Почему возник мировой кризис полупроводников и как его решить

Почему возник мировой кризис полупроводников и как его решить


С помощью полупроводников создается большинство окружающей нас современной электроники. От современных планшетов до мощных компьютеров, от передовых автомобилей до бытовой техники – полупроводники находят свое применение в самых разнообразных устройствах. 

50 лет назад полупроводники изготовлялись с помощью технологического процесса в 10 микрометров (что в 5 раз меньше, чем размер человеческого волоса). Сегодня полупроводники уже производятся с помощью 2-нм техпроцесса, и размеры постепенно приближаются к атомарным. Такое стремительное уменьшение техпроцесса позволяет уменьшать размер микрочипов и увеличивать их производительность. Таким образом, на прилавках наших магазинов появляется все больше новых изобретений, которые технически были невозможны раньше, например умные часы или миниатюрные глюкометры, беспроводные наушники или USB-накопители на сотни гигабайтов.

Однако в 2019 году по эффекту “снежного шара” возник мировой кризис полупроводников, поставивший под удар всю мировую экономику, вызванный сочетанием разных событий. 

Его первопричинами стали:

  • пандемия COVID-19;
  • сбои в цепях поставок и логистике;
  • увеличение мирового спроса на персональные компьютеры более чем на 13% (что было обусловлено мировым локдауном);
  • рост спроса на видеокарты, связанный с популярностью криптовалют;
  • погодные условия в регионах производства, из-за которых временно закрылось несколько заводов по изготовлению микрочипов;
  • полномасштабная война в Украине, приведшая к стремительному росту цен на неон и усложнению логистики.
Эти факторы привели к увеличению спроса на электронику и уменьшению мощностей производства и стремительному взлету цен на электронику по всему миру. Даже такие корпорации, как Microsoft и Sony, столкнулись с критическими проблемами в изготовлении своих игровых консолей нового поколения.
Однако мир столкнулся и с более сложным вызовом – медицина. Большинство современных медицинских приборов используют электронику (рентгенология, офтальмология, хирургия и т.п.). По данным исследований , дефицит микросхем оказывает непосредственное влияние на 169 отраслей. Наиболее зависимые – автомобильная и электронная промышленности, однако даже производство банковских карт и других устройств встает перед трудностями из-за отсутствия полупроводников.

Кроме того, микросхемы используются не только в конечных товарах, но и на производственных линиях таких простых вещей как стаканчики для кофе. С тех пор стоимость продуктов увеличивается, а качество падает. Из-за нехватки полупроводников производители могут отсрочить выпуск новой продукции, что приведет к дефициту целых групп товаров.

Уменьшение количества брака – один из путей преодоления кризиса полупроводников. Одним из ключевых вызовов в производстве является именно продолжительность процесса производства полупроводников, который тесно связан с фотолитографией. Например, сроки выполнения заказов (от размещения самого заказа до фактического получения товара) на изготовление микрочипов увеличились со средних 12,2 недель до 22,2 в феврале 2020 из-за пандемии COVID-19. В 2022 году этот период увеличился до 26 недель.

Одним из ключевых факторов при изготовлении новых микрочипов является пост-анализ и проверка качества, ведь на разных этапах производства процент брака может достигать более 80%. Это приводит к увеличению себестоимости и потенциальных проблем с своевременным снабжением.

Инженеры украинской компании GlobalLogic уже много лет вносят вклад в разрешение этого глобального кризиса и занимаются анализом изготовленных микрочипов с помощью математических алгоритмов и машинного обучения, решая несколько ключевых вопросов:
  1. Уменьшение процента брака и работа с "всплеском" брака на технических линиях.
  2. Переход на новый техпроцесс.
  3. Настройка существующих и создание новых микрочипов.
Это позволяет производителям построить целостную картину и внутреннюю структуру микрочипа у себя на компьютере, быстрее находить отклонения в изготовленных приборах, найти ошибки, которые были допущены на этапе выращивания и настроить этот процесс. Так компании получают возможность быстрее перейти на новый техпроцесс, производить микрочипы с меньшим процентом брака и доставлять свои продукты в более быстрые сроки. В результате происходит постепенное снижение цен на электронику и уменьшение общего дефицита полупроводников.
 

ПОДЕЛИТЬСЯ
ВСЕ ПО ТЕМЕ
КОММЕНТАРИИ
НОВОСТИ ПАРТНЕРОВ
ЗНАКОМСТВА
МЫ НА FACEBOOK