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Die weltweite Verknappung von Komponenten droht die Erholung der Weltwirtschaft zu verlangsamen, da die Nachfrage nach Komponenten weit stärker gestiegen ist als von vielen erwartet.

„Obwohl es leicht ist, Fabriken für den Mangel an Komponenten verantwortlich zu machen, waren die meisten während der Krise voll funktionsfähig und die Nachfrage nach ICs war höher, als voll funktionsfähige Fabs mithalten könnten“, erklärte Johnson Chen, Executive, Verkaufsleiter, Winbond Electronics.

Der Mangel an ICs ist quer durch die gesamte Industrie verbreitet, wobei Komponenten für Netzwerk-, Verbraucher- und Industrieanwendungen alle betroffen sind, aber die meisten Berichterstattungen drehten sich um die Auswirkungen von Chipknappheit auf den Automobilsektor, der dazu geführt hat, dass die Industrie Milliarden an Produktionsausfällen verloren hat Der Umsatz.

„Die Automobilindustrie ist besonders stark betroffen und die Hersteller sehen sich mit einem gravierenden Mangel an Komponenten konfrontiert“, sagte Chen. „Die Vorlaufzeit für Komponenten in Automobilqualität ist in der Regel länger als für andere Anwendungen, was bedeutet, dass die Hersteller die stornierten Bestellungen erneut einreichen mussten, bevor ihre längeren Vorlaufzeiten berücksichtigt wurden. Dies hat dazu geführt, dass Unternehmen wie BMW, GM und Ford alle Produktionslinien stoppen mussten, während sie über gesunde Auftragsbücher verfügten.“

In den letzten Jahren, so Christophe Bianchi, haben EMEA High Tech und Halbleiter Direktor bei Ansys, „Amerikanisch und asiatisch Halbleiter führende Unternehmen haben ihre Produktionsinvestitionen stärker auf Technologien der nächsten Generation (5 nm und jetzt 3 nm) konzentriert und den Markt für Hochleistungs-Computing (HPC) zum Nachteil von Sektoren wie Automobil und IoT bevorzugt.“

Es ist schwierig, den gesamten Auftragsbestand abzuschätzen, der sich angesammelt hat, da viele Kunden identische Bestellungen bei zwei oder mehr Fabs aufgegeben haben, was sich auf die Planung und den Betrieb der Fabs ausgewirkt hat, da eine Bestellung geliefert wird und das Duplikat storniert wird.

„Kunden haben keine Kontrolle darüber, wo sie in der Warteschlange platziert werden, und Fabs können Bestellungen nach Belieben ausführen. Aufträge mit höherem Volumen und profitableren Aufträgen können oft Vorrang vor weniger rentablen und kleinvolumigen Aufträgen erhalten“, schlug Chen vor.

Als Reaktion darauf haben mehrere Unternehmen große Investitionen in neue Fabriken mit erhöhter Kapazität getätigt, während die USA, Japan und die EU Pläne angekündigt und Finanzmittel bereitgestellt haben, um die heimische Halbleiterfertigung zu fördern.

Aber es geht nicht nur um die Finanzen, sagt Bianchi.

„Ob es darum geht, neue Fabriken zu errichten oder bestehende zu erweitern, dies muss durch die Kombination von technologischer Innovation und der Beherrschung der gesamten Wertschöpfungskette von der Herstellung bis zum Endeinsatz von Komponenten in wachstumsstarken Branchen erfolgen.

„Ein effektives Management des Designs elektronischer Komponenten hängt von der Fähigkeit ab, die zugrunde liegenden Faktoren, die sich auf Ertrag und Leistung auswirken können, zu antizipieren und zu analysieren. Diese Faktoren sind von Natur aus sehr dynamisch (mechanischer Stress, thermischer Stress, Konnektivität usw.), weshalb neue Technologien unerlässlich sind, um Produktionsabläufe zu optimieren.“

„Es braucht viel Zeit, um die qualitativ hochwertigen und disziplinierten Humanressourcen zusammen mit dem intensiven Branchencluster aufzubauen, die die Grundlage für eine effiziente Halbleiterfertigung bilden“, warnte Chen.

Umgang mit dem Hier und Jetzt

Während die globale Knappheit voraussichtlich bis mindestens 2023 andauern wird, schlägt Chen vor, dass IDMs eine Lösung sein könnten, die etwas von der Belastung nehmen könnte. IDMs entwickeln, produzieren und verkaufen ihre eigenen Chips. Sie haben ihre eigenen Fabs und sind oft in einem bestimmten Bereich der Elektronik tätig

„Winbond ist ein IDM, das sich auf Speichertechnologien spezialisiert hat. In diesem Markt schätzt das Unternehmen, dass die DRAM-, SLC-NAND-Flash-, SPI-NAND-Flash- und SPI-NOR-Flash-Kapazität nur etwa 70 % des aktuellen Bedarfs ausmacht. Der Mangel an diesen speziellen Produkten könnte mindestens bis Ende 2022 andauern, wenn neu investierte Kapazitäten online gehen sollten. „Der Besitz einer eigenen Fab ermöglicht es einem IDM jedoch, flexibler zu werden und mit seinen Kunden zu wachsen.“

Laut Chen investiert Winbond regelmäßig in zusätzliche Kapazitätserweiterungen Technologie Migration erforderlich, um zukünftige Kundenanforderungen zu erfüllen. Nur durch die enge Zusammenarbeit mit Kunden kann ein IDM genaue Schätzungen des zukünftigen Bedarfs erstellen.

Diese Beziehung ist eine Einbahnstraße und eine enge Beziehung zu einem IDM kann den Kunden auch zusätzliche Vorteile bringen. Anstatt ein kleiner Fisch in einer großen Gießerei zu sein, können Kunden das IDM beeinflussen und sich vor Wettbewerbern über Veränderungen in der Lieferkette informieren.

„Ein Beispiel für einen solchen Austausch ereignete sich im vergangenen Herbst, als große Mainstream-Anbieter beschlossen, sich aus den Segmenten DDR3 und SLC/SPI NAND zurückzuziehen. Im gleichen Zeitraum stieg die Nachfrage nach DDR3 um 50 %, da neue Fernseher, Set-Top-Boxen usw. W-Lan und IP-Kameradesigns kamen online“, erklärte Chen. „Winbond hatte Anzeichen dafür gesehen, dass die Hauptakteure sich darauf vorbereiteten, den Markt zu verlassen, und wusste durch die engen Beziehungen, die das Unternehmen zu seinen Kunden aufgebaut hatte, dass die neuen Designs in Vorbereitung waren. Das Unternehmen erkannte, dass es wahrscheinlich einen bevorstehenden Mangel an Spezial- und SLC/SPI-NAND geben würde, und informierte seine Kunden, während es gleichzeitig Kapazitäten hinzufügte, seinen Fab-Mix anpasste und die Technologieeinführung von DRAM beschleunigte.“

Laut Chen ermöglichte diese schnelle Aktion den Kunden, ihre Versorgung zu sichern, bevor die Knappheit auftrat, und sie schneller auf den Markt zu bringen.

„Ähnliches geschah mit SPI NOR, als die Gießereiquellen von SPI NOR IC Designhäuser beschlossen, für neue Anwendungen wie 5G, AIoT, TWS und Chromebooks auf Logik-ICs umzusteigen. Auch hier wurden Winbond-Kunden frühzeitig informiert und hatten Zeit, um sicherzustellen, dass ihre Lieferketten intakt waren, während die Wettbewerber Schwierigkeiten hatten.“

Die aktuellen Engpässe haben jedoch auch IDMs betroffen.

„Der Bedarf beträgt derzeit rund 150 % der Kapazität von Winbond, wobei das Unternehmen den Bestandskunden den Vorrang gibt – ein zusätzlicher Vorteil für den Aufbau von Beziehungen. Die gleiche Priorisierung findet normalerweise nicht bei großen Fabs statt, die nicht die gleichen engen Beziehungen zu kleineren Kunden haben.

„Anstatt dass diese Entscheidung für neue Kunden nachteilig ist, ist der Kundenstamm von Winbond durch das Potenzial, Produkte zu einem definierten Zeitpunkt auch in der Zukunft zu sichern, und die Aussicht auf eine engere Lieferantenbeziehung gewachsen“, sagte Chen.

Das Unternehmen arbeitet eng mit diesen neuen Kunden zusammen, um ihnen so gut wie möglich zu helfen, die zukünftige Zusammenarbeit zu fördern. Es versucht auch, unausgewogene Situationen zu vermeiden, in denen einige Kunden einen Überbestand haben, während andere Schwierigkeiten haben, Teile zu bekommen.

Die Auswirkungen der Chipknappheit werden auch in Zukunft anhalten. Es hat lange bestehende Lieferketten beschädigt und Unternehmen gezwungen, ihre Just-in-Time-Philosophie an neue Bedingungen anzupassen.

„Niemand ist sich sicher, wie sich die Dinge in Zukunft ändern werden, ob sich die Dinge wieder normalisieren oder Änderungen in der Lieferkette bestehen bleiben“, warnte Chen. „Aber enge Partnerschaften mit Lieferanten sind immer eine gute Geschäftsstrategie, und die Suche nach IDMs als Quelle für die Zukunft könnte Produktdesignern in mehr als nur einem zuverlässigen Lieferanten zugute kommen.

„Es könnte Sie in herausfordernden Zeiten wie diesen an die Spitze der Warteschlange stellen und sicherstellen, dass Sie als erster von Veränderungen in der Branche erfahren.“