2020–2023 küresel çip kıtlığı

2020–2023 küresel çip kıtlığı, 169'dan fazla sektörü etkileyen, dünya çapında devam eden bir çip kıtlığıdır.[1] Kriz, (genellikle "çip" olarak adlandırılan) entegre devreleri gerektiren otomobillerde, grafik kartlarında, oyun konsollarında, bilgisayarlarda, ev aletlerinde ve diğer tüketici elektroniklerinde büyük fiyat artışlarına, bunlar için uzun kuyruklara ve tüketici ve üreticiler arasında tekrar satışlara neden olmuştur.[2][3][4]

2020'nin başlarından itibaren, COVID-19 salgının etkileri ve bu etkileri hafifletme çabaları, tedarik zincirlerinde ve lojistikte aksamalara neden olmuştur. Bazı ülkelerin de uzaktan çalışma ekonomisine geçmesi nedeniyle kişisel bilgisayarlara küresel talepte %13'lük bir artış oluşmuş;[5] bu da oldukça geniş olan elektronik ürün yelpazesinin üretimi için gerekli olan temel çiplerin tedarikini etkilemiştir.[6] Pandeminin Güney Kore ve Tayvan'daki yarı iletken üretimi üzerindeki etkisi, kıtlığın nedeni olarak gösterilirken, kısıtlı arzın konsol oyunları ve otomotiv endüstrisi gibi geniş sektörleri etkilediği belirtilmiştir.[6][7]

Şubat 2021'de BBC'nin aktardığına göre, piyasa analisti IHS Markit, kıtlığın etkisinin 2021'in üçüncü çeyreğine kadar süreceği tahmininde bulundu; bu tarihte çip tedarikinde tedarik süreleri 2017'den bu yana en uzun süre olan 15 haftaya uzamıştı.[7] Nisan 2021 itibarıyla, Broadcom Inc. tarafından üretilen yarı iletkenler için tedarik süreleri "Şubat 2020'deki 12,2 haftadan 22,2 haftaya çıkmıştır."[7]

Tayvan'da 2021 yazında yaşanan kuraklık da dahil olmak üzere şiddetli hava olayları da önemli bir etken olmuştur. Kuraklıklar, fabrikaları ve tabakaları temizlemek için gereken ultra saf suyun bulunamaması nedeniyle üretimi etkilemiştir.[8][9]

2021 yılının birinci çeyreğinin sonunda, bazı ülkelerde ikinci el otomobil fiyatları hem ekonomik toparlanmadan hem de çip sıkıntısından kaynakalanan talep nedeniyle artmaktaydı. Bazı otomobillerin fiyatları birinci çeyrekte %10'a kadar artmıştı.[10]

Küresel çip krizine, COVID-19 salgınının yarattığı kartopu etkisinin ortaya çıkardığı birçok etmenin oluşturduğu "kusursuz fırtına" sebep olmuştur ve kıtlığın hızlanmasındaki en ana etmendir.[11][12][13] Buna katkıda bulunan bir diğer faktör de talebin mevcut üretim kapasitesini karşılayamayacak kadar büyük olmasıdır.[14] Bunlar haricinde Amerika Birleşik Devletleri - Çin ticaret savaşı ve Tayvan'daki 2021 yılı kuraklığı da bu kıtlığın sebeplerinden biri olarak gösterilmektedir.[15][16]

Uzaktan çalışma ve uzaktan eğitimdeki artış bilgisayarlara,[17] ağ çevre birimlerine[18] ve çipli diğer tüketici elektroniğine[17] olan talebin artmasına neden oldu. Sokağa çıkma yasakları nedeniyle çip üretim tesisleri kapatılmış,[19][20] ve bu da stokların tükenmesine yol açmıştır.[21] 2020'nin dördüncü çeyreğinde bilgisayar satışları bir önceki yıla göre %26,1 oranında artış göstermiştir.[22]

Eylül 2020'de Çin ve ABD arasındaki ekonomik çatışmanın bir parçası olarak ABD Ticaret Bakanlığı, Çin'in en büyük çip üreticisi Semiconductor Manufacturing International Corporation'a (SMIC) kısıtlamalar getirerek Amerikan bağlantılı şirketlere satış yapmalarını zorlaştırdı.[23] Bu kısıtlamalar şirketleri Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC) ve Samsung gibi diğer üretim tesislerini kullanmaya zorladı.[24] Ancak bu şirketler zaten maksimum kapasitede üretim yapmaktaydı.[25]

ABD merkezli bir çip üreticisi ve AMD'nin halka arzından önceki yarı iletken üretim kolu olan GlobalFoundries, 2020 yılında Çin'deki tek fabrikasının faaliyetlerini durdurdu. Fabrikanın 300 mm wafer üretmesi gerekiyordu, ancak Pekin'deki 65.000 metrekarelik fabrika hiçbir zaman üretime başlamadı.[26]

Ekim 2022'de Amerika Birleşik Devletleri, Çinli şirketlere bilgisayar çipi teknolojisi satışını kısıtlamak için, öncelikle en ileri teknolojiler için gerekli olan gelişmiş çiplerin satışını etkileyen yeni önlemler alacağını duyurdu. Sonuç olarak, resmi tatillerin ardından Tayvan, Japonya ve Güney Kore'de borsaların yeniden açılması sırasında büyük Asyalı çip üreticisi şirketlerin hisseleri düştü.[27]

Ekim 2022'de Washington, ABD yazılımı veya donanımı kullanan şirketlerin Çin'e çip ihraç etmeden önce lisans almalarını zorunlu kıldı. Bu, menşe ülkelerine bakılmaksızın geçerliydi. ABD ayrıca Japonya ve Hollanda'yı da benzer düzenlemeleri uygulamaya çağırdı.[28]

Emek ispatı kripto para birimlerinin artan kullanımı, çoğunlukla grafik işlemci biriminde genel amaçlı hesaplama (GPGPU) ile yapılan büyük miktarda madenciliğe yol açtı. Kripto para madenciliği için GPU'lara olan yüksek talep, diğer kullanımlar için kullanılabilirliklerini azalttı.[29]

Şubat 2021'de yaşanan şiddetli bir kış fırtınası, Austin, Teksas'ta Samsung, Infineon ve NXP Semiconductors'a ait üç tesisin elektrik kaybı nedeniyle kapanmasına neden oldu.[9] Bu durum, bu tesislerin tedarikini birkaç ay geciktirmiştir.[30]

Tayvan, küresel yarı iletken endüstrisinin lideridir ve TSMC tek başına 2020 yılında küresel wafer döküm pazarının %50'sinden fazlasını oluşturmaktadır.[31] 2021 yılında Tayvan yarım yüzyıldan uzun bir sürenin en kötü kuraklığını yaşadı[32] ve bu da fabrikalarını ve wafer plakalarını temizlemek için büyük miktarlarda ultra saf su kullanan wafer üreticileri arasında sorunlara yol açtı. TSMC tesisleri günde 63,000 ton su kullanmaktaydı ve bu da iki yerel su rezervuarının arzının %10'na tekabül etmektedir.[8]

ADC ve DAC bileşenleri konusunda uzmanlaşmış bir Asahi Kasei yarı iletken fabrikasında Ekim 2020'de yangın çıktı.[30] Otomobillerde kullanılan mikrodenetleyici üniteleri için küresel pazarın %30'unu tedarik eden Renesas Electronics'e ait bir başka Japon fabrikası Mart 2021'de alev aldı; Renesas normal üretime dönmelerinin en az 100 gün süreceğini söyledi.[33] Ocak 2022'de ASML'nin Berlin fabrikasında çıkan yangın, çip üretiminde kullanılan EUV litografi ekipmanlarının üretimini etkiledi.[34]

Çip üretimindeki lazerler için gerekli bir asal gaz olan neonun fiyatı, COVID-19 salgını ve Ukrayna'daki savaş nedeniyle Aralık 2021 ile Mart 2022 arasında altı kat arttı.[7] Rusya'nın Ukrayna'yı işgali neon arzını ciddi şekilde kısıtladı ve çatışmanın çip krizini daha da kötüleştirebileceği korkusuna yol açtı. Ukrayna, Rus çelik endüstrisinin bir yan ürünü olan neonun küresel arzının yaklaşık yarısını ve Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan yarı iletken sınıfı neonun %90'ını üretmektedir.[35][36] Yarı iletken üreticileri Çin'deki asal gaz üreticileri gibi alternatif tedarikçiler arayışına girmişlerdir ancak yeni bir tedarikçinin üretimi arttırmasının en az dokuz ay sürmesi beklenmektedir.[7] Kripton ve ksenon gibi Ukrayna'nın önemli miktarlarda ihracatını yaptığı ürünlerin de tedariki bu durumdan etkilenmiştir.[37]

Rusya, belirli çip bileşenlerinde kullanılan paladyum metalinin küresel arzının yaklaşık %40'ını ihraç etmektedir ve paladyum tedariki Batılı hükûmetler tarafından uygulanan ticari yaptırımlardan etkilenebilmektedir.[38]

Goldman Sachs tarafından yapılan bir analize göre, küresel çip kıtlığından en az 169 sektör etkilenmiş olup, krizden en çok etkilenenler arasında otomotiv ve tüketici elektroniği sektörleri yer almaktadır.[39][40][41]

Ortalama bir modern otomobilde 1.400 ila 1.500 arasında, hatta bazılarında 3.000'e kadar çip bulunabilir.[42] Otomobiller küresel çip tüketiminin %15'ini, kişisel elektronik cihazlar ise yaklaşık %50'sini oluşturmaktadır. Çip kıtlığının 2021 yılında küresel otomotiv endüstrisine 210 milyar ABD dolar zarara yol açması beklenmektedir.[43][44] Düşük satışlara rağmen, bazı üreticiler 2020'ye göre kârlarını artırdı; örneğin Toyota ve General Motors, esnek talep ve alıcılara sunulan mali teşviklerin azalması nedeniyle 2021'de rekor kâr elde etti.[45][46]

Pandeminin başlangıcında, otomobil üreticileri satışların düşeceğini tahmin ederek yanıldılar, çip siparişlerini iptal ettiler ve talebi karşılamak için hazırlıksız duruma düştüler.[47] Çip üreticileri bilişim sektöründen daha fazla taahhüt almış, bu da otomobil çipleri için kapasiteyi azaltmıştır.[42] Ford, araçların montajlarını bitirmek için gerekli olan çipleri beklerken binlerce montajı tamamlanmamış aracı kullanılmayan Kentucky Otoyolu'na park etti.[48] Toyota Eylül 2021'de dünya genelinde araç üretimini %40 oranında azaltmayı planlarken,[49] General Motors da aynı ayda Kuzey Amerika'daki tesislerinde neredeyse tüm araçların üretimini bir ya da iki hafta süreyle durduracağını açıkladı.[50] 2021'in üçüncü çeyreğinde, arz talebi karşılayamadığı için ABD'de 2020'nin aynı dönemine kıyasla sadece üçte iki oranında yeni otomobil satışı gerçekleşti.[51] Opel, kıtlık nedeniyle Eisenach üretim tesisini 2022 yılına kadar kapatarak 1.300 işçinin geçici olarak işten çıkarılmasına neden oldu.[52] 2022 yılının ortalarında otomotiv üretim şirketi Stellantis, yarı iletken eksikliğini öne sürerek Fransa'daki iki fabrikasında üretime ara verdi.[53]

Bir masaüstü bilgisayar oluşturmak için gereken neredeyse tüm bileşenlerin bulunabilirliği, küresel çip kıtlığından büyük ölçüde etkilenmiştir.[54] CPU çiplerinin iki ana üreticisi olan AMD ve Intel, küresel salgının bir sonucu olarak ürünlerine yönelik artan talebi karşılamakta zorlanmıştır.[17][55] Ayrıca, küresel çip kıtlığı ekran kartı edinmeyi de zorlaştırmıştır[56] ve 2021'de kripto para madenciliğindeki artışla birlikte yeni ve kullanılmış grafik işlem birimi (GPU) kartlarının bulunabilirliği daha da kötüleşti.[29] Ayrıca, önde gelen GPU kartı üreticileri olan AMD ve Nvidia, pandemi sırasında bugüne kadar çıkardıkları en iyi ekran kartlarının yeni modellerini piyasaya sürdü; bu yeni modeller son derece yüksek talep gördü ve stoklarda nadiren bulundu.[57] Dahası, karaborsacılar genellikle bir satıcının stoklarını birkaç saniye içinde otomatik olarak satın almak için İnternet botlarını kullanmaktaydı.[58] Bu kartlar daha sonra üreticinin tavsiye ettiği perakende satış fiyatının %300 üzerinde bir fiyatla yeniden satışa sunuldu.[59]

Ancak, 15 Eylül 2022'de Ether'in (piyasa değerine göre Bitcoin'den sonra en çok kullanılan kripto paralardan biri)[60][61] "The Merge" olarak adlandırılan[62] ve emek ispatından (PoW) daha verimli olan hisse ispatına (PoS) dönüştüren bir mutabakat mekanizması değişikliğine uğraması nedeniyle GPU'lar için fiyatlandırma tavsiye edilen satış fiyatına geri dönmeye başladı.[63][64][65] Bu durum, 40 serisi Nvidia GPU'ların piyasaya sürülmesinin yanı sıra[66] kripto para fiyatlarının düşmesiyle azalan kripto madencilik kârlılığıyla birleşince,[67] kripto madencilerinin kullanılmış kartlarını piyasaya sürmesine neden oldu.[68]

COVID-19 salgını sırasında, virüsün yayılmasını önlemek için sinemalar ve tiyatrolar kapatıldı, bu da birçok insanın kendini izole ettiği dönemlerde ev eğlencesine yönelmesine yol açtı[7] ve bu da oyun konsollarına olan talebi artırdı.[7][69] Dokuzuncu nesil video oyun konsollarının piyasaya sürülmesinin pandemiyle aynı zamana denk gelmesiyle talep daha da arttı ve hem Microsoft hem de Sony yeni konsolları için rekor talep bildirdi.[69] Microsoft, Şubat 2021'de Xbox Series X ve Series S'in eksikliklerinin en az 2021 ortasına kadar devam edeceğini beklerken,[70] Sony Mayıs 2021'de PlayStation 5 konsolunun eksik tedarikinin 2022'ye kadar devam edeceği konusunda uyardı.[71] Her iki şirket de dokuzuncu nesil konsollarında TSMC tarafından üretilen AMD çiplerini kullanmaktaydı ve bu da tedarik zincirine ekstra yük getirmekteydi. Tedarik sorunları devam ederken, karaborsacılar eBay gibi internet sitelerinde konsolları perakende fiyatlarının %50 ila %100 üzerinde satmaktaydı.[72] Nintendo %20 daha az Switch konsolu üretti. Şirket başlangıçta 30 milyon ünite üretmeyi planlıyordu, ancak Mart 2022'ye kadar olan mali yıl boyunca yalnızca 24 milyon üretebildi.[73]

Modern kredi kartları temassız ödemeler için kullanılan EMV çiplerine sahiptir. Kıtlık, ABD'de bir kredi kartı için tipik değiştirme süresinin on iş gününden altı ila sekiz haftaya çıkmasına neden oldu.[74] Buna ek olarak, 2023 yılında, demiryolu operatörleri JR East ve Tokyo Metro, sırasıyla Suica ve Pasmo kartlarının dağıtımını, başlangıçta kayıtsız olanları, daha sonra banliyö geçişleri ve sınırlı geçerlilikteki kartlar hariç tamamen durdurma kararı aldı.[75]

24 Şubat 2021'de ABD Başkanı Joe Biden, yarı iletken tedarik zincirini güçlendirmeye yönelik seçenekleri gözden geçirerek çip sıkıntısını gidermeye çalışan bir idari emir imzaladı.[76] Nisan ayının ilerleyen günlerinde, büyük teknoloji şirketlerinin CEO'ları ve ABD hükûmet yetkilileri, yarı iletken tedarik zincirinin dayanıklılığının artırılması hakkında konuşmak üzere Beyaz Saray ile sanal bir zirveye katıldı.[77] Mayıs ayındaki bir başka toplantının ardından 23 Eylül 2021'de düzenlenen sanal toplantıda Beyaz Saray, otomobil üreticilerini, çip üreticilerini ve diğerlerini ABD otomobil üretimini kesintiye zorlayan ve devam etmekte olan kriz hakkında bilgi vermeye ve bu krizin çözümüne yardımcı olmak için öncülük etmeye çağırdı.[78]

Avrupa Komisyonu Başkanı Ursula von der Leyen, 15 Eylül 2021 tarihinde yaptığı Ulusa Sesleniş konuşmasında, yakında yürürlüğe girecek olan Avrupa Çip Yasası'ndan bahsetti.[79] Avrupa Birliği'nin bölgesel yarı iletken tedarik zincirlerinde daha fazla esneklik ve egemenlik için mevzuatı kullanacağı açıklandı.[80]

Aralık 2021'de Hindistan, çip üretim tesislerini artırmaya yönelik bir planın ana hatlarını çizdi.[81]

ABD Kongresi CHIPS (Yarı İletken Üretimine Yardımcı Teşvik Yaratma / Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors) Yasasını 2022 yazında kabul etti ve 9 Ağustos 2022 tarihinde Başkan Biden tasarıyı imzalayarak yasalaştırdı.[82][83][84]

Ocak 2023'te ABD, Japonya ve Hollanda, Çin'e belirli gelişmiş çip ihracatını sınırlamak için bir anlaşmaya vardı.[85]

Japon hükûmeti Mart 2023'te bilgisayar çipi üreten ekipmanların ihracatına kısıtlamalar getirmeyi planladığını duyurdu. 23 Temmuz 2023 tarihi itibarıyla de planladığı kısıtlamaları uygulamaya koydu.[86] Bu kısıtlamalar daha önce Hollanda ve ABD tarafından atılan adımlara benzemekteydi. Fakat, Japonya Ticaret Bakanı Yasutoshi Nishimura, bu planın ABD'nin hamlesiyle ilgili olmadığını vurguladı. Bu kısıtlama, yarı iletken üretiminde kullanılan daldırma litografi makinelerinden silikon wafer plakası temizleyicilerine kadar 23 çeşit aracı etkilemektedir. Dahası, etkilenecek başlıca teknoloji şirketleri arasında Nikon ve Tokyo Electron bulunmaktadır.[28]

22 Temmuz 2021'de Intel CEO'su Pat Gelsinger, çip sıkıntısının 2021'in ikinci yarısında daha da kötüleşmesini beklediğini ve tedariklerin normale dönmesinin bir veya iki yıl alacağını söyledi.[55] 19 Ağustos 2021'de Nvidia CEO'su Jensen Huang, sıkıntının 2022'ye kadar devam etmesini beklediğini söylerken,[87] AMD CEO'su Lisa Su 27 Eylül 2021'de sıkıntının 2022'nin ikinci yarısı boyunca iyileşeceğini söyledi, ancak o zamana kadar tedarikin sıkı kalacağı konusunda uyardı.[88] Ancak IBM CEO'su Arvind Krishna 11 Ekim'de yaptığı açıklamada, 2022 sonuna kadar çip sıkıntısının çözüleceğine dair herhangi bir tahminin iyimser olduğunu ve sorunun 2023 veya 2024'e kadar tam olarak çözülmemesini "daha muhtemel" gördüğünü söyledi.[89]

Tayvanlı TSMC, 23 Eylül'de Beyaz Saray'da düzenlenen sanal toplantıya katılımının ardından 24 Eylül 2021'de yaptığı açıklamada, küresel çip krizinin üstesinden gelmek için tüm paydaşları aktif olarak desteklediğini ve onlarla birlikte çalıştığını belirtti.[90] Nisan 2021'in başlarında Intel'in Arizona'daki gelişmiş çip üretim kapasitesini genişletmek için 20 milyar ABD doları tutarında bir plan açıklamasından günler sonra,[91] TSMC tesislerindeki kapasiteyi artırmak için önümüzdeki üç yıl içinde 100 milyar ABD doları tutarında yatırım yapmayı planladığını duyurdu.[92] Mayıs 2020'de TSMC, ABD'deki ikinci üretim tesisi olan Arizona'da bir yarı iletken fabrikası inşa etmek ve işletmek için 12 milyar ABD doları tutarındaki planını açıkladı.[93] İnşaat Haziran 2021 itibarıyla devam etmekte olup, çip üretiminin 2024 yılında başlaması hedeflenmektedir.[94] Aralık 2022'de TSMC, Arizona tesislerine yaptığı yatırımı üçe katlayarak toplam 40 milyar dolara çıkaracağını duyurdu.[95]

20 Eylül 2021'de ABD'li otomobil üreticisi General Motors'un CEO'su Mary Barra, çip sıkıntısının tedarik zincirini yeniden düşünmeye zorladığından bahsetti. Barra, şirketin devam eden küresel çip kıtlığına uyum sağlamak için tedarikçiler yerine doğrudan çip üreticilerinden daha fazla yarı iletken tedarik edeceğini belirtti.[96]

Yarı iletken endüstrisinin en büyük tedarikçisi ve en gelişmiş bilgisayar çiplerini üretmek için kullanılan aşırı ultraviyole litografi fotolitografi makinelerinin tek tedarikçisi olan ASML Holding, çip kıtlığından kazançlı çıkmaktadır.[97]

9 Kasım 2021'de TSMC, Japonya'nın Kumamoto kentinde 7 milyar dolarlık yeni bir çip fabrikası için Sony (Sony Semiconductor Solutions Corporation) ile bir ortaklık anlaşması yaptığını duyurdu.[98][99][100] Tesis, özel çip teknolojilerine yönelik güçlü küresel talebi karşılamak için 22 nanometre ve 28 nanometre çipler üretecek. İnşaatına 2022 yılında başlanan fabrikanın 2024 yılına kadar faaliyete geçmesi beklenmektedir.[101][102]

29 Kasım 2021'de Nissan CEO'su Makoto Uchida BBC'ye yaptığı açıklamada, mikroçiplerin ve dolayısıyla bitmiş otomobillerin normal teslimatlarının ne zaman yeniden başlayacağını söylemek için çok erken olduğunu söyledi.[103]

17 Ocak 2023 tarihinde ABB Yönetim Kurulu Başkanı Peter Voser CNBC'ye verdiği demeçte, çip arzındaki sıkıntının en kötüsünün geçtiğine inandığını ve yavaşlayan büyümenin arz ve talebi dengelemeye yardımcı olduğunu belirtti.[104]