Trước đại dịch, tình trạng thiếu hụt và các vấn đề về chuỗi cung ứng đã làm tắc nghẽn thực tế mọi ngành công nghiệp, từ sản xuất đến vận tải.Một sản phẩm chính bị ảnh hưởng là chất bán dẫn, thứ mà bạn sử dụng suốt cả ngày, ngay cả khi bạn không nhận ra.Mặc dù thật dễ dàng bỏ qua những trục trặc trong ngành này, nhưng sự thiếu hụt chất bán dẫn ảnh hưởng đến bạn theo nhiều cách hơn bạn có thể mong đợi.
Chất bán dẫn là gì và nó được tạo ra như thế nào?
Chất bán dẫn, còn được gọi là chip hoặc vi mạch, là những mẩu điện tử nhỏ chứa hàng tỷ bóng bán dẫn bên trong chúng.Các bóng bán dẫn cho phép hoặc không cho phép các điện tử đi qua chúng.Những con chip này được tìm thấy trong hàng nghìn sản phẩm như điện thoại, máy rửa bát, thiết bị y tế, tàu vũ trụ và ô tô.Chúng hoạt động như “bộ não” của thiết bị điện tử bằng cách chạy phần mềm, thao tác dữ liệu và kiểm soát các chức năng.
Để tạo ra, một con chip duy nhất mất hơn ba tháng để sản xuất, bao gồm hơn một nghìn bước và yêu cầu các nhà máy khổng lồ, phòng không có bụi, máy móc trị giá hàng triệu đô la, thiếc nóng chảy và tia laze.Quá trình này vừa cực kỳ tẻ nhạt vừa tốn kém.Ví dụ, để ngay từ đầu có thể đưa silicon vào máy sản xuất chip, cần phải có một phòng sạch—sạch đến mức một hạt bụi cũng có thể gây lãng phí hàng triệu đô la.Các nhà máy sản xuất chip hoạt động 24/7 và chi phí khoảng 15 tỷ USD để xây dựng một nhà máy cấp thấp do cần có các thiết bị chuyên dụng.Để tránh thua lỗ, các nhà sản xuất chip phải tạo ra 3 tỷ đô la lợi nhuận từ mỗi nhà máy.
Phòng sạch bán dẫn với đèn LED màu hổ phách bảo vệ.Tín dụng hình ảnh: REUTERS
Tại sao có sự thiếu hụt?
Nhiều yếu tố trong một năm rưỡi qua đã kết hợp lại để gây ra sự thiếu hụt này.Quy trình sản xuất chip phức tạp và tốn kém là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng thiếu hụt.Do đó, không có nhiều nhà máy sản xuất chip trên thế giới, do đó, một vấn đề xảy ra ở một nhà máy sẽ gây ra hiệu ứng lan tỏa trong toàn ngành.
Tuy nhiên, nguyên nhân lớn nhất của sự thiếu hụt có thể kể đến là do đại dịch COVID-19.Trước hết, nhiều nhà máy đã đóng cửa khi bắt đầu đại dịch, nghĩa là nguồn cung cấp cần thiết cho sản xuất chip không có sẵn trong vài tháng.Nhiều ngành công nghiệp liên quan đến chip như vận chuyển, sản xuất và vận chuyển cũng phải đối mặt với tình trạng thiếu lao động.Ngoài ra, ngày càng có nhiều người tiêu dùng mong muốn các thiết bị điện tử do các biện pháp ở nhà và làm việc tại nhà, khiến các đơn đặt hàng yêu cầu chip ngày càng nhiều.
Hơn nữa, COVID đã khiến các cảng châu Á phải đóng cửa trong vài tháng.Vì 90% thiết bị điện tử của thế giới đi qua cảng Yantian của Trung Quốc nên việc đóng cửa này đã gây ra một vấn đề lớn trong việc vận chuyển thiết bị điện tử và các bộ phận cần thiết cho sản xuất chip.
Hậu quả của vụ cháy Renesas.Tín dụng hình ảnh: BBC
Nếu tất cả các vấn đề liên quan đến COVID vẫn chưa đủ, thì các vấn đề thời tiết khác nhau cũng đã cản trở quá trình sản xuất.Nhà máy Renesas của Nhật Bản, nơi tạo ra khoảng ⅓ số chip được sử dụng trong ô tô, đã bị hư hại nghiêm trọng do hỏa hoạn vào tháng 3 năm 2021 và hoạt động không trở lại bình thường cho đến tháng 7.Những cơn bão mùa đông ở Texas vào cuối năm 2020 đã buộc một số nhà máy chip vốn đã ít ỏi của Mỹ phải tạm dừng sản xuất.Cuối cùng, hạn hán nghiêm trọng ở Đài Loan vào đầu năm 2021, quốc gia hàng đầu về sản xuất chip, đã khiến sản xuất bị chậm lại do sản xuất chip cần rất nhiều nước.
Sự thiếu hụt ảnh hưởng đến bạn như thế nào?
Số lượng lớn các sản phẩm tiêu dùng có chứa chip bán dẫn được sử dụng hàng ngày khiến mức độ nghiêm trọng của sự thiếu hụt trở nên rõ ràng.Giá thiết bị có thể sẽ tăng lên và các sản phẩm khác sẽ bị trì hoãn.Có ước tính rằng các nhà sản xuất Hoa Kỳ sẽ sản xuất ít hơn ít nhất 1,5 đến 5 triệu xe trong năm nay.Ví dụ, Nissan đã thông báo rằng họ sẽ sản xuất ít hơn 500.000 xe do thiếu chip.General Motors thậm chí còn tạm thời đóng cửa cả ba nhà máy ở Bắc Mỹ của mình vào đầu năm 2021, cho hàng nghìn phương tiện đã hoàn thành ngoại trừ những con chip cần thiết của họ.
General Motors đóng cửa do thiếu chất bán dẫn
Tín dụng hình ảnh: GM
Các công ty điện tử tiêu dùng đã dự trữ chip sớm trong đại dịch một cách thận trọng.Tuy nhiên, vào tháng 7, CEO Tim Cook của Apple đã thông báo rằng sự thiếu hụt chip có thể sẽ làm trì hoãn việc sản xuất iPhone và đã ảnh hưởng đến doanh số của iPad và Mac.Tương tự, Sony cũng thừa nhận rằng họ không thể đáp ứng kịp nhu cầu về PS5 mới.
Các thiết bị gia dụng như lò vi sóng, máy rửa chén và máy giặt đã khó mua hơn.Nhiều hãng đồ gia dụng như Electrolux không thể đáp ứng đủ nhu cầu cho tất cả các sản phẩm của mình.Các thiết bị gia dụng thông minh như chuông cửa video cũng có nguy cơ như nhau.
Với kỳ nghỉ lễ sắp đến gần, cần thận trọng để không mong đợi quá nhiều loại tùy chọn điện tử mà chúng ta đã quen sử dụng trong những năm điển hình—cảnh báo “hết hàng” có thể ngày càng phổ biến.Có một sự thôi thúc lên kế hoạch trước và không mong đợi đặt hàng và nhận sản phẩm ngay lập tức.
Tương lai của sự thiếu hụt là gì?
Có một ánh sáng ở cuối đường hầm với sự thiếu hụt chất bán dẫn.Trước hết, việc đóng cửa các nhà máy do COVID-19 và tình trạng thiếu lao động đang bắt đầu giảm bớt.Các công ty lớn như TSMC và Samsung cũng đã cùng nhau cam kết hàng tỷ đô la để đầu tư vào năng lực cho chuỗi cung ứng và các ưu đãi cho các nhà sản xuất chip.
Một nhận thức chính từ sự thiếu hụt này là thực tế phải giảm bớt sự phụ thuộc vào Đài Loan và Hàn Quốc.Hiện tại, Mỹ chỉ sản xuất khoảng 10% số chip mà họ sử dụng, làm tăng chi phí và thời gian vận chuyển với các chip từ nước ngoài.Để giải quyết vấn đề này, Joe Biden đã cam kết hỗ trợ lĩnh vực bán dẫn với dự luật tài trợ công nghệ được đưa ra vào tháng 6, trong đó dành 52 tỷ đô la cho việc sản xuất chip của Hoa Kỳ.Intel đang chi 20 tỷ đô la cho hai nhà máy mới ở Arizona.Nhà sản xuất chất bán dẫn Quân sự và Không gian CAES dự kiến sẽ mở rộng đáng kể lực lượng lao động của mình trong năm tới, đồng thời tập trung vào việc mua chip từ các nhà máy của Hoa Kỳ.
Sự thiếu hụt này gây sốc cho ngành nhưng cũng cảnh báo về các vấn đề trong tương lai với nhu cầu ngày càng tăng đối với các mặt hàng cần nhiều chất bán dẫn như nhà thông minh và xe điện.Hy vọng nó sẽ chú ý đến một loại cảnh báo cho ngành sản xuất chip, ngăn chặn các vấn đề tầm cỡ này trong tương lai.
Để khám phá thêm về việc sản xuất chất bán dẫn, hãy phát trực tuyến “Chất bán dẫn trong không gian” của Thế giới ngày mai trên SCIGo và Discovery GO.
Khám phá Thế giới Sản xuất và khám phá khoa học đằng sau tàu lượn siêu tốc, những điều bạn cần biết về tái chế điện tử và có cái nhìn thoáng qua về tương lai của ngành khai thác mỏ.
Thời gian đăng bài: 28-07-2022