Konec krize kolem čipů je v nedohlednu. Dotýká se cen elektroniky i aut, nemůže za ni ale jen covid

Čipová krize zasáhla celý svět. Všiml si jí pravděpodobně každý, i když zrovna nekupuje auto nebo netěží kryptoměny. Její nástup víceméně koresponduje s příchodem koronavirové epidemie, už předtím ale poptávka po polovodičích překračovala jejich nabídku. Návrat k normálu zatím předvídat nelze, krize ale už teď ukázala křehkost celého výrobního řetězce.

Výzkum čipů v Pekingu
Zdroj: Reuters Autor: Kim Kyung-Hoon

Čipy jsou všude. Potřeba jsou primárně pro počítače, dávají se ale i do telefonů, aut nebo ledniček či praček. Polovodičové obvody jsou důvodem, proč lidstvo může žít v pokročilé společnosti plné chytrých zařízení. Právě čipy vykonávají výpočetní úlohy, díky kterým zařízení mluví, navigují nebo třeba jen upozorňují na to, že někdo zrovna napsal zprávu.

Varianty čipů se liší. S tím, jak je potřeba čím dál větší výpočetní výkon v menších zařízeních, se mění i velikost čipů a obtížnost jejich výroby. Chytrý telefon, který se vejde do kapsy, je tak nyní schopen stejných úkolů, které před patnácti lety vykonával stolní počítač. Má to ovšem jeden háček.

Aby se daly podobné supermoderní čipy vyrobit, je potřeba více a více specializovaná technologie. Takových továren pak není po světě tolik. Navíc potřebují vysoce kvalifikované zaměstnance a inženýry. Většina světových výrobců elektronických zařízení si čipy objednává od tchajwanské firmy TSMC.

Čipy vyrobené v německé továrně Globalfoundries
Zdroj: ČTK/DPA
Autor: Matthias Rietschel

Samotní výrobci elektroniky si čipy umí navrhnout, výrobu ale obstarává právě dodavatelská firma. Čipy se vytváří ve velkém množství na polovodičových plátech, které obsahují tisíce jednotek. V současnosti se již pro nejmodernější čipy používá technologie výroby o velikosti tří nanometrů. Celý proces je tedy extrémně citlivý.

Ne každý výrobce dokáže takto moderní čipy, které se používají především v počítačích a mobilních telefonech, vyrobit. Lépe jsou na tom například lednice nebo televize, do kterých se mohou montovat starší generace součástek. Pokud se tak zvýší poptávka a omezí výroba, problém celosvětových rozměrů je na stole.

Co může za krizi

Ani za krizi spojenou s čipy nemůže pouze jeden faktor. Poptávka po polovodičích se dlouhodobě zvyšuje s tím, jak se využívají v čím dál více zařízeních. S příchodem epidemie covidu pak poskočila ještě výrazněji. Kvůli lockdownům po celém světě najednou lidé objednávali elektroniku, ať už to byly počítače pro práci z domova nebo třeba herní konzole pro ukrácení dlouhé chvíle.

Zároveň požadavky na karantény a celkově ztížené pracovní podmínky zpomalily i samotnou výrobu. Svoji roli v celé krizi hraje také popularita kryptoměn, k jejichž těžení se používají hlavně grafické karty, jež těžaři kupují ve velkém. Právě v nich jsou jedny z nejpokročilejších čipů, které pak chybí jinde.

Koronavirus ale přinesl také komplikace v mezinárodní dopravě. Kvůli epidemii se zavřely některé mezinárodní přístavy v Asii. Někdy i na měsíce. Okolo devadesáti procent světové elektroniky putuje přes čínský přístav Jen-tchien, který zavřela právě koronavirová nákaza. Událost způsobila zpoždění stovek lodí s kontejnery, které musely čekat ve frontě. Uvolnění pak vytvořilo nápor na další články zásobovacího řetězce, jenž způsobil opětovný nárůst zpoždění.

Nedostatek čipů pro výrobu aut si pak také automobilky způsobily částečně samy. Když epidemie covidu začala, tak zrušily některé objednávky, protože předpokládaly delší zastavení výroby. Výrobci čipů se tak více zaměřili na výrobu pro spotřební elektroniku. Návrat zpět k původním postupům celý proces prodlužuje.

Málo součástek v automobilovém průmyslu sice přitahuje zájem médií, pro již zmiňovaného největšího výrobce TSMC ale auta představují asi jen čtyři procenta obratu. Ty nejmodernější komponenty putují právě do procesorů nebo grafických karet. Nelze se tedy divit, že například automobilka Ford uvádí, že nyní čeká na čipy pro svoji výrobu okolo šesti měsíců.

Zpoždění přinesly ale také přírodní katastrofy. Japonského výrobce polovodičů pro auta Renesas, který dodává čipy pro téměř třetinu automobilů ve světě, zasáhl požár. V Texasu pak zase kvůli sněhovým bouřím museli omezit produkci na polovinu. Pro výrobu polovodičů je třeba také vody, takže se na ní podepsala sucha na Tchaj-wanu.

Automobilový průmysl v Česku

V Česku se kvůli krizi podle Sdružení automobilového průmyslu nevyrobí minimálně sedmdesát tisíc osobních aut. Podle výkonného ředitele sdružení Zdeňka Petzla je nedostatek čipů významný faktor, se kterým se odvětví potýká přes půl roku. Výrobu musely omezit jak největší tuzemská automobilka Škoda Auto, tak kolínská Toyota. Týdeník Škodovácký odborář pak avizoval, že výroba se nerozjede ani v týdnu po celozávodní dovolené plánované na první dva týdny v srpnu.

Tuzemské automobilky letos předpokládají produkci okolo 1,3 milionu vozů, o 150 tisíc víc než loni, kdy výrobu zasáhly výpadky kvůli koronaviru.

„V dosavadním průběhu roku je cítit rostoucí poptávka po nových vozech, avšak nedostatek čipů nás brzdí, omezuje modelovou nabídku dealerů a prodlužuje dodací lhůty, v některých případech dokonce omezuje výrobu. Odhadujeme, že nebýt tohoto problému, produkce mohla být zhruba o dalších pět procent vyšší,“ podotkl Petzl.

Rušit směny kvůli nedostatku polovodičů a jiných materiálů na trhu musí budějovický Bosch vyrábějící komponenty pro auta i dačická THK Rhythm Automotive Czech. Komplikace nastaly také po záplavách v Německu, kdy subdodavatelé THK museli zavřít, aby dali provozy do pořádku.

Nedostatek čipů v automobilovém průmyslu dopadá i na jihomoravské firmy. Společnost Retex z Moravského Krumlova, která dodává pro automobilový průmysl netkané textilie, zaznamenala zhruba o třicet procent méně zakázek. Propad obchodu v divizi automotive očekává i břeclavský Gumotex zpracovávající plasty.

Německé Centrum pro automobilový výzkum CAR odhadlo, že se letos kvůli čipům nevyrobí 5,2 milionu osobních aut. Podle CAR bude automobilové odvětví s nedostatkem čipů bojovat až do roku 2023.

Ředitelka technologického vývoje společnosti Intel Ann B. Kelleher se silikonovým plátem čipů
Zdroj: Intel/Reuters

Elektronika

Ani zástupci firem vyrábějících elektroniku zatím nejsou příliš optimističtí. Krize tu podle ředitele společnosti Intel, která sama čipy vyrábí, Pata Gelsingera bude i nadále. „Ačkoli odvětví podniká kroky k řešení krátkodobých problémů, mohlo by trvat i několik let, než se vyřeší nedostatek produkčních kapacit, surovin a součástek,“ uvedl na konci května šéf Intelu.

V březnu Intel oznámil, že investuje dvacet miliard dolarů (zhruba 418 miliard korun) do rozšíření výrobních kapacit. Firma v rámci těchto investic postaví dvě nové továrny v americké Arizoně. „Plánujeme expandovat do dalších lokalit v USA a v Evropě, abychom zajistili udržitelný a bezpečný dodavatelský řetězec,“ uvedl Gelsinger.

Krize už se dotýká také firmy Apple, která si díky svému postavení na trhu byla dosud schopna zajistit lepší podmínky pro zásobování čipy. Omezení dodávek chytrých telefonů pro zákazníky bude trvat do září. Apple má přitom na podzim uvést nejnovějších modely svého iPhonu. Microsoft zase trápí nedostatečné výroba herních konzolí Xbox.

Podíl na trhu společností vyrábějících čipy
Zdroj: TrendForce

Výrobci čipů a hvězda jménem TSMC

I Apple spoléhá v samotné výrobě čipů na tchajwanskou společnost Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC). S probíhající krizí si čím dál více států a společností uvědomuje úskalí této závislosti.

Společnost TSMC za uplynulý rok ohlásila tržby 45,5 miliardy dolarů, zisk dosáhl 17,6 miliardy. Technologie společnosti jsou natolik vyspělé, že firma vyrábí kolem 92 procent všech nejsložitějších čipů na světě. Některé z nich obsahují tranzistory tenčí než jedna tisícina lidského vlasu.

Tchajwanská firma má na svědomí i většinu ze zhruba 1,4 miliardy procesorů pro chytré telefony. V roce 2020 TSMC vyrobila přes dvanáct milionů polovodičových plátů a chystá se rozšířit linky, aby byla schopna produkovat až čtrnáct milionů plátů obsahujících tisíce čipů. Podle odhadů je tak koncern TSMC jedenáctou nejhodnotnější společností na světě.

Obrat společností vyrábějících čipy (v miliardách dolarů)
Zdroj: TrendForce

Pozici si zřejmě udrží. Polovodiče jsou natolik komplexní a závislé na investicích, že jakmile jejich výrobce zaostane, je pro něj velmi těžké udržet s ostatními krok. Společnosti mohou obětovat roky úsilí a miliardy dolarů, jen aby zjistily, že je pro ně technologický horizont stále v nedohlednu.

Navíc pro samotné výrobce elektroniky je výhodné produkci čipů outsourcovat právě kvůli vysokým nákladům a nutnosti neustálých inovací provozu.

Jedna továrna na výrobu polovodičů může stát až dvacet miliard dolarů, dílčí nástroje mohou vyjít až na sto milionů. Ostatní země by musely každý rok po dobu nejméně pěti let vynaložit třicet miliard dolarů, aby měly alespoň nějakou šanci dohnat TSMC a dalšího producenta Samsung, napsala ve zprávě společnost IC Insights.

Tchajwanská společnost nedávno oznámila, že kvůli nedostatku podnikla bezprecedentní kroky a oproti loňskému roku zvýšila výrobu jednočipových počítačů o šedesát procent.

Kapacity výroby křemíkových plátů společnosti TSMC
Zdroj: TSMC

Politické otázky

Právě Tchaj-wan patří k regionům, kde se dlouhodobě udržuje napětí. Ostrov považuje Čína za jednu ze svých provincií a hrozí mu ozbrojeným zásahem v případě vyhlášení nezávislosti. Tchaj-wan přesto funguje od roku 1949 de facto nezávisle, má vlastní vládu a demokratické zřízení, zatímco v Číně pokračuje režim jedné strany.

Podle amerických úřadů je určitá pravděpodobnost, že spory mezi Tchaj-wanem a Čínou přerostou v konflikt, vzhledem k tomu, že Čína zvýšila u ostrova vojenskou aktivitu. Peking na začátku června kritizovali také lídři ekonomicky nejvyspělejších zemí ze skupiny G7 a zdůraznili důležitost míru a stability v Tchajwanském průlivu.

Část analytiků ale nevěří, že by se Čína pokusila v nejbližší době Tchaj-wan získat zpět. Už jen proto, že by tím ohrozila vlastní dodávku čipů. Političtí představitelé ostrova proto místní výrobu označují za takzvaný křemíkový štít, který konfliktu s Pekingem brání. I proto tchajwanská vláda v posledních letech poskytla společnostem vyrábějícím čipy nemálo dotací.

Čína samotná se dlouhodobě snaží deficit ve výrobě čipů dohnat, není ale zatím příliš úspěšná. Pokrok paradoxně uspíšili obchodní sankce zavedené bývalým americkým prezidentem Donaldem Trumpem. Nová továrna na polovodiče v Šen-čenu by měla začít fungovat příští rok. Další výroba přímo v Pekingu by se měla přidat v roce 2024.

Kdy to skončí

Rozhodnutí decentralizovat výrobu čipů je strategické a v důsledku krize k němu přistupují státy po celém světě. Nedostatek by totiž mohl trvat až do roku 2023. Podle serveru CNBC se na tom shodují analytici, kteří toto odvětví sledují.

„Protože poptávka zůstane vysoká a dodávky omezené, očekává se, že nedostatek potrvá celý rok 2022 i v roce 2023,“ uvedl viceprezident pro výzkum poradenské společnosti Forrester Glenn O'Donnell. Předpokládá, že poptávka pro osobní počítače se v příštím roce trochu zmírní, ale ne příliš.

Naopak bude vysoká poptávka po čipech od výrobců počítačových serverů pro datová centra. Růst poptávky po čipech v nejbližší době podporuje také pokračující zájem o cloudové služby a těžbu kryptoměn.