Halbleiterknappheit, Investitionsgüterboom und Onshoring
3DInCities
15. April 2021
Die Halbleiterknappheit, über die wir im letzten Monat geschrieben haben, scheint sich ausgeweitet zu haben, oder zumindest hat sich die Panik, die dahinter steckt, ausgeweitet, da es erhebliche Auswirkungen auf den Automobilsektor geben wird, die sich dann auf zahlreiche Unternehmen weltweit auswirken. Der einzige Automobilhersteller, der nicht in nennenswertem Umfang betroffen zu sein scheint, ist Toyota, weil er seine Just-in-Time (JIT) Regel gebrochen hat. Aufgrund früherer Erfahrungen haben sich Toyota und seine Zulieferer dafür entschieden, ihre Lagerbestände aufzustocken. Laut und mehreren Artikeln , die über sie geschrieben wurden, scheinen sie derzeit besser zurechtzukommen als die meisten anderen Automobilhersteller.
Doch wie kam es dazu, dass die Halbleiterindustrie und ihre Kunden einen weltweiten Mangel an Teilen haben, und warum sind alle so erpicht darauf, die Halbleiterproduktion in die Vereinigten Staaten zurückzuholen? Ein Teil der Geschichte über das Re-onshoring ist etwas verworren und reicht bis in die 1980er Jahre zurück. Der andere Teil: Halbleiterknappheit oder Engpässe in der Lieferkette sind relativ häufig, sie waren nur in der jüngeren Vergangenheit kein so großes Thema mehr.
Angebot und Nachfrage
Beginnen wir mit der Frage von Angebot und Nachfrage. Halbleitereinheiten wachsen im Laufe der Zeit relativ stetig. Laut IC Insights beträgt die 43-jährige durchschnittliche jährliche Wachstumsrate 8,6%. Für 2021 wird ein Wachstum von 13% erwartet, nach einem Rückgang von 6,7% im Jahr 2019 und einem Wachstum von 2,6% im Jahr 2020. Das Wachstum ist also nicht immer gleichmäßig und kann sehr zyklisch sein.
In der Vergangenheit wurde die Zyklizität von der Speicherbranche angetrieben. Vor allem, weil es nicht einfach ist, eine kleine Speicherfabrik zu bauen. Bill McClean, der CEO von IC Insights, hat ein Marktzyklusmodell entwickelt, das von den meisten in der Branche gut verstanden wird:
Wenn ein Unternehmen die Zyklizität gut in den Griff bekommt, z.B. indem es eine neue Fabrik hochfährt, um die Marktnachfrage zu befriedigen, wird es wahrscheinlich profitabler sein.
Glück ist eine voll ausgelastete Fabrik mit zahlenden Kunden, lautet ein Sprichwort der Branche. Die Herausforderung besteht darin, die Fabrik voll ausgelastet zu halten und zahlende Kunden zu haben. Die andere Herausforderung bei Engpässen besteht darin, dass Kunden doppelt bestellen und dann, wenn der Kunde genug Chips hat, um seinen Bedarf zu decken, die Bestellungen stornieren. Dies ist vor allem dann eine Herausforderung, wenn die Chips spezifisch für eine Branche sind und nicht für andere Anwendungen verwendet werden können.
Kurzfristige Halbleiterknappheit oder ein Kapazitätsumschwung?
Es scheint, dass zumindest im Moment die Kapazitäten in der gesamten Branche knapp sind. Die eigentliche Frage ist, ob dies ein kurzfristiges Phänomen ist, das auf die Pandemie und die mangelnde Voraussicht der Hersteller zurückzuführen ist, die von Halbleitern abhängig sind, wie z.B. die Automobilindustrie? Oder befindet sich die Branche aufgrund von IoT und Edge Computing, KI, 5G, erneuerbaren Energien und der Elektrifizierung von Autos an einem Kapazitätswendepunkt und benötigt mehr Chips als sie derzeit produzieren kann? Die Antwort hängt zum Teil davon ab, mit wem Sie sprechen.
Die 200mm-Kapazitäten sind knapp und werden auch weiterhin knapp bleiben, da es nur begrenzte 200mm-Anlagen, Silizium-Wafer und neu hinzukommende 200mm-Kapazitäten gibt. Wenn Sie sich das Ausgabenverhalten der Branche ansehen, scheint es, dass die führenden Chiphersteller davon ausgehen, dass die Kapazitäten knapp sein werden. TSMC gibt 100 Mrd. Dollar über 3 Jahreaus, Intel hat kürzlich 20 Mrd. Dollar zugesagt, um sein US-amerikanisches Fertigungs- und Foundry-Geschäft anzukurbeln. Samsung wird voraussichtlichim Jahr 2021etwa 28 Mrd. Dollar ausgeben, was in etwa den Ausgaben von 2020 entspricht.
SEMI hat seinen Q1 Global Equipment Spending Report veröffentlicht und prognostiziert ein dreijähriges Wachstum von 2020-2022, wobei die Ausgaben im Jahr 2022 83 Milliarden erreichen sollen.
Tabelle 1: Ausgaben für Fabrikausrüstungen, laut World Fab Forecast Report, 1Q21 Update (Quelle: SEMI)
Drei Jahre Wachstum in Folge sind ungewöhnlich; drei Jahre mit zweistelligem Wachstum sind historisch. Wenn Sie also dem Geld folgen, lautet die Antwort: Ja! Die Branche scheint sich an einem Wendepunkt des Wachstums zu befinden.
Allerdings bezeichnete der TSMC-Vorsitzende Mark Liu den Halbleiterboom in den USA und der EU kürzlich alsunrealistisch und die Knappheit als Folge von Doppelbuchungen. Hassane El-Khoury, CEO von On Semiconductor, glaubt, dass sein Unternehmen in der Lage sein wird, die Nachfrage in der zweiten Jahreshälftezu decken.
Ist die derzeitige Halbleiterknappheit also das Ergebnis einer schlechten Produktions- und Bestandsplanung als Folge der Pandemie, des Handelsstreits zwischen den USA und China und einiger unglücklicher Fabrikschließungen? Wahrscheinlich, aber die Zeit wird es zeigen.
Große Ausgaben der Großen Drei
Dann ist da noch die Frage der Investitionsausgaben der Großen Drei. TSMC und Intel sind am einfachsten aufzuschlüsseln. Intel wird eine Foundry-Fabrik und eine weitere Fabrik für 7nm und darunter bauen. Dies werden Intels erste neue Fabriken seit Fab 42 sein, mit deren Bau 2011 begonnen wurde, aber begann 2020mit der Produktion von Wafern . Diese neuen Fabriken werden auch die Extrem-Ultraviolett-Lithografie (EUV) benötigen, was eine etwas andere Struktur für die EUV-Anlagen erfordert. Die 20 Milliarden Dollar sind ein Startschuss für den Bau der neuen Fabriken. Intel hat bereits 23 Milliarden Dollar in die Fabrik 42 investiert. Es muss also noch viel mehr ausgegeben werden, um die nächsten beiden in Produktion zu bringen. (Siehe Beitragsbild, Quelle: Intel).
Mit den 100 Milliarden Dollar wird TSMC wahrscheinlich drei Fabriken bauen, zwei wahrscheinlich in Taiwan und eine in den Vereinigten Staaten. Die Fabriken werden wahrscheinlich die 5nm und darunter Prozesse unterstützen, die sich in der frühen Fertigung und Entwicklung befinden.
Es sieht so aus, als ob die Investitionen von Samsung zwischen Austin und Korea aufgeteilt werden. Die Fabrik in Austin wird wahrscheinlich Logikbausteine herstellen, während der koreanische Capex für DRAM und NAND bestimmt ist.
Aus der Sicht eines Analysten sieht das eher nach Business as usual aus als nach einem Kampf gegen die Chipknappheit, mit Ausnahme der Tatsache, dass TSMC endlich eine Fabrik in den USA baut. Aber es gibt wahrscheinlich politische Gründe für diese Fabrik, so dass sie wahrscheinlich weitergeführt wird, vor allem, weil die aktuelle Regierung sich darauf konzentriert, die Oberhand in der Technologie zurückzugewinnen.
Die gute Nachricht hinter all diesen Ausgaben ist, dass zum ersten Mal seit langem ein erheblicher Teil der Investitionen in den Vereinigten Staaten getätigt wird, um vier neue hochmoderne Produktionsstätten zu bauen. Dies ist zwar nur ein Teil des Weges zur Verlagerung der Halbleitertechnologie. Es ist ein wirklich guter Anfang. ~ Dean