf 28 Milliarden US-Dollar, während Samsung rund 116 Milliarden US-Dollar für ein zehnjähriges Projekt vorsieht sein taiwanesischer Erzrivale. Aber China drängt darauf, aufzuholen. Es ist seit Jahren darauf ausgerichtet, die Abhängigkeit von den USA zu verringern. Technologie, insbesondere in Chips. Die Bemühungen der Trump-Regierung, Chinas Technologie-Giganten einzudämmen – indem sie Huawei den Zugang zu Chips verweigerten und amerikanische Investitionen in Dutzende von Spielern wie SMIC und Xiaomi Corp. entmutigten – kristallisierten diese Befürchtungen heraus. Peking hat die Herstellung von Chips zu seinen wichtigsten Prioritäten in seinen nationalen Wirtschaftsplänen gemacht und sich verpflichtet, mehr als 140 Milliarden US-Dollar für den Aufbau eines inländischen Halbleitersektors von Weltklasse auszugeben. Aber es ist noch ein langer Weg. Im Automobilsektor hat China beispielsweise in den letzten Jahren eine große Anzahl von Chipdesign-Unternehmen entwickelt, die jedoch immer noch nicht in der Lage sind, die für heutige Autos erforderlichen fortschrittlichen Chips herzustellen.

Angesichts der Schwierigkeit, hoch entwickelte Fähigkeiten zur Chipherstellung zu entwickeln, bieten die Regierungen von Brüssel bis Washington Anreize für jeden, der in seinen Hinterhöfen fortschrittliche Einrichtungen bauen oder erweitern wird. Es wird erwartet, dass das Weiße Haus in den kommenden Wochen eine Durchführungsverordnung unterzeichnet, die eine regierungsweite Überprüfung der Lieferkette für kritische Güter vorsieht, wobei der Chipmangel ein zentrales Anliegen hinter der Untersuchung ist. Die Biden-Regierung, die einen längerfristigen Plan für die Chipversorgung erstellt, wird eine Schlüsselrolle bei der Formulierung von Steueranreizen für ein geplantes 12-Milliarden-Dollar-TSMC-Werk in Arizona und ein weiteres teureres Samsung-Werk spielen, das Samsung möglicherweise in Texas in Betracht zieht. Und die Europäische Union erwägt den Bau einer fortschrittlichen Halbleiterfabrik in Europa mit potenzieller Unterstützung von TSMC und Samsung. Regierungen, einschließlich China, erwägen derzeit verschiedene Möglichkeiten, um lokale Unternehmen zu stützen.

6. Warum ist es so schwer, auf Chips zu konkurrieren?

Chipmaking ist ein großvolumiges Unternehmen, das unglaubliche Präzision erfordert und große langfristige Wetten in einem Bereich abschließt, der sich schnell ändert. Berühmte Unternehmen wie Texas Instruments Inc., International Business Machines Corp. und Motorola haben den Versuch, mit der fortschrittlichsten Chipherstellung Schritt zu halten, aufgegeben oder aufgegeben. Heute konzentrieren sich die meisten Unternehmen auf Design. Da nur noch drei Unternehmen – TSMC, Samsung und Intel – fortschrittliche Logikchips herstellen und das amerikanische Unternehmen Schwierigkeiten hat, mitzuhalten, hat sich ein entscheidendes Know-how in den Händen von wenigen konzentriert. Chips werden in Anlagen hergestellt, deren Bau und Ausrüstung Milliarden kosten. Sie müssen rund um die Uhr auf Hochtouren laufen, um ihre Investition wieder hereinzuholen. Aber es ist nicht nur das. Die Ausbeute oder die Menge an guten Chips pro Charge bestimmt Erfolg oder Misserfolg. Es erfordert jahrelanges Know-how und Erfahrung, um eine Ausbeute von 90% aus dem komplexen photolithografischen Verfahren zur Herstellung von Chips zu erzielen. Stellen Sie sich vor, Ford würde gerne jedes zehnte Auto wegwerfen. Aber Chiphersteller, die in einem Prozess, der drei bis vier Monate dauert, Millionen von Chips herstellen, sind erfolgreich, wenn sie diese Marke erreichen. Eine Gießerei verschlingt enorme Mengen an Wasser und Strom und ist selbst für kleinste Störungen (ob durch Staubpartikel oder entfernte Erdbeben) anfällig. Im Jahr 2019 lieferte TSMC rund 10 Millionen fortschrittliche 12-Zoll-Wafer aus.

7. Wer profitiert von den Chipkriegen?

Selbst kleine Verbesserungen bei Halbleitern können zu erheblichen Energie- und Kosteneinsparungen führen, wenn sie über den gesamten Umfang von Amazon Web Services multipliziert werden. Da sich 5G-Mobilfunknetze vermehren und die Nachfrage nach datenintensivem Video- und Spiel-Streaming erhöhen und immer mehr Menschen von zu Hause aus arbeiten, wird der Bedarf an neuerem, energieeffizienterem Silizium immer größer. Eine Möglichkeit, die Raffinesse eines Chips zu messen, sind sogenannte Linienbreiten oder der Abstand zwischen Schaltkreisen. Der derzeitige Standard für fortschrittliche Chips liegt bei 5 Nanometern oder Milliardstel Metern, was etwa einem Hunderttausendstel der Breite einer Haarsträhne entspricht, obwohl TSMC und Samsung bis 2022 an einer Massenproduktion von 3 nm arbeiten. Zusammen mit 5G steigt der Anteil der künstlichen Chips Intelligenz ist eine weitere Kraft, die Chiphersteller zu Innovationen drängt: KI ist auf massive Datenverarbeitung angewiesen. Effizientere oder energiesparende Designs werden ebenfalls zu einer entscheidenden Überlegung, da das sogenannte Internet der Dinge – ein Universum intelligenter oder verbundener Geräte, von den besten Telefonen bis zu den gängigsten Kühlschränken und Waschmaschinen – die Nutzung voraussichtlich ansteigen lässt Chips exponentiell in den kommenden Jahren.

8. Wie passt Taiwan in all das?

Die Inseldemokratie hat sich dank TSMC und eines ganzen Ökosystems, das auf High-End-Elektronik ausgerichtet ist, zu einem Dreh- und Angelpunkt der Branche entwickelt. US-amerikanische, europäische und japanische Autohersteller setzen sich bei ihren Regierungen für Hilfe bei der Bewältigung der Chip-Krise ein. Taiwan und TSMC werden gebeten, einzugreifen. Diese Klagegründe veranschaulichen, wie die Fähigkeiten von TSMC bei der Herstellung von Chips Taiwan in einer Welt, in der Technologie im Gange ist, politischen und wirtschaftlichen Einfluss verliehen haben trat in die Rivalität der Großmächte zwischen den USA und China ein – eine Pattsituation, die unter der Biden-Regierung wahrscheinlich nicht nachlassen wird.

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