قرار دادن نیمه هادی ها روی زمین یک جاه طلبی تراشه است. وان خبر


نوشته ساموئل گودمن، واشنگتن دی سی

اختلالات ناشی از همه گیری COVID-19 عرضه را محدود کرده و هزینه نیمه هادی ها را بالا برده است. یکی از مشهودترین تأثیرات کمبود تراشه بر بخش خودرو بوده است. در نتیجه این کمبودها و کمبودهای مشابه، برقراری مجدد برخی از شباهت های عادی در زنجیره تامین نیمه هادی ها از یک بحث نظری به یک موضوع سیاست مبرم منتقل شده است.

یک مدار مجتمع سه بعدی در مؤسسه تحقیقاتی نیمه هادی تایوان (TSRI) در پارک علمی Hsinchu، تایوان در 16 سپتامبر 2022 نمایش داده می شود (عکس: رویترز/آن وانگ)

زنجیره ارزش نیمه هادی هم جهانی و هم بسیار متمرکز است. Fabs، کارخانه‌های بزرگی که تراشه‌هایی از ویفرهای نیمه‌رسانا ایجاد می‌کنند، تنها در چند کشور وجود دارند. شرکت های کره جنوبی و شرکت تایوانی TSMC بیشترین تولید تراشه های پیشرو را دارند. شرکت‌هایی که تراشه‌های خود را تولید نمی‌کنند، به دلیل تمرکز بازار، تأثیر اختلال زنجیره ارزش جهانی را احساس خواهند کرد. مشکلات طبیعی یا سایر مشکلات مخرب می تواند تأثیر عمده ای بر شرکت های زنجیره تأمین داشته باشد.

اکنون بسیاری از کشورها امنیت زنجیره تامین تراشه را با ایجاد ظرفیت بیشتر در تولید نیمه هادی افزایش داده اند. چین مدت‌هاست که قصد دارد تولید داخلی را افزایش دهد، در حالی که قانون چیپ ایالات متحده در سال ۲۰۲۲ شامل مقرراتی با هدف تقویت ظرفیت داخلی است. سرمایه‌گذاری‌های برنامه‌ریزی‌شده سال‌ها طول می‌کشد تا نتیجه بدهند، و حتی در آن زمان، ریسک‌ها باقی می‌مانند.

Fabs بزرگترین تولید کننده نیمه هادی ها است، اما به شدت به سایر بخش های زنجیره تامین جهانی وابسته است. هیچ فابی بدون دسترسی به ورودی های تخصصی و اغلب باطنی نمی تواند کار کند. تمرکز تامین کنندگان چندین ماده شیمیایی کلیدی مورد استفاده در تولید نیمه هادی ها در ژاپن، توکیو را بر آن داشت تا از سئول در یک مسابقه سیاسی در سال ۲۰۱۹ بر سر غرامت های جنگی استفاده کند.

جنگ در اوکراین به طور مشابه منابع جهانی چندین ماده حیاتی مورد استفاده برای ساخت تراشه ها را تهدید کرده است. برخی از شرکت ها با تنوع بخشیدن به منابع خود پاسخ داده اند، اما منابع طبیعی مورد نیاز به طور مساوی در سراسر جهان توزیع نشده است. محدودیت های مشابهی در میان تامین کنندگان تجهیزات سرمایه نیمه هادی وجود دارد. تنها چند شرکت، عمدتاً در ژاپن، اروپا و ایالات متحده، ماشین آلات مورد استفاده در مراحل مختلف تولید تراشه را تولید می کنند.

سابقه بحرانی بودن این گره ها وجود دارد. صنعت الکترونیک شوروی از رقبای خود عقب ماند زیرا تلاشی هماهنگ برای جلوگیری از دسترسی آنها به تجهیزات پیشرفته بین المللی انجام شد. در پایان جنگ سرد، اتحاد جماهیر شوروی تقریباً یک دهه از نظر فناوری عقب بود.

تولید تراشه نیازمند طراحان بی‌شماری برای دسترسی به کتابخانه‌های مالکیت معنوی (IP) است. برخی از بزرگترین شرکت های نیمه هادی هیچ چیز فیزیکی را خودشان نمی سازند، اما IP خود را می فرستند تا در کارخانه های متعلق به شرکت های دیگر، اغلب در کشورهای دیگر، ساخته شود. بدون آن، شرکت‌ها نمی‌توانند تراشه‌های پیشرفته‌ای که تلفن‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های پیشرفته را تامین می‌کنند تولید کنند.

شرکت‌های چینی ZTE و Huawei پس از از دست دادن دسترسی به IP ایالات متحده، این تأثیر را احساس کرده‌اند. تکثیر این منابع دشوار است زیرا نیاز به خط لوله ای از استعدادها از دانشگاه به صنعت دارد که به یک اکوسیستم تحقیق و توسعه پیشرفته تغذیه می کند.

تمایل دولت ها به سرمایه گذاری در تولید نیمه هادی های داخلی یک غریزه طبیعی است. اما دستیابی به استقلال کامل بر اساس محدودیت های مادی برای اکثریت قریب به اتفاق کشورها، اگر نگوییم غیرممکن، دشوار خواهد بود. سرمایه گذاری های نیمه هادی سال ها، اگر نگوییم دهه ها طول می کشد تا به نتیجه برسد.

رویکرد از بالا به پایین بعید است که مشکلات عرضه را در کوتاه مدت کاهش دهد و حتی برای همه غیر از ثروتمندترین کشورها امکان پذیر نیست. برای اکثر کشورها، ایجاد مشارکت های چندجانبه قوی تر می تواند راهی مقرون به صرفه برای کاهش ریسک در زنجیره تامین باشد. ممکن است گروهی از دولت‌ها با اهداف سیاستی مشابه، موقعیت بهتری برای تقویت موانع و کمبودهای مشترک داشته باشند.

مشارکت در چنین ترتیباتی مستلزم کنار گذاشتن انحصار مجازی آنها در جنبه های زنجیره تامین است. منابع جدید مواد خام و ظرفیت مازاد تولید که در چندین کشور پخش شده است به جلوگیری از اختلالات در یک بخش از جهان به دلیل تعطیلی تولید در سایر نقاط کمک می کند. فعال کردن چنین تنوعی مستلزم استانداردسازی بیشتر برای اطمینان از سازگاری مواد در سراسر گروه است.

هر ایالت همچنین می تواند زنجیره تامین خود را از نظر آسیب پذیری تجزیه و تحلیل کند. چنین تجزیه و تحلیلی نشان می دهد که در کجا مواد، سرمایه و ظرفیت مورد نیاز است و هر گونه کمبودی که ممکن است به دلیل اختلالات رخ دهد. گام بعدی جداسازی بزرگترین خطرات و تعیین پتانسیل اقدام خواهد بود. اگر منابع در دسترس باشد و هزینه ها بازدارنده نباشد، سرمایه گذاری داخلی ممکن است منطقی باشد. در صورت وجود تامین کنندگان جهانی جایگزین، تنوع زنجیره تامین ممکن است کافی باشد.

چنین ترتیباتی می تواند اصطکاک ایجاد کند. تنوع بهایی دارد. صنعت جهانی ممکن است در برابر سیاست هایی که هزینه های جدیدی را برای کاهش ریسک تحمیل می کند، مقاومت کند. دسترسی به بازار هدف مهمی برای بسیاری از این شرکت‌ها در دهه‌های اخیر بوده است، زیرا بازارهای بزرگی مانند چین انگیزه زیادی برای مقاومت در برابر سیاست‌هایی که توانایی آن‌ها را برای انجام تجارت در سطح جهانی محدود می‌کند، فراهم کرده‌اند.

افزایش رقابت و نقشه برداری بازار ناشی از فشار تک قطبی یا چند قطبی برای کنترل تراشه ها از بالا به پایین می تواند به عنوان یک تهدید تلقی شود. بازار باقیمانده باید آنقدر بزرگ باشد که از دست دادن دسترسی به آن به یک پیشنهاد بدتر تبدیل شود.

تصور تغییرات عظیم در بخش نیمه هادی ناشی از خشکسالی کلی دشوار است. پیکربندی کنونی زنجیره ارزش جهانی صدها میلیارد، اگر نگوییم تریلیون ها، اینرسی دارد. در این زمینه، تنوع عرضه، کاهش ریسک و همکاری نزدیک تر با سایر بازیگران همفکر در اکوسیستم جهانی می تواند بهترین بیمه را ارائه دهد.

ساموئل گودمن محقق و نویسنده ای در واشنگتن دی سی است.