Gospodarka, Świat

Światowy kryzys półprzewodników: co z niego wynika i jak uderza w każdego z nas?

Co ma krzem do ceny odkurzacza i geopolityki? Oto krótki (pół)przewodnik dla osób niekoniecznie technicznych.

Kronika zapowiedzianej śmierci

W Europie trwa właśnie wielkie wyłączanie fabryk. Głównie samochodowych, ale nie tylko. Swoje moce produkcyjne zatrzymały już m.in. Volkswagen, Toyota, koncern PSA (Citroën i Peugeot). Opel zatrzymał produkcję w Eisenach (niegdyś miejscu produkcji kultowego wartburga) i nie wznowi jej do końca roku. Przestoje mają też dostawcy komponentów – a jest to o tyle ważne, że pod kilkudziesięcioma różnymi markami aut często mieści się dosłownie kilku producentów części (Siemens, Bosch, Valeo, Delphi – żeby wymienić tylko najważniejszych).

Jednocześnie bardzo wydłużyły się kolejki do gotowych samochodów. Z oczekiwania rzędu 3–5 miesięcy na auto zgodne z zamówieniem zrobiło się 10–12 miesięcy. Przy czym nikt nie wie, czy terminy te zostaną dotrzymane. Jedynymi firmami, które jeszcze niedawno nadążały z realizacją zamówień, byli dostawcy koreańscy – dlaczego, dowiemy się za chwilę.

To samo dotyczy dostawców RTV, AGD oraz szeroko pojętej elektroniki konsumenckiej. Nowe lodówki, kuchenki mikrofalowe, telewizory, rzutniki – wszystko przyjeżdża z opóźnieniem, dostawy są niepełne, a każda kolejna droższa od poprzedniej.

Przyczyna jest znana – to kryzys półprzewodników. Wzmacnia on jeszcze dotychczasowe nierówności w dostępie do zdolności produkcyjnych – i jednocześnie pokazuje, do czego prowadzi niekończąca się „optymalizacja łańcuchów wartości”.

Które pół przewodnika?

Na początek spróbujmy wyjaśnić, czym w ogóle jest półprzewodnik i dlaczego półprzewodniki są takie ważne. Technicznie rzecz biorąc, półprzewodniki to po prostu krzemowe elementy elektroniczne, które służą do budowania „inteligentnych” urządzeń.

Mazzucato: Precz z cyfrowym feudalizmem!

czytaj także

Ponieważ cały świat robi się smart, półprzewodniki są właściwie we wszystkim. Nie tylko smartfonach, komputerach i zegarkach, ale także w czajnikach elektrycznych, przełącznikach ściennych, bramkach w metrze, wszechobecnych kamerach przemysłowych, sieciach energetycznych, wodociągach, w kasach sklepowych, a nawet odzieży, okularach, słupkach przy drodze czy instalacjach ogrzewających domy. Słowem, wszystko wymaga dzisiaj elektroniki, a elektronika wymaga półprzewodników.

To, co na pierwszy rzut oka jest tylko krzemem (jeden z najpowszechniejszych pierwiastków w skorupie ziemskiej) z odrobiną domieszek, w praktyce jest materializacją kilku pokoleń ludzkiej innowacyjności i geniuszu naukowego oraz technicznego. Elementy półprzewodnikowe wymagają bowiem niesamowicie wysublimowanej i bardzo drogiej technologii.

Części krzemowe – a w szczególności układy scalone – powstają w nielicznych fabrykach na świecie. Ich produkcja we współczesnych technologiach (gdzie grubość jednego elementu to kilka nanometrów, czyli mniej więcej jedna dziesięciotysięczna grubości ludzkiego włosa) wymaga bowiem procesów technologicznych dostępnych dla bardzo nielicznych. Czystość krzemowego rdzenia, czystość surowców, czystość powietrza; dokładność wykonania elementów; rygorystyczna kontrola jakości na każdym etapie – to wszystko czynniki, które sprawiają, że elementy półprzewodnikowe (a w szczególności krzemowe kości scalone) wytwarza naprawdę mało kto.

Syndrom Elizabeth Holmes. Jak głośne oszustwo utrudniło życie kobietom w branży tech

W praktyce to dosłownie kilkanaście firm na świecie, z których niemal wszystkie zlokalizowane są w USA i na Dalekim Wschodzie, tj. w Korei, Chinach, Japonii i na Tajwanie. Popyt w ostatnich latach wzrastał w ogromnym tempie – nie tylko bowiem kolejne urządzenia stawały się smart, ale zapotrzebowanie na inteligentne urządzenia zgłaszały kolejne kraje rozwijające się, aspirujące do wzrostu poziomu życia. W tym tak ludne jak Indie, Indonezja, Brazylia, Nigeria czy Filipiny.

Dość powiedzieć, że tylko w 2020 roku na świecie sprzedano ponad 1,5 mld nowych telefonów komórkowych. Tymczasem nowa fabryka półprzewodników to wydatek kilkunastu, nawet kilkudziesięciu miliardów dolarów oraz minimum kilka lat procesu inwestycyjnego – bez gwarancji natychmiastowego zwrotu.

Przekleństwo just-in-time

Ale oprócz faktu, że technologia półprzewodnikowa jest po prostu droga i skomplikowana, przekleństwem dostaw jest metoda just-in-time wdrożona w łańcuchach wartości (produkcji oraz dostaw) w ostatnich 30 latach. Mówiąc w dużym uproszczeniu, polega ona na tym, że surowce i komponenty do produkcji nie są zamawiane na zapas, tylko dojeżdżają dokładnie wtedy, kiedy kończy się ich poprzednia partia.

Suto opłacani konsultanci od lean, six sigma i innych, swego czasu modnych metodyk optymalizacji procesów, „wyżyłowali” te łańcuchy w taki sposób, aby zwiększyć ich płynność, ograniczyć koszty magazynowania i usprawnić jakość. A powszechna cyfryzacja właściwie wszystkich dziedzin gospodarki pozwoliła na bieżąco obliczać, ile i czego zamówić, kiedy (i o której dokładnie godzinie!) ma to dojechać, a także jaką cenę wyznaczyć, aby towar się sprzedał, a producent zarobił.

Nie ma się co na to obrażać – między innymi dzięki temu odkurzacz kosztuje dzisiaj 10 procent średniej pensji, a nie dwie, jak przed kilkudziesięciu laty; dzięki temu na ulicach mamy setki hulajnóg elektrycznych obsługiwanych smartfonem; dzięki temu lokówka holenderskiego koncernu, wytworzona w Chinach z koreańskich komponentów, zapakowana w opakowania z Malezji dopływa do belgijskiego portu. A potem trafia do niemieckiej sieci handlowej wyposażona w polską instrukcję obsługi, a w razie czego w jej obsłudze pomoże nam polskojęzyczny agent call center z Ukrainy.

Tyle że takie zoptymalizowane i zglobalizowane łańcuchy wartości działają tak dobrze jak ich najsłabszy element. Przedsmak mieliśmy wiosną tego roku, kiedy superkontenerowiec Ever Given stanął w poprzek Kanału Sueskiego i na ponad tydzień zablokował ruch statków na najważniejszym szlaku wodnym świata. Efekt domina widzieliśmy potem w portach (nagle wszystko stanęło, zaś potem pirsy zalała fala nieodebranych kontenerów), fabrykach, a nawet sklepach.

Pandemia zaburzyła te łańcuchy w sposób bezprecedensowy. Najpierw ograniczyła popyt, a potem gwałtownie go zwiększyła. W rezultacie system całkiem się rozregulował. Zwariowały np. ceny transportu – za przesłanie kontenera z Chin do Europy i USA płaci się dzisiaj 10 razy więcej niż rok temu.

To wszystko nałożyło się jeszcze na kryzys technologiczny związany z niedostateczną produkcją półprzewodników – a to bynajmniej nie był koniec kłopotów.

Ever Given
Kontenerowiec Ever Given. Fot. kees torn, CC BY-SA 2.0 via Wikimedia Commons

Pięćdziesiąt sześć samolotów

W to wszystko wpisuje się jeszcze polityka. Chiny konsekwentnie realizują plan dorównania, a nawet prześcignięcia Ameryki – we wszystkich wymiarach. Wykorzystały popyt Zachodu, aby zbudować własne moce produkcyjne, i etap industrializacji mają już za sobą. Potem zaczęły budować suwerenność naukową – to także już stało się faktem, wystarczy spojrzeć na rankingi naukowe, aby zobaczyć chińskie uczelnie i chińskich naukowców na szczycie listy.

Teraz dodatkowo budują suwerenność surowcową – sukcesywnie zabraniają eksportu rud, prostych surowców i prostych materiałów, zamiast tego oferując produkty średnio i wysoko przetworzone – tak aby kontrahenci zmuszeni byli lokować wyższe piętra łańcucha wartości w Chinach. Przykładowo jeszcze niedawno z Chin można było wywieźć rudę magnezu, potem już tylko przetworzony magnez, a teraz można wywieźć wyłącznie wysoko przetworzone komponenty na stali wytapianej z dodatkiem magnezu.

Nowy Wielki Marsz. Czy już wkrótce będziemy mówić po chińsku?

Budowanie własnego przemysłu półprzewodników to kolejny element tej układanki. Chiny, nie mając własnych technologii, długo zachęcały do lokowania produkcji i „podglądały” oraz uczyły się, jak robią to inni. Dzisiaj mają już własne firmy półprzewodnikowe.

Kiedy Donald Trump jako prezydent zorientował się, że Ameryka jest całkowicie uzależniona od chińskich dostawców komponentów, zaczął zachęcać amerykańskie firmy do przenoszenia produkcji do USA oraz opracowywania własnej elektroniki. Zabronił także eksportu najnowocześniejszych technologii półprzewodników do Państwa Środka. Chiny odpowiedziały retorsjami, ograniczając eksport do Ameryki.

Gdzie dwóch się bije, tam jednak trzeci korzysta – swoją przewagę zwiększyli m.in. Koreańczycy, którzy mają ulokowane u siebie wszystkie elementy łańcucha wartości. Produkując wszystko, od technologii półprzewodnikowych, poprzez komponenty, aż po produkty finalne, byli w stanie utrzymać „suwerenność dostaw” i wyprzeć innych z rynków. W chwili, gdy piszę te słowa, jedyne salony, które nadal przyjmują zamówienia na nowe samochody z rozsądnym czasem realizacji, prowadzi koreańska Kia.

Ekologiczny socjalizm bez wzrostu – tego trzeba Polsce i światu

Ale chińską solą w oku jest Tajwan. Zarówno jako „zbuntowana prowincja” (takie stanowisko Pekin przedstawia właściwie od zawsze), jak i siedziba TSMC – który to skrót rozwija się jako Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation. Z przychodami na poziomie 70 mld dolarów oraz kapitalizacją 600 mld dolarów i pozycją drugiego (po Samsungu) dostawcy półprzewodników TSMC jest szczególnie łakomym kąskiem.

Na jego straży stoi rynek giełdowy – ale także amerykańska flota, stale patrolująca akweny u wybrzeży Chin, z Cieśniną Tajwańską na czele. Z drugiej strony Morze Południowochińskie, na którym Chiny umacniają swoją obecność wojskową, zamieniając niewielkie rafy w ufortyfikowane bazy i prowadząc spory ze wszystkimi siedmioma krajami roszczącymi sobie pretensje do tego akwenu.

Niedawno, bo 1 października, w rezultacie kolejnych prowokacji wszystkich stron aż 56 chińskich samolotów weszło w przestrzeń powietrzną kontrolowaną przez Tajwan i była to najwyższa w historii liczba takich naruszeń. Napięcie w tym rejonie obniża bezpieczeństwo, podnosi koszty transportu i skłania wszystkich uczestników rynku półprzewodników do „chomikowania chipów” – co odbija się na cenach i dostępności komponentów.

Co oznacza kryzys na rynku półprzewodników?

Jak więc widać, w systemie naczyń połączonych, jakim jest zglobalizowana gospodarka, niestaranne prowadzenie kontenerowca przez wąski kanał, powierzenie konsultantom McKinseya zbyt wielu decyzji, a także lokalizacja fabryk półprzewodników we względnie tanich, a jednocześnie rozwiniętych rejonach świata (Azja Wschodnia) mogą mieć niespodziewane konsekwencje. Prowadzące do braków w fabrykach, niemożności naprawienia zepsutej lodówki albo konieczności zatrzymania produkcji samochodów w Mladá Boleslav, Eisenach i Poznaniu.

Skutki są i będą widoczne dla wszystkich. Pierwsze, bezpośrednie – dla załóg zakładów pracy, które musiano zamknąć z powodu braku krzemowych elementów (samochodów, sprzętu AGD itd.). Pójdą na tzw. postojowe – otrzymując część wynagrodzenia – i do tego pewnie tylko przez jakiś czas. Zapewne w krajach macierzystych koncernów, gdzie dyrekcja liczy się z głosem pracowników i związków zawodowych, wyłączenia te nastąpią na końcu. Wcześniej – w krajach, gdzie pozycja pracowników jest słaba, a prawo dopuszcza rozmaite „elastyczne” formy zatrudnienia, zwane potocznie śmieciówkami.

Druga, pośrednia konsekwencja widoczna jest dla wszystkich kupujących produkty zglobalizowanych i zoptymalizowanych łańcuchów dostaw. Oni dostaną swoje towary później i drożej – o ile w ogóle. Trzecia konsekwencja, dla wszystkich konsumentów – to inflacja, które pożera oszczędności nie tylko w Polsce, ale właściwie w całym rozwiniętym świecie.

I wreszcie czwarta – dla rządów i banków centralnych, które muszą ograniczyć galopadę cen, utrzymać dobrobyt i wzrost, a jednocześnie nie dobić kredytobiorców gwałtownie zwiększonymi ratami kredytów (stopami procentowymi).

Rozwadowska: Po pandemii będziemy pracować jeszcze bardziej śmieciowo, na własnym sprzęcie. I mało kogo to obejdzie

Co powinniśmy z tym fantem zrobić? Głowią się na tym właśnie najtęższe umysły świata, bo mała, półprzewodnikowa kość krzemu z domieszkami innych pierwiastków to dzisiaj towar równie strategiczny co ropa i żywność. Krótkoterminowo zapewne znacząco spadnie wartość pieniądza – co zawsze najbardziej uderza w uboższe kraje i uboższe klasy społeczne. Długoterminowo – nastąpi zapewne rewizja globalizacji i renacjonalizacja produkcji. Łańcuchy dostaw zostaną skrócone, a rządy będą się starały lokować wszystkie ich kluczowe elementy na terenie własnym oraz sojuszników.

Miejsce, gdzie produkowane są krzemowe chipy, będzie dla analityków politycznych i wojskowych równie istotne jak ruchy bombowców między bazami wojskowymi oraz pozycje lotniskowców na morzach. Ściślejsza będzie także kontrola transferu technologii oraz dystrybucji nauki – Ameryka ma dostatecznie silnego „kaca” po wyhodowaniu globalnego konkurenta (Chiny), aby przestać wspierać budowanie jego strategicznej autonomii za pomocą eksportu technologii i patrzeć przez palce na rozszerzanie jego wpływów.

__
Ten artykuł nie powstałby, gdyby nie wsparcie naszych darczyńców. Dołącz do nich i pomóż nam publikować więcej tekstów, które lubisz czytać

Jakub Chabik
Jakub Chabik
Informatyk, menedżer, wykładowca
Jakub Chabik (1971) – informatyk i doktor zarządzania, od ćwierćwiecza zarządza wdrożeniami w sektorze nowoczesnych technologii. Pisuje do magazynu „Computerworld”, w przeszłości publikował w „Harvard Business Review Polska”. Wykłada na podyplomowych studiach inżynierii oprogramowania na Politechnice Poznańskiej. Mieszka i pracuje w Gdańsku.
Zamknij

Zapisz się na newsletter Krytyki Politycznej
i bądź na bieżąco