Глобальный сбой в мире технологий: кто выиграет от дефицита полупроводников

Международные корпорации столкнулись с неожиданным вызовом — нехваткой полупроводников, необходимых для производства компьютеров, электроники, систем управления автомобилями и в других сферах. Глобальные корпорации — от Tesla до Apple — уже столкнулись с дефицитом. Выиграть от этого могут производители, загруженные на много месяцев вперед. В этом материале управляющий партнер аналитической компании Borsell Research Евгений Шатов и его коллеги рассказывают, какая ситуация сложилась на рынке и за какими компаниями в этой связи стоит следить инвесторам.

Системная автопроблема

Крупнейшие мировые компании столкнулись с тем, что не могут в полной мере производить свою продукцию. Дефицит уже коснулся или коснется абсолютно всех отраслей, которые используют микросхемы: от производства смартфонов, ноутбуков и компьютеров до бытовой техники и даже автомобилей. На начало 2021 года образовалась фактическая очередь на покупку полупроводников. В конце этой очереди встали автопроизводители: GM, Ford, Fiat Chrysler, Volkswagen, Renault, Subaru, Nissan, Honda и Mazda.

Большинство крупнейших производителей оценивают урон в миллиарды долларов. GM уже закрыла две американские фабрики, сократила производство в Корее и в результате урезала прогноз прибыли на 2021 год на $2,5 млрд. Ford также заявил, что в 2021 году сократит производство на 10–20%. Компания прогнозирует сокращение выручки на $1–2,5 млрд. Модель just-in-time сыграла злую шутку с производителями автомобилей. За редким исключением на начало 2021 года у них не было запаса полупроводников. В отличие от Toyota, чей запас позволил ей повысить свой годовой прогноз по прибыли на 54%.

Проблема автопроизводителей носит системный характер. Крупнейший в Европе производитель автомобилей Volkswagen AG снизил производство на десятки тысяч автомобилей, а Daimler AG заявил, что делает все возможное, чтобы свести к минимуму влияние узких мест в поставках в отрасли. Автопроизводители традиционно используют относительно простые микросхемы, но поскольку автомобили Tesla Inc. и VW все больше полагаются на программное обеспечение, вырос и спрос на более мелкие полупроводники.

Текущие проблемы возникли из-за сложных цепочек поставок и ошибок планирования. Например, главные поставщики электронных компонентов для Volkswagen — это Bosch и Continental, также базирующиеся в Германии. Их специалисты предлагают как готовые решения для автопроизводителей, так и разрабатывают совместные решения в тесном контакте с производителями автомобилей. В свою очередь, Continental и Bosch размещают заказы на чипы, используемые в своих продуктах, у контрактных производителей полупроводников. Volkswagen рассказывает, что еще в апреле 2020 года предупреждала своих партнеров о росте спроса во втором полугодии, но они не скорректировали план поставок. Сделать это сейчас очень сложно, так как мощности производителей полупроводников загружены на многие месяцы вперед. Причиной стало сочетание нескольких факторов: отложенный спрос, пандемия, перебои с поставками компонентов, санкции против китайских производителей.

Электронный дефицит

Автопроизводители жестко конкурируют за полупроводники с другими индустриями, прежде всего с производителями электроники. В этой отрасли основной причиной дефицита стал резкий рост спроса на электронику и клауд-хостинг (пандемия и тренд на удаленную работу задействовали все имеющиеся мощности производителей). Это вылилось в рост объемов закупок полупроводников со стороны производителей компьютеров и девайсов (например, HP и Apple), а также крупнейших провайдеров клауд-платформ (Amazon и Microsoft). Из-за большей доходности продаж производители в условиях дефицита полупроводников отдавали предпочтение компаниям из этой индустрии.

В ответ на намечающийся дефицит Huawei и другие китайские компании начали формировать свои запасы, что также временно повысило спрос. Фоном выступила тлеющая торговая война между США и Китаем с прицелом на технологический сектор. Китай начал активно наращивать импорт полупроводников, готовясь к возможным ограничениям.

Азиатские технотигры

В течение 50 лет львиная доля технологического ноу-хау в разработке дизайна новых поколений полупроводников приходилась на США с их традиционно сильной экосистемой Кремниевой долины. Но с начала XXI века эти позиции начали оспаривать Тайвань и Южная Корея. Хотя американские компании по-прежнему лидируют в исследованиях, разработке и продаже полупроводников, более дешевое производство сместилось в Азию (так образовалось главное узкое место в цепочках поставок в начале 2021 года).

В 1987 году тайванец Моррис Чанг основал первую в мире полупроводниковую компанию, занимавшуюся исключительно производством (dedicated semiconductor foundry) — TSМС (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company). Передовая бизнес-модель вкупе с большими капиталовложениями со стороны государства привели TSМС к успеху: сейчас компания с большим отрывом лидирует на рынке полупроводниковой промышленности, предлагая клиентам самые успешные фабрики по производству микросхем.

По итогам IV квартала 2020 года TSМС занимает 55,6% рынка полупроводников. У ее ближайшего конкурента — южнокорейской Samsung Electronics — всего лишь 16,4%. TSMC — контрактный производитель, она занимается производством чипов для сторонних компаний. Среди ее клиентов практически все лидирующие бесфабричные полупроводниковые компании (без собственных мощностей для выпуска чипов), такие как AMD, Apple, Broadcom, Marvell, NVIDIA, MediaTek, Qualcomm. К примеру, новейшие процессоры Apple A14 (используются в семействе iPhone 12) и Apple M1 выполнены именно на мощностях TSMC.

TSMC первой в мире наладила производство микросхем по 7 нанометров (нм) и 5-нм техпроцессу, а также первой коммерциализировала литографию со сверхжестким ультрафиолетовым излучением (EUV, Extreme Ultraviolet). В этом году TSМС планирует развернуть массовое производство 3-нм продукции, а в числе первых клиентов на 3-нм чипы фигурируют Apple, Qualcomm и NVIDIA.

К примеру, на 2021 год TSМС запланировала около $20 млрд капитальных затрат на освоение передовых литографических технологий, большая часть из которых придется на 3-нм технологию (Apple уже договорилась с компанией, что будет использовать их при производстве iPhone 12). В настоящее время у TSМС 17 действующих производств, в том числе шесть так называемых гигафабрик, которые используют 300-мм кремниевые подложки для производства чипов. Во второй половине 2021 года TSМС собирается запустить массовое производство новейшей 3-нм продукции на новом предприятии на Тайване.

У Samsung Electronics, второго после TSМС крупнейшего производителя полупроводников, совсем другая специализация. Несмотря на то что Samsung также является в том числе и контрактным производителем полупроводников, большая часть мощностей работает на внутренние нужды компании. Среди внешних клиентов корейского производителя такие компании, как NVIDIA, Qualcomm и Tesla. Samsung Electronics специализируется на выпуске чипов памяти DRAM: компания является лидером рынка, занимая более 40%.

В прошлом году Samsung Electronics освоила 5-нм технологию, отстав от TSМС всего на три месяца. Однако в 2020 году корейцы производили 5-нм чипы лишь для собственных нужд, намереваясь начать поставки подобной продукции своим клиентам только в этом году.

UMC — еще один тайваньский производитель полупроводниковых изделий. В IV квартале 2020 года доля рынка компании составила 6,9%. UMC не может похвастаться освоением передовых технологий: в ее портфолио лишь 14-нм, 22-нм, 28-нм, 40-нм и более «толстые» техпроцессы. Среди известных клиентов UMC такие компании, как Intel, MediaTek и Realtek: они, в частности, заказывают у тайваньцев чипы для работы с Wi-Fi и Bluetooth. Также UMC производит микросхемы для устройств «Интернета вещей» (IoT, Internet Of Things), автомобильной промышленности, производителей дисплеев и других отраслей.

Американская компания GlobalFoundries, основанная в 2009 году на производственной базе AMD, в 2018 году вышла из гонки техпроцессов, отказавшись внедрять 7-нм производство из-за больших капитальных затрат. В последние годы рыночная доля компании уменьшается, достигнув в четвертом квартале 2020 года показателя 6,6%. При этом в числе клиентов компании много знакомых имен: AMD, Broadcom, Qualcomm, STMicroelectronics, также есть и разработчики компонентов для автомобилей. Недавно GlobalFoundries заключила контракт с министерством обороны США на поставку 45-нм чипов.

Помимо контрактных производителей полупроводников, которые являются очевидными выгодополучателями в данной ситуации, стоит упомянуть и производителей литографического оборудования, среди которых особняком стоит голландская компания ASML — крупнейший производитель фотолитографических систем для микроэлектронной промышленности.

Она снабжает литографическим оборудованием большинство производителей полупроводниковых компонентов, в том числе и TSМС, и Samsung Electronics. В частности, данные производители используют оборудование ASML для производства чипов по 7-нм и 5-нм технологии с применением EUV-литографии. Еще в ноябре 2020 года TSМС забронировала у ASML поставку в 2021 году не менее 13 литографических сканеров для работы со сверхжестким ультрафиолетовым излучением (EUV). Если учесть, что за 2020 год ASML поставила около 35 сканеров, очевидно, что это довольно большой заказ, то есть в текущей ситуации потребность в резком увеличении выпуска полупроводниковой продукции приведет или уже привела и к дефициту литографического оборудования.

Ответ на государственном уровне

Ситуация с поставками полупроводников уже потребовала вмешательства правительств разных стран: министр экономики Германии, а также представители США и Японии звонили министру экономики Тайваня, чтобы повысить приоритет их национальных автопроизводителей в поставках. Проблему усугубляет неспособность правительств напрямую вмешаться в сложные цепочки поставок: автопром покупает чипы через поставщиков автозапчастей, которые в свою очередь закупают их у разработчиков чипов, а не напрямую у производителей (разработчики используют их как аутсорсеров). Не помогает и слабая переговорная позиция автопроизводителей, например, их доля в обороте TSMC составляет 3–4%, а сам TSMC занимает больше половины глобального рынка производства полупроводников.

Главные исполнительные директора компаний по производству микросхем, включая Intel Corp., Qualcomm Inc. и Advanced Micro Devices Inc., призвали президента США Джо Байдена поддержать внутреннее производство и не дать стране потерять свое преимущество в инновациях. В своем обращении Ассоциация полупроводниковой промышленности предлагает включить «существенное финансирование стимулов для производства полупроводников в форме грантов и/или налоговых кредитов» в пакет мер стимулирования его администрации.

По словам пресс-секретаря Белого дома Джен Псаки, администрация Байдена работает над решением проблемы глобального дефицита полупроводников, который привел к остановке производства в промышленности США (включая автомобилестроение). Ожидается, что в ближайшие недели Байден подпишет распоряжение о проведении общегосударственной проверки цепочки поставок важнейших товаров (нехватка микросхем является центральной проблемой, стоящей за этим расследованием).

Чтобы снизить зависимость от внешних поставщиков, Европейская комиссия планирует создать европейский альянс по микроэлектронике, в который, вероятно, войдут крупнейшие европейские производители микросхем, а также автопроизводители и телекоммуникационные компании. Техническая работа над планом альянса продолжается, но первоначальные обсуждения планов производства, по словам источников Bloomberg, уже состоялись. Альянс должны официально представить в конце первого квартала этого года.

Евросоюз рассматривает возможность строительства передового завода по производству полупроводников в Европе, чтобы не полагаться на США и Азию в отношении технологий, лежащих в основе некоторых из его основных отраслей. ЕС изучает, как производить полупроводники с характеристиками меньше 10 нм и, в конечном итоге, дойти до 2-нанометровых чипов. Таким образом Европа планирует уменьшить зависимость от таких стран, как Тайвань, в производстве чипов для беспроводных систем 5G, автомобилей и высокопроизводительных вычислений. Речь может идти о государственно-частных инвестициях до 30 млрд евро, что ненамного превышает годовые капитальные затраты TSMC в этом году. Около 19 стран-членов ЕС уже поддержали планы комиссии и согласились создать инвестиционный инструмент, софинансируемый странами и участвующими компаниями.

Что дальше

По прогнозам Infineon Technologies, в ближайшие два года мировой рынок полупроводников будет расти примерно на 11% в год — до $490 и $550 млрд в 2021 и 2022 годах. Рынок полупроводников полностью контролируется небольшим числом мощных игроков, позиции которых формировались на протяжении десятилетий. Спрос на их продукцию будет расти, а значит, многомиллиардные инвестиции в разработку интеллектуальной собственности продолжат окупаться.

Вероятными бенефициарами расстановки сил выступят TSMC, Samsung Electronics и ASML Holdings. Российские компании в ближайшем будущем не смогут конкурировать с этими игроками. Если американские власти захотят усилить свои позиции на этом рынке, то самым вероятным объектом инвестиций и господдержки выступит Intel — единственный крупный американский разработчик с собственным производством.

Фото на обложке материала: Laura Ockel/Unsplash