המחסור העולמי בשבבים (2020–)

המחסור העולמי בשבבים הוא מחסור עולמי מתמשך שהחל בשנת 2020. המחסור נובע מביקוש גבוה למעגלים משולבים שעולה על ההיצע, ומשפיע על יותר מ-169 תעשיות. המחסור הוביל לעליות גדולות במחירים של מכוניות, כרטיסים גרפיים, קונסולות משחקים, מחשבים ומוצרים אחרים הדורשים מוליכים למחצה.

רקע 
בתחילת 2020 פרצה מגפת הקורונה, והשפעותיה גרמו לשיבושים בשרשראות אספקה ולוגיסטיקה. עקב המגפה חלה גם עלייה של 13% בביקוש העולמי למחשבים אישיים כתוצאה ממעבר לעבודה מהבית ומריחוק חברתי. העלייה החדה בביקוש השפיעה על זמינותם של שבבים הנחוצים לייצור מגוון רחב של מכשירים אלקטרוניים. השפעת המגפה על ייצור מוליכים למחצה בקוריאה הדרומית ובטאיוואן צוינה כגורם עיקרי למחסור, וההיצע המוגבל השפיע על תעשיות רבות, כמו תעשיית קונסולות משחקי המחשב ותעשיית הרכב.

בפברואר 2021, אנליסטים חזו שהשפעת המחסור תורגש לפחות עד לרבעון השלישי של 2021. כבר אז, זמן אספקת השבבים כבר עמד על 15 שבועות - זמן ההובלה הארוך ביותר מאז שנת 2017. עד לאפריל 2021, זמני האספקה של מוליכים למחצה כבר עמדו על 22.2 שבועות, לעומת 12.2 שבועות בפברואר 2020.

אירועי מזג אוויר קשים ובפרט הבצורת שהתרחשה בטייוואן בקיץ 2021, היוו גורם נוסף ומשמעותי למחסור. הבצורת גרמה למחסור במים טהורים  זמינים, הדרושים לניקוי המפעלים ופרוסות הסיליקון.

בסוף הרבעון הראשון של 2021, מחירי המכוניות המשומשות עלו בחלק מהמדינות בגלל העלייה בביקוש והמחסור בשבבים. מחירן של חלק מהמכוניות עלה ב-10% ברבעון הראשון של השנה.

שוק המוליכים למחצה צפוי להמשיך לגדול. שווי המכירות גדל ב-20% בשנת 2021, ולפי התאחדות המוליכים למחצה, צפוי לעלות ב-9% נוספים בשנת 2022 ולהגיע לשווי של ל-574 מיליארד דולר. שוק פרוסות הסיליקון שגודלן 300 מ"מ צפוי להגיע ל-10.57 מיליארד דולר עד לסוף שנת 2027, ולגדול בקצב צמיחה שנתי של 5.1% בחמש השנים הבאות.

דוח שפרסמה מחלקת המסחר של ארצות הברית בינואר 2022 חשף נתונים על המחסור בשבבים. הביקוש לשבבים היה גבוה ב-17% בשנת 2021 בהשוואה לשנתיים קודם לכן. לפי ממשלת ארצות הברית, המלאי החציוני ירד ממלאי שמספיק ל-40 ימים, למלאי שמספיק לפחות מחמישה ימים. בהתאם לכך, לא ידוע מתי יסתיים המחסור בשבבים. באמצע שנת 2022 אמרה הפירמה דלויט שהיא צופה שהמחסור במוליכים למחצה יימשך עד תחילת 2023, כאשר חלק מהלקוחות ימתינו מספר חודשים לשבבים שהזמינו. עם זאת, תחזיות עבר היו לא מדויקות.

גורמים 
המחסור העולמי בשבבים הוא תוצאה של מספר אירועים שונים, כאשר אפקט כדור השלג שגרמה מגפת הקורונה הוא הסיבה העיקרית להאצה במחסור. גורם נוסף שתורם לכך הוא הביקוש הרב לשבבים, אשר כושר הייצור הקיים אינו יכול לעמוד בקצב שלו. סיבות נוספות למחסור יוחסו למלחמת הסחר בין ארצות הברית לסין ולבצורת שהחלה בטאיוואן ב-2021.

מגפת הקורונה 

הגידול בעבודה מהבית ולמידה מרחוק גרם לגל של ביקוש למחשבים, ציוד רשת היקפי ומוצרי אלקטרוניקה אחרים המכילים שבבים. בשל הסגרים שהוטלו ברחבי העולם בעת המגפה, מפעלים לייצור שבבים נסגרו, מה שהוביל לדלדול במלאי. ברבעון הרביעי של 2020, מכירות המחשבים המסורתיים עלו ב-26.1% לעומת השנה הקודמת.

מלחמת הסחר בין ארצות הברית לסין 

בספטמבר 2020, כחלק מהסכסוך הכלכלי בין סין לארצות הברית, מחלקת המסחר של ארצות הברית הטילה הגבלות על יצרנית השבבים הגדולה ביותר בסין, SMIC , צעד שהקשה עליהם למכור לחברות שלהן קשרים אמריקאיים. הגבלות אלו הכריחו את החברות בסין להשתמש במפעלי ייצור שונים כדוגמת TSMC הטאיוואנית וסמסונג הדרום-קוריאנית. עם זאת, הייצור בחברות אלו כבר הגיע לקיבולת המקסימלית.

בשנת 2020, GlobalFoundries , יצרנית שבבים מארצות הברית, יחד עם זרוע ייצור המוליכים למחצה של חברת AMD, הפסיקו את פעילותן במפעליה בסין. המפעל לייצור מוליכים למחצה  יועד לייצר פרוסות סיליקון בקוטר 300 מ"מ, אך המפעל בבייג'ינג, ששטחו 65,000 מ"ר, עוד לא החל בייצור.

באוקטובר 2022, ארצות הברית הודיעה כי היא תבחן צעדים נוספים בהגבלת המכירות של טכנולוגיות שבבי מחשב לחברות סיניות, דבר שישפיע בעיקר על מכירות שבבים מתקדמים הנחוצים עבור טכנולוגיות חדשניות. כתוצאה מכך, מניותיהן של החברות לייצור שבבים באסיה צנחו במהלך פתיחת שוקי המניות בטאיוואן, יפן ודרום קוריאה, אחרי החגים הציבוריים במדינות.

מטבע מבוזר 
העלייה בשימוש במטבעות מבוזרים הובילה להיקף נרחב של "כרייה", שמתבצעת לרוב על ידי מחשבים מיוחדים. הביקוש הגבוה למחשבים מותאמים לכרייה הקטין את זמינות השבבים עבור שימושים אחרים.

פגעי מזג אוויר 
סופת חורף קשה שהתרחשה בפברואר 2021 אילצה את סגירתם של שלושה מפעלים בבעלות סמסונג Infineon ו-NXP סמיקונדקטורס באוסטין, טקסס, בשל הפסקות חשמל. הדבר עיכב את האספקה מאותם מפעלים במספר חודשים.

טאיוואן היא מובילת תעשיית המוליכים למחצה , כאשר חברת TSMC לבדה היוותה מעל ל-50% משוק פרוסות הסיליקון בשנת 2020. ב-2021, התרחשה בטאיוואן הבצורת הקשה ביותר בשטחה ביותר מ-50 השנים האחרונות, מה שהוביל לבעיות בקרב יצרניות השבבים, אשר משתמשות בכמויות גדולות של מים אולטרה-טהורים  לניקוי המפעלים ופרוסות הסיליקון שלהן.

שרפות במפעלים 
באוקטובר 2020, מפעל מוליכים למחצה של תאגיד אסאהי קאסיי , שמתמחה ברכיבי ADC ו-DAC, עלה באש. במרץ 2021, מפעל יפני אחר שבבעלות חברת Renesas, אשר מספק 30% מהשוק העולמי של יחידות מיקרו-בקר, המשמשות עבור מכוניות, עלה באש; החברה אמרה כי ייקח לפחות 100 ימים עד שיחזרו לייצור רגיל. בינואר 2022, פרצה שרפה במפעל של חברת ASML בברלין, אשר השפיעה על ייצור ציוד ליתוגרפיה באור אולטרה-סגול קיצוני (EUV), המשמש לייצור שבבים.

מלחמת רוסיה–אוקראינה 

מחיר הניאון, גז אציל הנצרך עבור לייזרים בתהליך ייצור השבבים, עלה פי שישה בין דצמבר 2021 למרץ 2022 בעקבות מגפת הקורונה והמתיחות הפוליטית באוקראינה. אספקת הניאון הוגבלה במיוחד בשל הפלישה הרוסית לאוקראינה שהחלה בפברואר 2022, מה שעורר חשש כי הסכסוך עלול להחמיר את המחסור בשבבים. אוקראינה מייצרת כמחצית מאספקת הניאון העולמית, כתוצר לוואי של תעשיית הפלדה הרוסית, ו-90% מהניאון ברמת-מוליך למחצה, הנמצא בשימוש בארצות הברית. יצרניות מוליכים למחצה חיפשו ספקים חלופיים, למשל יצרני גז אציל בסין, אך הגדלת הייצור על ידי ספקים חדשים היא הליך שלוקח לפחות תשעה חודשים.

מעבר לכך, סנקציות שהטילו ממשלות המערב על רוסיה עלולות להשפיע על האספקה העולמית של המתכת פלדיום, מתכת המשמשת לייצור רכיבי שבבים שרוסיה מייצאת כ-40% מהאספקה העולמית שלה.

תעשיות שנפגעו 
על פי הערכת בנק ההשקעות גולדמן זקס, לפחות 169 תעשיות נפגעו מהמחסור העולמי בשבבים, כאשר תעשיית הרכב ותעשיית מוצרי האלקטרוניקה הושפעו הכי הרבה.

כלי רכב 

כלי הרכב הממוצע דורש כ-1,400 עד 1,500 שבבים לצורך ייצור וחלק אף דורשים גם עד 3,000 שבבים. תעשיית כלי הרכב מהווה כ-15% מכלל צריכת השבבים בעולם, בעוד שתעשיית מוצרי האלקטרוניקה מהווה כ-50% מכלל צריכת השבבים. הרווח מהשבבים נטה עוד יותר לעבר התעשיות האחרות. על פי הערכות, הנזק שנעשה לתעשיית כלי הרכב בעקבות המחסור בשבבים נאמד על כ-210 מיליארד דולר אמריקני בשנת 2021. אף על פי שהמכירות היו נמוכות, חלק מהיצרנים דווקא הגדילו את ריווחיהם בשנת 2020, כמו החברות טיוטה וג'נרל מוטורס לדוגמה, שפרסמו כי הגיעו לרווחי שיא ב-2021 בעקבות התאוששות מהירה של הביקוש וירידה בתמריצים כספיים שהוצעו לקונים.

בתחילת המגפה, יצרני כלי הרכב חזו באופן שגוי כי המכירות ירדו, ביטלו משלוחי שבבים ולא היו מוכנים לביקוש שהלך וגבר. ליצרני השבבים היו התחייבויות מתעשיות ה-IT, מה שגרם לירידה באספקת שבבים לתעשיית כלי הרכב. חברת פורד החנתה אלפי כלי רכב לא מוכנים במסלול המרוצים בקנטקי שכן החברה המתינה עד לבואו של משלוח שבבים על מנת לסיים את הרכבתם של אותם כלי הרכב. חברת טיוטה תכננה להוריד את ייצור כלי הרכב ב-40% בספטמבר 2021 וחברת ג'רנל מוטורס הכריזה כי היא תשהה את הייצור של רוב כלי הרכב במפעלים בצפון אמריקה למשך שבוע-שבועיים באותו החודש. במהלך הרבעון השלישי של 2021, כמות כלי הרכב החדשים שנמכרו בארצות הברית הייתה כשני שלישים לעומת אותה תקופה בשנת 2020, שכן היצרניות לא יכלו לעמוד בביקוש. במהלך שנת 2022, חברת אופל סגרה את המפעל ייצור שלה באייזנך, בעקבות המחסור, מה שגרם לפיטורים הזמנים של כ-1,300 עובדים. באמצע שנת 2022, חברת סטלנטיס השהתה את הייצור בשני מפעלים שלה בצרפת בטענה למחסור במולכים למחצה.

מחשבים וכרטיסים גרפיים 
הזמינות של כלל הרכיבים הנדרשים לבניית מחשב אישי שולחני הושפעה רבות בעקבות המחסור העולמי בשבבים. שתי יצרניות השבבים הגדולות, AMD ואינטל התקשו לעמוד בביקוש ההולך וגובר למוצריהם בעקבות מגפת הקורונה. יתרה מכך, המחסור העולמי גרם לקושי בקניית כרטיסים גרפיים, שכן גם שוק היד שנייה נתקל במחסור עקב עלייה בכריית מטבעות קריפטוגרפיים ב-2021. כמו כן, חברות השבבים AMD ו-Nvidia המובילות בתחום הכרטיסים הגרפיים, שחררו דגמים חדשים של כרטיסי הדגל שלהם במהלך המגפה. לדגמים חדשים אלו היה ביקוש רב ולעיתים נדירות היה ניתן למצוא במלאי כרטיסים אלו. אותו ביקוש רב נגרם גם כתוצאה מספסרים שלעיתים קרובות השתמשו בבוטים על מנת לקנות מרשתות קמעונאות מלאי גדול של כרטיסים בזמן קצר ביותר ולאחר מכן למכור את אותם כרטיסים ב-300% ממחירם המקורי ואף יותר מכך.

קונסולות משחקים 
במהלך מגפת הקורונה, בתי הקולנוע והתיאטראות ברחבי העולם נסגרו על מנת למנוע את התפשטות המגפה, מה שגרם לכך שאנשים רבים פנו לאלקטרוניקה בידורית במהלך תקופות הסגרים והבידודים וכתוצאה מכך עלה הביקוש לקונסולות משחקים. עם השקת קונסולות הדור התשיעי לקראת סוף 2020, הביקוש עלה אף יותר, כאשר החברות סוני ומיקרוסופט דיווחו על שיאים בביקוש לקונסולות החדשות שלהן. בפברואר 2021 חברת מיקרוסופט חזתה כי המחסור בקונסולות Xbox Series X ו-S יימשך עד אמצע שנת 2021. במאי 2021 חברת סוני הזהירה כי המחסור בקונסולות פלייסטיישן 5 יימשך עד שנת 2022. שתי החברות השתמשו בשבבים תוצרת AMD שיוצרו במפעל TSMC שבטאיוואן, מה שהוסיף עומס נוסף על שרשרת האספקה העולמית. בעוד שבעיות האספקה נמשכו, בדומה לתעשיית הכרטיסים הגרפיים, גם בתעשיית קונסולות המשחקים ספסרים רבים קנו מלאי גדול של קונסולות אלו ומכרו אותם באתרים כמו איביי במחירים של פי 1.5 עד פי 2 ממחירם המקורי. חברת נינטנדו ייצרה כ-20% פחות קונסולות סוויץ'. החברה במקור תכננה לייצר כ-30 מיליון יחידות של הקונסולה, אך הספיקה לייצר רק 24 מיליון יחידות במהלך שנת הכספים, שנמשכה עד מרץ 2022.

תגובות

ממשלות 
ב-24 בפברואר 2021, נשיא ארצות הברית ג'ו ביידן חתם על צו נשיאותי, בניסיון לטפל במחסור בשבבים על ידי בחינת אפשרויות לחיזוק שרשרת האספקה של מוליכים למחצה. מאוחר יותר באפריל, מנכ"לים של חברות טכנולוגיה גדולות ופקידי ממשל בארצות הברית השתתפו בפגישה וירטואלי עם הבית הלבן, על מנת לדון בשיפור החוסן של שרשרת האספקה של מוליכים למחצה. בפגישה וירטואלית נוספת שהתקיימה ב-23 בספטמבר 2021, הבית הלבן הפעיל לחץ על יצרני הרכב, יצרני שבבים וחברות אחרות לספק מידע על המחסור המתמשך שכפה קיצוצים בייצור הרכב בארצות הברית, ולקחת את ההובלה בתחום כדי לעזור בפתרון הבעיה.

בקיץ 2022 העביר הקונגרס של ארצות הברית את "חוק השבבים והמדע" .

ב-15 בספטמבר 2021, נשיאת הנציבות האירופית, אורסולה פון דר ליין, הזכירה בנאום מצב האומה שלה את חוק השבבים האירופי  שהיה בתהליך חקיקה. בנוסף, הוכרז כי האיחוד האירופי ישתמש בחקיקה כדי לדחוף להגברת היציבות של שרשרת האספקה האזורית של מוליכים למחצה.

בדצמבר 2021 הציגה הודו את קווי היסוד של תוכנית לחיזוק בסיס ייצור השבבים שלה.

חברות 
ב-22 ביולי 2021 אמר מנכ"ל אינטל, פט גלסינגר כי הוא צופה שהמחסור בשבבים יחמיר במחצית השנייה של 2021, וכי האספקה תחזור לשגרה רק אחרי שנה או שנתיים. ב-19 באוגוסט 2021 אמר ג'נסן הואנג, מנכ"ל Nvidia, כי הוא צופה שהמחסור יימשך גם בשנת 2022, בעוד שמנכ"לית AMD, ליסה סו , אמרה ב-27 בספטמבר 2021 שהמחסור עשוי להיות פחות גרוע במהלך המחצית השנייה של 2022, על אף שהיא הזהירה מקשיי אספקה שיורגשו עד אז. עם זאת, מנכ"ל IBM, ארווינד קרישנה , אמר ב-11 באוקטובר כי כל תחזית שלפיה המחסור בשבבים ייפתר עד סוף 2022 היא אופטימית, וכי הוא חושב שסביר יותר שהבעיה לא תיפתר במלואה עד 2023 או 2024.

ב-24 בספטמבר 2021 הודיעה חברת TSMC הטאיוואנית כי היא עובדת באופן פעיל עם כל בעלי העניין, ותומכת בהם כדי לגבור על מחסור השבבים העולמי, לאחר השתתפותה בפגישה הווירטואלית של הבית הלבן ב-23 בספטמבר. מוקדם יותר, באפריל 2021, הודיעה TSMC כי היא מתכננת להשקיע 100 מיליארד דולר בשלוש השנים הבאות כדי להגדיל את הקיבולת של מפעליה, ימים לאחר שהודיעה אינטל על תוכנית בעלות של 20 מיליארד דולר להרחבת יכולת ייצור השבבים שלה באריזונה. כבר במאי 2020, הודיעה TSMC על תוכניתה בגובה 12 מיליארד דולר לבנייה ולתפעול של מפעל מוליכים למחצה באריזונה, בנוסף למפעל של החברה שפועל בארצות הברית. הבנייה החלה ביוני 2021, כאשר ייצור השבבים אמור להתחיל ב-2024.

ב-20 בספטמבר 2021 אמרה מנכ"לית יצרנית הרכב האמריקאית ג'נרל מוטורס, מרי בארה, כי המחסור בשבבים אילץ חשיבה מחודשת לגבי שרשרת האספקה. בארה אמרה כי החברה תקנה יותר מוליכים למחצה ישירות מיצרני שבבים במקום מספקים, כדי להתאים את עצמה למחסור השבבים העולמי המתמשך.

ב-29 בנובמבר 2021, מנכ"ל ניסאן, מקוטו אוצ'ידה , אמר בריאיון ל-BBC כי מוקדם מדי לומר מתי יתחדשו משלוחי השבבים, ולפיכך לא ניתן לדעת מתי ייצור המכוניות יתאפשר כרגיל.

התאוששות 
על פי מאמר מיולי 2022 ב"קול אמריקה", ביוני 2022 התחלף המחסור בעודף היצע, עקב ירידה פתאומית בביקוש. חברת Micron Technology  האמריקאית הודיעה כי תצמצם את הייצור, וכי השינוי הפתאומי תפס את החברה בהפתעה. מומחים בתעשייה ציינו כי יצרניות רכב הזמינו כמות עודפת של שבבים בשני הרבעונים האחרונים. הביקוש הנמוך גרם לירידות מחירים חדות.

הערות שוליים 

ההשפעה החברתית-כלכלית של התפרצות נגיף קורונה
מעגלים משולבים
שנות ה-2020