การขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ส่งผลต่อคุณอย่างไร?

ท่ามกลางการแพร่ระบาด ปัญหาการขาดแคลนและห่วงโซ่อุปทานได้อุดตันเกือบทุกอุตสาหกรรม ตั้งแต่การผลิตไปจนถึงการขนส่งผลิตภัณฑ์หลักอย่างหนึ่งที่ได้รับผลกระทบคือเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณใช้ตลอดทั้งวัน แม้ว่าคุณจะไม่รู้ตัวก็ตามแม้ว่าจะเป็นเรื่องง่ายที่จะเพิกเฉยต่ออาการสะอึกในอุตสาหกรรมเหล่านี้ แต่การขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ส่งผลกระทบต่อคุณมากกว่าที่คุณคาดไว้

เซมิคอนดักเตอร์คืออะไรและทำอย่างไร?

เซมิคอนดักเตอร์หรือที่เรียกว่าชิปหรือไมโครชิปคือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มีทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัวอยู่ภายในทรานซิสเตอร์จะยอมให้หรือไม่ยอมให้อิเล็กตรอนผ่านเข้าไปได้ชิปดังกล่าวพบในผลิตภัณฑ์หลายพันรายการ เช่น โทรศัพท์ เครื่องล้างจาน อุปกรณ์ทางการแพทย์ ยานอวกาศ และรถยนต์พวกมันทำหน้าที่เป็น "สมอง" ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเราโดยเรียกใช้ซอฟต์แวร์ จัดการข้อมูล และควบคุมฟังก์ชั่นต่างๆ
ในการสร้าง ชิปตัวเดียวใช้เวลามากกว่าสามเดือนในการผลิต รวมกว่าพันขั้นตอน และต้องใช้โรงงานขนาดใหญ่ ห้องปลอดฝุ่น เครื่องจักรมูลค่าหลายล้านดอลลาร์ ดีบุกหลอมเหลว และเลเซอร์กระบวนการนี้ทั้งน่าเบื่อและมีราคาแพงมากตัวอย่างเช่น เพื่อที่จะวางซิลิคอนลงในเครื่องทำชิปในตอนแรก จำเป็นต้องมีคลีนรูม—สะอาดมากจนฝุ่นผงอาจทำให้เสียเงินหลายล้านดอลลาร์โรงงานชิปทำงานทุกวันตลอด 24 ชั่วโมง และมีค่าใช้จ่ายประมาณ 1.5 หมื่นล้านดอลลาร์ในการสร้างโรงงานระดับเริ่มต้น เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียเงิน ผู้ผลิตชิปต้องสร้างผลกำไร 3 พันล้านดอลลาร์จากโรงงานแต่ละแห่ง

ห้องสะอาดเซมิคอนดักเตอร์พร้อมไฟ LED สีเหลืองอำพันเครดิตรูปภาพ: REUTERS

ทำไมถึงขาดแคลน?

ปัจจัยหลายอย่างในช่วงปีครึ่งที่ผ่านมารวมกันทำให้เกิดปัญหาการขาดแคลนนี้กระบวนการผลิตชิปที่ซับซ้อนและมีราคาแพงเป็นสาเหตุสำคัญประการหนึ่งของการขาดแคลนเป็นผลให้มีโรงงานผลิตชิปไม่มากนักในโลก ดังนั้นปัญหาในโรงงานแห่งเดียวจึงส่งผลกระทบกระเพื่อมไปทั่วทั้งอุตสาหกรรม
อย่างไรก็ตาม สาเหตุใหญ่ที่สุดของการขาดแคลนอาจเกิดจากการระบาดของ COVID-19ประการแรก โรงงานหลายแห่งปิดทำการในช่วงเริ่มต้นของการแพร่ระบาด หมายความว่าอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการผลิตชิปไม่สามารถใช้งานได้เป็นเวลาสองสามเดือนหลายอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับชิป เช่น การขนส่ง การผลิต และการขนส่ง ประสบปัญหาการขาดแคลนแรงงานเช่นกันนอกจากนี้ ผู้บริโภคจำนวนมากขึ้นต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในแง่ของมาตรการอยู่บ้านและทำงานจากที่บ้าน ทำให้คำสั่งซื้อต้องใช้ชิปจำนวนมาก
นอกจากนี้ COVID ทำให้ท่าเรือในเอเชียต้องปิดตัวลงเป็นเวลาสองสามเดือนเนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 90% ของโลกต้องผ่านท่าเรือ Yantian ของจีน การปิดดังกล่าวทำให้เกิดปัญหาใหญ่ในการขนส่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และชิ้นส่วนที่จำเป็นสำหรับการผลิตชิป

ผลพวงของไฟ Renesasเครดิตภาพ: บีบีซี
หากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับ COVID ทั้งหมดยังไม่พอ ปัญหาสภาพอากาศต่าง ๆ ก็ขัดขวางการผลิตเช่นกันโรงงาน Renesas ของญี่ปุ่น ซึ่งผลิตชิปประมาณ ⅓ ที่ใช้ในรถยนต์ ได้รับความเสียหายอย่างหนักจากเหตุไฟไหม้ในเดือนมีนาคม 2564 และการดำเนินงานไม่กลับสู่ปกติจนถึงเดือนกรกฎาคมพายุฤดูหนาวในเท็กซัสเมื่อปลายปี 2563 บีบให้โรงงานชิปของอเมริกาที่มีจำนวนน้อยอยู่แล้วต้องหยุดการผลิตประการสุดท้าย ภัยแล้งที่รุนแรงในไต้หวันเมื่อต้นปี 2564 ซึ่งเป็นประเทศชั้นนำด้านการผลิตชิป ทำให้การผลิตช้าลงเนื่องจากการผลิตชิปต้องใช้น้ำจำนวนมาก

ปัญหาการขาดแคลนส่งผลกระทบต่อคุณอย่างไร?

ปริมาณสินค้าอุปโภคบริโภคที่มีชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ทุกวันทำให้ระดับความรุนแรงของการขาดแคลนชัดเจนราคาอุปกรณ์มีแนวโน้มสูงขึ้นและผลิตภัณฑ์อื่นๆ จะล่าช้ามีการประมาณการว่าผู้ผลิตในสหรัฐจะผลิตรถยนต์น้อยลงอย่างน้อย 1.5 ถึง 5 ล้านคันในปีนี้ตัวอย่างเช่น Nissan ประกาศว่าจะทำการผลิตรถยนต์น้อยลง 500,000 คันเนื่องจากการขาดแคลนชิปเจนเนอรัล มอเตอร์สถึงกับปิดโรงงานทั้งสามแห่งในอเมริกาเหนือชั่วคราวในช่วงต้นปี 2564 โดยจอดรถยนต์ได้หลายพันคันที่เสร็จสมบูรณ์ยกเว้นชิปที่จำเป็น

General Motors ปิดตัวลงเนื่องจากสารกึ่งตัวนำขาดตลาด
เครดิตรูปภาพ: GM
บริษัทอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคกักตุนชิปในช่วงต้นของการแพร่ระบาดโดยไม่ระมัดระวังอย่างไรก็ตาม ในเดือนกรกฎาคม Tim Cook CEO ของ Apple ประกาศว่าปัญหาการขาดแคลนชิปอาจทำให้การผลิต iPhone ล่าช้าและส่งผลกระทบต่อยอดขายของ iPad และ Mac แล้วSony รับทราบในทำนองเดียวกันว่าพวกเขาไม่สามารถผลิต PS5 ใหม่ได้ทันความต้องการ
เครื่องใช้ภายในบ้าน เช่น ไมโครเวฟ เครื่องล้างจาน และเครื่องซักผ้าหาซื้อได้ยากขึ้นแล้วบริษัทเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านหลายแห่งเช่น Electrolux ไม่สามารถตอบสนองความต้องการผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของตนได้เครื่องใช้ในบ้านอัจฉริยะอย่างวิดีโอออดก็มีความเสี่ยงไม่แพ้กัน
ใกล้จะถึงช่วงเทศกาลวันหยุดแล้ว มีคำเตือนว่าอย่าคาดหวังตัวเลือกอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายที่เราคุ้นเคยในปีปกติ คำเตือน "สินค้าหมด" อาจพบได้ทั่วไปมากขึ้นเรื่อยๆมีการวางแผนล่วงหน้าและไม่คาดหวังที่จะสั่งซื้อและรับสินค้าในทันที

อนาคตของการขาดแคลนคืออะไร?

มีแสงสว่างที่ปลายอุโมงค์พร้อมกับการขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ประการแรก การปิดโรงงานของ COVID-19 และการขาดแคลนแรงงานเริ่มบรรเทาลงบริษัทยักษ์ใหญ่อย่าง TSMC และ Samsung ได้ให้คำมั่นสัญญาร่วมกันหลายพันล้านดอลลาร์เพื่อลงทุนในกำลังการผลิตสำหรับห่วงโซ่อุปทานและสร้างแรงจูงใจให้กับผู้ผลิตชิป
การตระหนักรู้ที่สำคัญจากการขาดแคลนนี้คือข้อเท็จจริงที่ว่าต้องมีการพึ่งพาไต้หวันและเกาหลีใต้น้อยลงปัจจุบัน อเมริกาผลิตชิปเพียง 10% ที่ใช้เท่านั้น ทำให้ต้นทุนการขนส่งและเวลาเพิ่มขึ้นด้วยชิปจากต่างประเทศเพื่อแก้ไขปัญหานี้ Joe Biden ให้คำมั่นว่าจะสนับสนุนภาคเซมิคอนดักเตอร์ด้วยร่างกฎหมายการจัดหาเงินทุนด้านเทคโนโลยีที่เปิดตัวในเดือนมิถุนายน ซึ่งอุทิศเงิน 52 พันล้านดอลลาร์สำหรับการผลิตชิปของสหรัฐฯIntel ทุ่มเงิน 20,000 ล้านดอลลาร์สร้างโรงงานใหม่ 2 แห่งในรัฐแอริโซนาCAES ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทางการทหารและอวกาศคาดว่าจะขยายกำลังคนอย่างมีนัยสำคัญในปีหน้า โดยเน้นที่การรับชิปจากโรงงานในสหรัฐฯ เช่นกัน
การขาดแคลนนี้สร้างความตกใจให้กับอุตสาหกรรม แต่ยังเตือนให้ทราบถึงปัญหาในอนาคตด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับรายการที่ต้องใช้เซมิคอนดักเตอร์จำนวนมาก เช่น บ้านอัจฉริยะและยานพาหนะไฟฟ้าหวังว่าจะฟังคำเตือนสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตชิปเพื่อป้องกันปัญหาในอนาคตของความสามารถนี้
หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ให้สตรีม "Semiconductors in Space" ของ Tomorrow's World Today ทาง SCIGo และ Discovery GO
สำรวจโลกของการผลิตและค้นพบวิทยาศาสตร์เบื้องหลังรถไฟเหาะ สิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการรีไซเคิลอิเล็กทรอนิกส์ และดูอนาคตของการทำเหมือง