세계가 컴퓨터 칩 부족으로 고통받는 이유는 무엇이며, 이것이 중요한 이유는 무엇입니까?

자동차 회사들은 생산량을 줄였습니다. 매장에서 PlayStation을 찾는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. 광대역 공급자는 인터넷 라우터와 관련하여 몇 개월의 지연에 직면했습니다. 이 모든 현상과 다른 모든 현상에는 유사한 원인이 있었습니다. 즉, 반도체의 갑작스럽고 연속적인 부족이었습니다. 집적 회로 또는 더 일반적으로 칩이라고도 하는 이 제품은 전 세계적으로 제조되는 가장 작지만 가장 까다로운 제품일 수 있습니다. 비용과 생산 어려움의 결합으로 대만 반도체 제조업체(TSMC)와 한국의 삼성 전자라는 두 개의 강력한 아시아 기업에 대한 글로벌 의존도가 높아졌습니다. – 중국의 긴장은 칩을 희귀하게 만들었습니다. 앞으로 몇 년 동안 지정학적 및 경제적 파급 효과와 함께 생산 확대를 위한 세계적인 경쟁에서 수억 달러가 지출될 것입니다.

1. 왜 부족합니까?

다음은 몇 가지 요인입니다.

* 재택 근무 전환: 이로 인해 칩 수요가 팬데믹 이전 예상 수준을 넘어섰습니다. 폐쇄는 노트북 판매 성장을 10년 만에 최고 수준으로 끌어올렸습니다. 홈 네트워킹 장비, 웹캠, 모니터는 사무실 일이 사무실 밖으로 옮겨지면서 끊겼고, 크롬북은 학교가 문을 닫으면서 한동안 뜨거웠습니다. TV에서 맞춤형 칩을 탑재한 공기청정기에 이르기까지 가전제품 매출도 급증했다.

* 변동성 전망: 팬데믹 초기에 대폭 인하한 자동차 제조사들은 자동차 판매가 얼마나 빨리 반등할지 과소평가했다. 그들은 2020년 말에 주문을 되돌리기 위해 서두르지 만 칩 제조업체가 Apple Inc.와 같은 컴퓨팅 및 스마트 폰 거물을 공급해야 했기 때문에 거절했습니다.

* 스토리지: PC 제조사들은 2020년 초부터 공급 부족 경고를 시작했다. 그러다가 그해 중반쯤 화웨이 테크놀로지스(Huawei Technologies Co. 5G 네트워크 장비의 세계 시장도 지배하고 있는 중국 스마트폰 제조업체인 이 회사는 주요 공급업체로부터 제품을 격리하기 위해 설계된 미국의 제재에서 살아남을 수 있도록 비축량을 늘리고 있습니다. 다른 회사들도 뒤를 이어 화웨이 지분을 확보하기를 희망했고 중국의 칩 수입은 1년 전 약 3300억 달러에서 2020년 거의 3800억 달러로 증가했다.

재해: 2월에 텍사스에서 심한 한파로 정전이 발생하여 오스틴 주변에 밀집된 반도체 공장이 폐쇄되었습니다. 삼성 공장이 정상화되기까지는 3월 말이었다. Renesas Electronics Corp.에 속한 일본의 공장이 손상되었습니다. 자동차 칩의 주요 공급 업체인 인은 3 월 화재로 인해 몇 달 동안 생산이 중단되었습니다.

2. 누가 영향을 받습니까?

칩 부족으로 올해 자동차 제조업체의 매출은 2,100억 달러, 생산 손실은 770만 대에 이를 것으로 예상됩니다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 트위터에 “이런 것은 본 적이 없다”고 말했다. 삼성전자는 글로벌 수요와 공급에 “심각한 불균형”이 있다고 경고했다. TSMC는 부족이 2022년까지 연장될 수 있다고 예측했습니다. 일부 광대역 공급자는 인터넷 라우터를 주문할 때 1년 이상 지연을 경험했습니다. 애플은 지난 4월 공급 제한으로 아이패드와 맥의 판매가 제한돼 3분기 매출이 30~40억 달러 감소할 것이라고 밝혔다. 7월에는 iPhone을 목록에 추가했습니다. 닌텐도는 부족으로 스위치의 생산이 느려졌다고 말했다. Toyota Motor Co.는 9월에 14개 공장에서 생산을 중단했습니다.

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3. 칩이란 무엇입니까?

전자 기기를 스마트하게 만드는 것입니다. 전기의 “반도체”인 일반적으로 실리콘 재료로 만들어진 칩은 다양한 기능을 수행합니다. 데이터를 저장하는 메모리 칩은 비교적 단순하고 상품처럼 거래됩니다. 소프트웨어를 실행하고 장치의 두뇌 역할을 하는 논리 칩은 더 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 그들은 종종 Apple이나 Nvidia와 같은 이름을 가지고 있지만 이러한 회사는 실제로 파운드리라는 공장에서 만들어진 반도체 디자이너에 불과합니다.

4. 경쟁이 어려운 이유는 무엇입니까?

고급 로직 칩을 제조하려면 급격한 변화가 있는 분야에서 엄청난 장기 투자와 함께 놀라운 정밀도가 필요합니다. 공장을 건설하고 장비하는 데 수십억 달러의 비용이 들며 투자를 회수하기 위해 연중무휴 일관되게 운영해야 합니다. 하지만 이것 뿐만이 아닙니다. 이 식물은 또한 엄청난 양의 물과 전기를 먹어치우며 먼지 입자나 먼 거리의 지진 등 아주 작은 방해에도 영향을 받기 쉽습니다.

5. 최고의 제조업체는 누구입니까?

* TSMC는 1980년대에 정부 지원으로 배관 사업(타인만을 위한 칩 제조)을 개척했으며 현재 가장 진보된 칩을 생산하고 있습니다. 모든 사람은 그들을 데려가기 위해 자신의 문을 노크합니다. 글로벌 파운드리 시장에서의 점유율은 다음 세 경쟁자를 합친 것보다 큽니다.

* 삼성은 메모리 칩을 독점하고 TSMC 금광에 참여하려고합니다. 생산 기술을 향상시키고 Qualcomm Inc.와 같은 회사에서 새로운 수주를 받았습니다. 및 Nvidia Corp.

* Intel Corp.는 이 분야에서 또 다른 미국의 거물이지만 그 비즈니스는 주로 랩톱 및 데스크탑 컴퓨터용 자체 브랜드 CPU(중앙 처리 장치) 칩 제조에 중점을 둡니다. 생산 지연으로 인해 경쟁업체에 취약해졌으며, 경쟁업체는 TSMC를 사용하여 설계를 생산함으로써 이익을 얻었습니다. 인텔은 지난 3월 200억 달러를 들여 애리조나에 2개의 새로운 공장을 건설함으로써 제조 리더십을 되찾고 파운드리 사업에 진출하려는 야심찬 시도를 발표했습니다. 또한 다른 칩 제조업체를 인수하려고 합니다.

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* 소규모 제조업체에는 GlobalFoundries Inc.가 포함됩니다. 미국 및 China Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) 및 대만의 United Microelectronics Corp. 그러나 그들은 TSMC의 기술보다 적어도 2~3세대 뒤쳐져 있습니다. 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments), IBM, 모토로라(Motorola)와 같은 유명한 회사들은 모두 미국 기업으로 더 발전된 제조 기술에 보조를 맞추기 위해 그만두거나 포기했습니다.

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6. 대회는 어떻게 진행되나요?

두 거대 기업은 지배력을 강화하기 위해 막대한 비용을 지출하고 있습니다. 4월 TSMC는 향후 3년 동안 자본 지출을 1000억 달러로 늘릴 것이라고 밝혔습니다. 여기에는 2021년 용량 확장 및 업그레이드에 대한 약 300억 달러가 포함됩니다. . 삼성은 SK 하이닉스를 포함한 한국 기업의 광범위한 계획의 일환으로 대만 라이벌을 잡기 위해 10년에 걸친 프로젝트에 약 1,510억 달러를 할당하고 있습니다. 세계 최대의 칩 제조 기반을 구축하기 위해 거의 4,500억 달러를 지출합니다. 중국은 소프트웨어 및 칩 설계 장비와 같은 미국 지적 재산에 대한 액세스를 제한하려는 미국의 움직임에 자극을 받아 미국 기술에 대한 의존도를 줄이기 위한 노력의 일환으로 따라잡기 위해 분주히 움직이고 있습니다. 그러나 중국은 갈 길이 멀다. 예를 들어, 자동차 부문에서 중국 칩 설계 회사는 오늘날의 더 똑똑한 자동차의 두뇌 역할을 하는 고급 칩을 여전히 만들 수 없습니다. 중국은 올해 새로운 5개년 경제 청사진의 일환으로 지출을 늘리고 첨단 칩에 대한 연구를 발전시키겠다고 다시 약속했습니다. 세부 사항은 밝히지 않았지만 SMIC는 선전이 자금을 지원하는 23억 5천만 달러 규모의 공장 건설 계획을 발표했습니다. 이 공장은 2022년까지 생산을 시작하여 결국 매년 칩 제조에 사용되는 약 50만 개의 12인치 칩을 생산할 수 있습니다. 이에 비해 TSMC는 2020년에 약 1,240만 개의 칩을 출하했습니다.

7. 아시아 이외의 지역은 어떻습니까?

계속해서 칩 설계 분야에서 세계를 주도하고 있는 미국은 Gina Raimondo 상무장관이 국가 및 경제 안보 위험이라고 부른 문제를 해결하기 위해 기업이 국내 선진 공장을 건설하거나 확장하도록 장려하고 있습니다. 6월에 발표된 보고서에서 조 바이든 대통령은 의회가 미국의 반도체 연구 및 생산을 지원하기 위해 최소 500억 달러를 할당할 것을 권고했습니다(같은 날 상원에서 쉽게 통과된 법안에는 520억 달러가 포함됨). 그의 행정부는 애리조나에 제안된 120억 달러 TSMC 공장과 삼성이 텍사스에 건설할 계획인 170억 달러 시설에 대한 세금 인센티브를 만드는 역할을 할 것입니다. 마찬가지로, EU 관리들은 2030년까지 칩 생산량을 세계 시장의 20%로 두 배로 늘리겠다는 목표의 일환으로 TSMC와 삼성의 도움으로 유럽에 첨단 반도체 공장을 건설하는 방법을 모색하고 있습니다. 영국은 캘리포니아를 조사하고 있습니다. Nvidia가 40달러에 10억 달러에 영국 반도체 디자이너 Arm Ltd를 인수한 것을 기반으로 합니다. 국가 안보 및 독점 금지를 위해.

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8. 기술의 방향은?

5G 모바일 네트워크가 확산되면서 데이터 집약적인 비디오 및 게임 스트리밍에 대한 수요가 증가하고 많은 사람들이 재택근무를 하게 되면서 더욱 강력하고 에너지 효율적인 칩에 대한 필요성이 증가할 것입니다. 그래서 TSMC와 삼성은 더 많은 트랜지스터를 단일 칩에 삽입할 수 있도록 점점 더 미세하게 트랜지스터를 만들고 있습니다. Amazon Web Services Inc와 같은 전체 범위에 걸쳐 곱하면 작은 개선으로도 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 클라우드 컴퓨팅 제공업체. 인공 지능이 빅 데이터 처리에 의존하기 때문에 인공 지능의 부상은 혁신을 주도하는 또 다른 원동력입니다. 보다 효율적인 설계는 전화에서 전등 스위치, 냉장고에 이르기까지 스마트하거나 연결된 장치의 세계인 소위 사물 인터넷을 개발하는 데도 도움이 될 것입니다.

9. 대만은 이 모든 것에 어떻게 부합합니까?

섬 민주주의는 1970년대 전자 산업을 활성화하기로 한 정부의 결정으로 인해 부분적으로 지배적인 역할을 하게 되었습니다. 이는 RCA Corp.와의 기술 이전 계약에 의해 지원되었습니다. , 전 미국 전자 대기업, 그리고 아웃소싱을 향한 서구의 추세. 현재 그들의 규모와 기술을 맞추는 데는 몇 년이 걸리고 막대한 비용이 듭니다. Boston Consulting Group과 Semiconductor Industry Association은 미국이 칩에서 “완전한 제조 자급자족”을 달성하는 데 10년에 걸쳐 1조 달러 이상이 필요할 것으로 추정했습니다. 시진핑(習近平) 중국 국가주석은 2025년까지 반도체를 비롯한 핵심 기술에 1조4000억 달러를 투자할 계획이며, 이를 이끌 수석 부사장을 임명했다. 그러나 정치적 긴장은 경주를 방해할 수 있습니다. 바이든 행정부는 대만 파운드리에서 사용되는 기술을 포함하여 미국 기술에 대한 중국의 접근을 제한하기 위한 노력을 계속할 것이라고 밝혔습니다. 더 심각하게, 미국은 스스로 고립되면 어려움에 직면할 수 있습니다. 중국은 항상 이 섬을 변절한 성이라고 주장해 왔으며 독립을 막기 위해 침략을 위협해 왔습니다.

참조 선반

세계가 어떻게 칩을 대만에 의존하는지 자세히 살펴봅니다.

IoT에 대한 더 많은 QuickTakes 전기 자동차를 만드는 것이 왜 그렇게 비싼지 대만에서 줄타기 시작합니다.

Bloomberg Opinion의 Anjani Trivedi는 칩 지름길의 장기 비용을 조사하고 Alex Webb는 European White Elephant 칩 공장에 대해 경고하며 Tim Culpan은 TSMC의 확장 과제를 10개 차트에서 다루며 SMIC가 잘못된 길을 가고 있다고 말합니다.

The Economist는 칩 산업을 둘러싼 지정학적 투쟁이 새로운 국면에 접어들 것으로 보고 있습니다.

Paul Geithner, Yuan Zhao 및 Vlad Safov의 도움으로

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