brinmax

Сравните фабрику булавок из книги Адама Смита «Богатство народов» с современной фабрикой картофельных чипсов, описанной в подкасте.

Требуемое время:

Материалы:

Классный период 1

Классный период 2

Урок 1

Шаг 1

В классе или в небольших группах попросите своих учеников прочитать первую главу знаменитой книги Адама Смита, Исследование природы и причин богатства народов с использованием вопросов руководства для чтения AdamSmithWorks. Они должны работать вместе, чтобы понимать язык и терминологию.

Шаг 2

Если вы разбили класс на группы, чтобы прочитать текст, соберитесь вместе всем классом, чтобы обсудить ответы на различные вопросы в тексте.

Step 3

Посмотрите торговое животное: разделение труда.

Step 4

Вопросы с краткими ответами, которые можно найти внизу страницы или в раздаточном материале, можно отправить вместе со студентами домой в качестве домашнего задания или обсудить в классе.

Шаг 5

Урок 2

Шаг 1

Step 2

Какое отношение имеет подкаст EconTalk о картофельных чипсах к Адаму Смиту?

1. Спросите студентов: В чем сходство и различие между фабрикой булавок, которую Адам Смит использовал в своих трудах в 1776 году, и фабрикой Frito Lay в подкасте 2011 года? Напишите это на доске.
2. Спросите студентов: Что вас больше всего удивило в процессе производства картофельных чипсов? Как вы думаете, что было бы самым удивительным для Адама Смита? (Примите любой ответ, который указывает на то, что студенты читали, слушали подкаст и читали текст.)

Шаг 3

Обсудите: Что Адам Смит сказал бы о фабрике Frito Lay?

Подумайте, чем отличается фабрика Frito Lay от фабрики булавок 18-го века, которую вы исследовали в Интернете.В чем сходство и различие между двумя заводами? Что вас больше всего удивило в способе приготовления картофельных чипсов? Как вы думаете, что больше всего удивило бы Адама Смита в том, как производятся картофельные чипсы?

Разделение труда

• Позволяет рабочим повышать свою «ловкость» или развивать специализированные навыки
• Позволяет сэкономить время за счет устранения «затрат на переключение» при перемещении рабочих между задачами, и
• Разрешить изобретение специализированных машин и технологий для решения разделенных задач

Сравните это со сценарием, в котором вы и ваш друг готовите картофельные чипсы на домашней кухне. В чем разница между этим сценарием и фабрикой Frito Lay и как эти различия связаны с разделением труда?

Объем рынка

В главе 3 книги 1 из «Богатство народов » Адам Смит говорит:

«Поскольку именно способность обмена дает повод к разделению труда, поэтому степень этого разделения всегда должна быть ограничена степенью этой власти или, другими словами, размером рынка. Когда рынок очень мал, ни один человек не может иметь никакого поощрения полностью посвятить себя одному занятию из-за отсутствия возможности обменивать всю эту прибавочную часть продукта своего труда, превышающую его собственное потребление, на такие части продукта труда других людей, для которых он имеет повод.

Прочтите этот отрывок вместе со своими учениками. Попросите их изложить это простым языком: чем больше рынок, тем большее разделение труда он может поддерживать.

Почему размер рынка имеет значение для способности разделения труда увеличивать производство?

Например, если вы можете продать пакет картофельных чипсов за 0,50 доллара, сколько пакетов вам придется продать, чтобы покрыть постоянные затраты на оборудование? (20 миллионов мешков)

В Белойте, Висконсин, находится фабрика Frito Lay. В Белойте проживает 35 000 человек. Если бы Frito Lay продавал только чипсы в городе, каждый житель Белойта должен был бы купить пакет картофельных чипсов по 571 $ 0,50 только для покрытия стоимости оборудования на фабрике — и им все равно пришлось бы покрывать другие постоянные расходы, такие как зданий и земли, плюс переменные затраты, такие как ингредиенты и рабочая сила.

Насколько разделение труда может поддержать меньший рынок?

Насколько хорошо люди, производящие чипсы в домашних условиях, будут подходить для обслуживания города Белойт? Насколько хорошо подходит малый бизнес, производящий чипы?

Подведение итогов

Вопросы для обсуждения:

1. Объясните, чем разделение труда при приготовлении картофельных чипсов с другом отличается от разделения труда на фабрике по производству картофельных чипсов. Как это влияет на специализацию, время, технологию, качество продукции и стоимость чипа?

   Некоторые примеры отличий:

• Мы можем разделить наши рабочие места только двумя способами, поэтому мы теряем время на переключение между работами и не так хороши на каждом этапе процесса изготовления картофеля
• Мы не производим картофельные чипсы постоянно, поэтому не можем покупать специализированное оборудование.
• Если мы все-таки купим специализированное оборудование, оно будет намного дешевле, чем инвестировала бы картофельная фабрика (мы можем получить кухонный комбайн, но не получим конвейерную систему)
• Мы не покупаем столько картофеля, поэтому мы можем не получить оптовые цены, и поэтому мы платим больше за картофель
• Для производства каждого производимого чипа потребуется много ресурсов, и большая часть этих затрат будет связана с работой, которую вы и ваш друг вложили в него

1. Что лучше всего подходит для обслуживания только города Белойт, Висконсин: частных лиц, производящих чипсы на своих кухнях, малого бизнеса, специализирующегося на картофельных чипсах, или полноразмерной фабрики Frito Lay?
2. Объясните, как разделение труда делает каждый уровень производства более или менее подходящим для обслуживания такого города, как Белойт.
3. Объясните, как следует ожидать, что размер рынка повлияет на цену, качество и занятость.

Студенты должны обсудить, по крайней мере, специализацию, время производства, технологию, качество и стоимость производства при изложении своего аргумента. Вот несколько примеров потенциальных различий.

Домашнее производство картофельных чипсов будет очень дорогостоящим по причинам, которые обсуждались при размышлениях о разделении труда при приготовлении картофельных чипсов с другом.Качество также будет менее надежным, чем при очень крупномасштабном производстве. Домашние повара могут быть не в состоянии производить чипсы достаточно дешево, чтобы взимать плату, которую заплатил бы кто-либо.

Предполагается, что малый бизнес увеличит производство до точки, при которой улучшится специализация и ловкость рук, и можно будет нанять достаточное количество сотрудников, чтобы снизить затраты на переключение. Специализированный бизнес, вероятно, мог бы инвестировать в специализированное оборудование, такое как мощные кухонные комбайны и промышленные фритюрницы.Они также смогут покупать ингредиенты оптом.

Фабрика Frito-Lay не подходит по причинам, обсуждаемым в классе, на которые студенты должны сослаться. Белойт недостаточно велик, чтобы поддерживать такое разделение труда, которое представляет фабрика.

Почему нехватка полупроводников не скоро закончится

Что такое полупроводник, и для каких типичных вещей они используются или необходимы?

Теперь почти все.Ваш телефон, ваш телевизор, ваша бытовая техника, ваша машина — вы называете это. Мы используем полупроводниковые микросхемы для управления и изменения процессов, которыми мы, как потребители, и частные лица, владеем и используем. Мы также используем их для промышленного оборудования, самолетов, автомобилей — они повсеместны.

Похоже, что в средствах массовой информации речь идет об автомобилях. Это почему?

У них дефицит, кризис. Отсутствует достаточное предложение, что привело к тому, что они фактически закрыли фабрики, сократили производство и уволили рабочих по всему миру.Причина в том, что у них нет чипов, и многие люди об этом не задумывались, но сегодня у нас очень много чипов внутри наших автомобилей. Вы можете смотреть на машину как на движущийся компьютер. В каждом автомобиле есть всевозможные системы — отопление, кондиционер, развлечения, двигатель — и все они контролируются и контролируются электронными микросхемами. И, как вы хорошо знаете на производстве, когда у производителя не хватает одной детали, не имеет значения, насколько она мала: вы не можете закончить сборку или отправить продукт, поэтому у вас серьезные проблемы.Кстати, это уже случалось раньше.

Так это с прецедентами?

Да. В 2011 году в Японии произошло знаменитое землетрясение на Фукусиме, и следствием этого стало появление компании Renasas, которая производит чипы, в первую очередь для автомобильной промышленности, но также и для других. Оказалось, что этот завод, расположенный недалеко от Фукусимы, был крупным поставщиком микросхем, которые используются в автомобилях по всему миру. А из-за цунами и землетрясения фабрику закрыли.В результате мировые мощности значительно сократились, примерно на 25% — очень заметно. И фабрики по всему миру были вынуждены свернуть производство и закрыть — японские производители, немецкие, китайские — вы называете это. И оказалось, что все эти производители устанавливали модули, необходимые для сборки, так называемые «узлы», то есть развлекательную систему, систему контроля топлива или систему климат-контроля. Все эти модули, производимые различными поставщиками, затем собираются в автомобиль.В наши дни многие компоненты и узлы используют много микросхем. Оказывается, для многих производителей по всему миру этот завод был основным источником поставок. Итак, когда он упал, все были сбиты с толку. Интересно то, что большинство компаний даже не знали, что этот завод является поставщиком их поставщикам. Такова природа цепочек поставок. Они не только включают поставщиков первого уровня, но и требуют, чтобы все уровни — уровни — ниже первого также удовлетворяли требованиям. И это привело к тому, что мы называем цепочкой поставок «ромбовидной формы», т.е.е., тот, у которого идеальная дроссельная заслонка. Весь материальный поток должен проходить через эту единственную точку, и когда он прерывается, вся система тормозит.

Это произошло в 2011 году, и крупным производителям потребовалось много месяцев, чтобы восстановить объемы производства. Четыре месяца, шесть месяцев — все зависит от производителя. Все говорили: «Мы усвоили урок и знаем, где мы уязвимы. Конечно, этого больше не повторится ».

Это случилось снова.

Похоже на карточный домик.

Теперь не только Япония, но и Toyota и Samsung являются основными поставщиками микросхем для автомобильной промышленности. И дело не в том, что они были нарушены, им просто не хватило мощностей из-за огромных изменений спроса. Это касается не только автомобильной промышленности, но и всех производителей бытовой электроники, которые используют гораздо больше микросхем, чем автомобильная промышленность. Рассмотрим, что произошло в прошлом году из-за пандемии. Мы дома смотрим телевизор, пользуемся своими устройствами, люди покупают больше, а спрос на бытовую электронику и другие устройства сильно вырос.Кроме того, в первых двух кварталах [2020 года] спрос на автомобили сильно упал. Люди просто не покупали машины. Таким образом, все производители предполагали, что им придется сокращать объемы производства, и не заказывали намного больше запасов. Они эффективны; это называется управлением запасами «точно в срок» или «бережливым» производством. В результате они не заказывали дополнительный инвентарь.

Во второй половине прошлого года спрос резко вырос — люди внезапно начали покупать автомобили. Когда производители пошли заказывать больше микросхем, они обнаружили, что мощности недостаточно, потому что она уже была выделена для других отраслей, например, для бытовой электроники.

Это вызвано только пандемией?

Ну, я бы сказал, что пандемия была основной причиной. Это существенно нарушило структуру спроса, и то, как компании отреагировали на этот шок спроса или не смогли его предвидеть, привело к проблеме. Производители должны уметь управлять этими вещами — вот чему мы учим на наших курсах по управлению цепочками поставок: как минимизировать риски и согласовывать предложение со спросом. К сожалению, они упали.Вы могли указать пальцем и сказать, что они приняли неверные решения, и дать множество постфактум объяснений, но это было в первую очередь вызвано беспрецедентными сдвигами в спросе. С одной стороны, потребительская электроника взорвалась, автомобильная промышленность рухнула, а затем произошел взрыв.

Есть ли стремление к производству микросхем в США?

Это большая реакция. Федеральное правительство разработало программу «ЧИПС для Америки», которая способствует развитию отечественного производства.И теперь мы все знаем о сбоях в цепочке поставок. Я изучаю эту тему годами, и никто не знал, что я делаю. [Смеется] Аргумент таков: «Если бы у нас было больше заводов в США, производящих чипы, мы не были бы так зависимы от иностранных поставщиков и были бы менее уязвимы во время сбоев». И это правда. Итак, правительство США сейчас придумывает стимулы, чтобы попытаться по существу вернуть производство полупроводников в США, это называется «перешоринг». США раньше доминировали в производстве микросхем, а теперь их мировые производственные мощности сократились до 12%. что немало, но раньше было намного выше.Полупроводники — важная отрасль промышленности, жизненно важная не только для национальной экономики, но и для обороны. Эти микросхемы часто используются в аэрокосмических и военных системах.

Итак, это аргумент. Но строительство завода по производству полупроводников — завода по производству микросхем — теперь стоит от 4 до 5 миллиардов долларов. На сборку фабрики уходят годы, и даже после ее открытия может потребоваться до года, чтобы отрегулировать процесс, чтобы довести урожайность до уровня жизнеспособности. Первые шесть-девять месяцев они тестируют и модифицируют.Вы не можете щелкнуть выключателем и вернуть фабрики домой.

Наверное, это тоже работа с квалифицированной рабочей силой, не так ли?

Эти заводы полностью автоматизированы. Вы можете увидеть странного человека, но не слишком много. И у нас есть крупная промышленность по производству полупроводникового оборудования, которая производит оборудование для заводов по производству микросхем. Они продают миллиарды долларов в год. Например, одним из самых крупных является «Прикладные материалы». Основная составляющая стоимости производства микросхемы — это оборудование, которое высоко автоматизировано.Много квалифицированной рабочей силы уходит на сборку оборудования и определенное количество на работу фабрик. Техническое обслуживание также является большой проблемой, потому что, если машина выходит из строя, фабрика выходит из строя и прекращает производство, и это нарушение может стоить 100000 долларов в час.

Это капиталоемкая, сложная отрасль. Производительность также подвержена огромным технологическим изменениям. Каждые два или три года производители меняют технологию, предлагая более совершенные конструкции микросхем или оборудования.В результате эта отрасль регулируется законом Мура, который гласит, что каждые 18 месяцев стоимость производства микросхемы снижается вдвое. И так уже 40 лет. И благодаря этому у нас есть удивительно дешевая электроника, которая делает удивительные вещи.

Но технология, по которой производится такая продукция, постоянно видоизменяется и обновляется. Я провел много времени, работая с этой отраслью. Это сложная отрасль. И с такими сбоями, как COVID, которые заставляют крупных клиентов возвращаться и возвращаться таким образом, будут сбои.И были.

Увидим ли мы повышение цен в ближайшее время?

Мы видели нехватку ассигнований. Если вы хотите купить машину сегодня, вам, вероятно, придется подождать, чтобы получить то, что вы хотите. Это также верно для многих других продуктов. Некоторые цены вырастут, и задержек будет больше.

Что делает указ Байдена?

Теперь все понимают, что работа цепочки поставок имеет решающее значение для экономики и нашего благополучия.Я думаю, все это пришло домой, когда начался кризис COVID, и мы пошли в супермаркет и не увидели туалетной бумаги, верно? И люди запаниковали. У нас была паническая покупка туалетной бумаги. И оказалось, что туалетной бумаги было много, просто она оказалась не в нужном месте. В настоящее время управление цепочками поставок признано важной задачей, и президент Байден сформировал целевую группу для изучения этого. Это тоже происходит не в первый раз — и я считаю, что это прекрасная и отличная идея. Но я думаю, что изменения, которые необходимо внести, должны исходить от компаний; правительство имеет ограниченное влияние.Они могут продвигать вещи и предоставлять стимулы, и они это делают, и это изменяет, но не диктует решения компаний.

Я участвовал в исследовании несколько лет назад, работая с группой профессоров и фабрик со всего мира, о поиске поставщиков для производства: что побуждает компании принимать решения о размещении или перемещении производства из одной страны в другую? Сейчас это критическая проблема для полупроводников. «Давайте вернем их». Одна из целей целевой группы — способствовать этому.Но это непростое решение для компании. Необходимо учитывать компромиссы и риски. Раньше это диктовалось строго затратами на рабочую силу: «Езжайте в Китай, потому что затраты на рабочую силу ниже». Это уже неверно, и решить эту проблему не так просто.

Итак, я думаю, это здорово, что у нас есть признание на всех уровнях правительства, что мы должны изменить политику, которая влияет на решения цепочки поставок, такие как налоги, льготы и тарифы. Эти вещи важны и будут влиять на траекторию решений, но есть много других факторов, которые влияют на глобальную стратегию цепочки поставок компании.И каждая страна в мире пытается сделать то же самое; все хотят, чтобы у граждан была хорошая работа и доступ к недорогим товарам. Правительства хотят способствовать этому. Например, правительства Китая и США соревнуются за одно и то же, и каждое из них стимулирует свою экономику к достижению одинаковых результатов. Сейчас сложилась ситуация, когда цепочки поставок конкурируют друг с другом.

Как решить эту проблему?

Я не думаю, что он скоро уйдет.Вы не можете создать мощности в одночасье, поэтому нам придется мириться с последствиями.

Компании могут сейчас принимать решения, которые обеспечат отказоустойчивость и, таким образом, снизят риски в будущем, и это то, что они все пытаются делать. Это может быть основано на поиске других поставщиков, изменении продуктов и процессов или создании инвентаря компонентов. Это делается по мере возможности. И это будет иметь какой-то эффект. Но возвращаясь к туалетной бумаге, когда начался кризис, вы зашли в супермаркет и увидели пустые полки.Но, как я сказал ранее, это произошло не из-за нехватки мощностей; производство туалетной бумаги было достаточным для удовлетворения спроса. Я не эксперт, но думаю, что потребление не сильно изменится. Итак, возникает вопрос: «Куда идет вся туалетная бумага?» Более половины ее производилось в больших рулонах, которые отправлялись институциональным пользователям, например школам и фабрикам. И все они были закрыты. Вы не можете купить большие булочки для дома; это не подошло бы. Итак, вам пришлось переупаковывать продукцию.Это заняло время, но не годы или месяцы — несколько недель, чтобы переоборудовать машины. Потому что это в основном один и тот же продукт. Им также пришлось перераспределить доступное предложение, чтобы динамически сбалансировать спрос и предложение. Они сделали все это, и в результате месяц спустя на полках магазинов оказалось много туалетной бумаги. Эта проблема была решена.

Вы можете попробовать сделать то же самое с полупроводниками, но это тоже не сработает. Их нельзя просто переупаковывать.

Чипы, используемые в автомобилях, также являются узкоспециализированными для проектирования автомобилей.Вы не можете взять чип Chevy Bolt и использовать его для Tesla. Таким образом, вы не можете объединить предложение и перераспределить его. Вы можете сделать это с туалетной бумагой, потому что это товар. Но эти микросхемы узкоспециализированы, и это ограничивает возможность объединения поставок для смягчения этого кризиса.

Определение полупроводников

Что такое полупроводник?

Полупроводник — это материальный продукт, обычно состоящий из кремния, который проводит электричество больше, чем изолятор, такой как стекло, но меньше, чем чистый проводник, такой как медь или алюминий.Их проводимость и другие свойства могут быть изменены путем введения примесей, называемых легированием, для удовлетворения конкретных потребностей электронного компонента, в котором он находится.

Полупроводники, также известные как полупроводники или чипы, можно найти в тысячах продуктов, таких как компьютеры, смартфоны, бытовая техника, игровое оборудование и медицинское оборудование.

ключевые выносы

• Полупроводник, который содержится в тысячах электронных продуктов, представляет собой материал, проводящий электричество больше, чем изолятор, но меньше, чем чистый проводник.
• Есть четыре основных типа полупроводников.
• Полупроводниковая промышленность живет — и умирает — по простому кредо: меньше, быстрее и дешевле.
• Инвесторам следует помнить, что полупроводниковая промышленность очень циклична и подвержена периодическим подъемам и спадам.
• Помимо инвестиций в конкретные компании, производящие полупроводники, существуют также ETF, индексные фонды и индексы, которые разбивают сектор на производителей микросхем и производителей оборудования для микросхем.

Понимание полупроводников

Полупроводниковые устройства могут демонстрировать ряд полезных свойств, таких как показывать переменное сопротивление, легче пропускать ток в одном направлении, чем в другом, и реагировать на свет и тепло. Их фактическая функция включает усиление сигналов, переключение и преобразование энергии. Таким образом, они находят широкое применение почти во всех отраслях промышленности, а компании, производящие и тестирующие их, считаются отличными индикаторами состояния экономики в целом.

Типы полупроводников

Вообще говоря, полупроводники делятся на четыре основные категории продукции:

Память

Микросхемы памяти служат временным хранилищем данных и передают информацию в мозг компьютерных устройств и из него. Консолидация рынка памяти продолжается, в результате чего цены на память настолько низки, что лишь несколько гигантов, таких как Toshiba, Samsung и NEC, могут позволить себе оставаться в игре.

Микропроцессоры

Это центральные процессоры, которые содержат базовую логику для выполнения задач.Доминирование Intel в сегменте микропроцессоров вытеснило почти всех конкурентов, за исключением Advanced Micro Devices, с основного рынка в более мелкие ниши или разные сегменты в целом.

Товарные интегральные схемы

Иногда их называют «стандартными чипами», они производятся огромными партиями для повседневной обработки. Этот сегмент, в котором доминируют очень крупные азиатские производители микросхем, предлагает мизерную прибыль, с которой могут конкурировать только крупнейшие полупроводниковые компании.

Комплекс SOC

«Система на кристалле» — это, по сути, создание микросхемы интегральной схемы с возможностью использования всей системы. Рынок вращается вокруг растущего спроса на потребительские товары, сочетающие в себе новые функции и более низкие цены. Поскольку двери на рынки памяти, микропроцессоров и товарных интегральных схем плотно закрыты, сегмент SOC, возможно, остается единственным, у которого есть достаточно возможностей для привлечения широкого круга компаний.

Полупроводниковая промышленность

Успех в полупроводниковой промышленности зависит от создания более компактных, быстрых и дешевых продуктов.Преимущество крошечности в том, что на один и тот же чип можно поместить больше энергии. Чем больше транзисторов на микросхеме, тем быстрее она выполняет свою работу. Это создает жесткую конкуренцию в отрасли, а новые технологии снижают стоимость производства одного чипа, так что в течение нескольких месяцев цена нового чипа может упасть на 50%.

Это привело к наблюдениям, названным законом Мура, который гласит, что количество транзисторов в плотной интегральной схеме удваивается примерно каждые два года.Это наблюдение названо в честь Гордона Мура, соучредителя Fairchild Semiconductor и Intel, который написал статью с описанием этого в 1965 году. В настоящее время период удвоения часто обозначается как 18 месяцев — цифру, которую приводит исполнительный директор Intel Дэвид Хаус.

В результате на производителей микросхем постоянно оказывается давление, чтобы они изобрели что-то лучше и даже дешевле, чем то, что определяло современное состояние всего несколько месяцев назад. Поэтому компаниям, производящим полупроводники, необходимо поддерживать большие бюджеты на исследования и разработки.Ассоциация исследования рынка полупроводников IC Insights сообщила, что 10 крупнейших полупроводниковых компаний потратили в среднем 13,0% продаж на НИОКР в 2017 году, в диапазоне от 5,2% до 24,0% для отдельных компаний.

Традиционно полупроводниковые компании контролировали весь производственный процесс, от проектирования до производства. Тем не менее, многие производители микросхем теперь делегируют все больше и больше продукции другим представителям отрасли. Литейные компании, единственной сферой деятельности которых является производство, в последнее время вышли на первый план, предлагая привлекательные варианты аутсорсинга.Помимо литейных заводов, ряды дизайнеров и тестеров микросхем, которые становятся все более специализированными, начинают пополняться. Компании по производству микросхем становятся все более экономичными и эффективными. Производство чипсов теперь напоминает кухню ресторана изысканной кухни, где повара выстраиваются в очередь, чтобы добавить в смесь нужные специи.

В 1980-е производители микросхем жили с доходностью (количество работающих устройств от всего произведенного) 10-30%. Сегодня некоторые производители микросхем стремятся к доходности 80–90%. Это требует очень дорогих производственных процессов.В результате многие компании, производящие полупроводники, занимаются проектированием и маркетингом, но предпочитают отдать часть или все производство на аутсорсинг. Известные как производители микросхем без фабрики, эти компании имеют высокий потенциал роста, поскольку они не обременены накладными расходами, связанными с производством или «изготовлением».

Инвестиции в полупроводниковую промышленность

Помимо инвестирования в отдельные компании, есть несколько способов контролировать инвестиционные показатели всего сектора.К ним относятся эталонный индекс PHLX Semiconductor Index, известный как SOX, а также его производные формы в биржевых фондах. Есть также индексы, которые делят сектор на производителей микросхем и производителей оборудования для микросхем. Последний разрабатывает и продает оборудование и другую продукцию, используемую для разработки и тестирования полупроводников.

Кроме того, некоторые зарубежные рынки, такие как Тайвань, Южная Корея и, в меньшей степени, Япония, сильно зависят от полупроводников, и поэтому их индексы также дают представление о состоянии мировой промышленности.

Особые соображения при инвестировании в полупроводники

Если инвесторы в полупроводники могут помнить одну вещь, это должно быть то, что полупроводниковая промышленность очень циклична. Производители полупроводников часто сталкиваются с циклами «подъема и спада», основанными на базовом спросе на продукты на основе микросхем. В хорошие времена прибыль производителей микросхем может быть очень высокой; Однако когда спрос падает, цены на микросхемы могут резко упасть и оказать серьезное влияние на цепочки поставок многих отраслей.

Спрос обычно отслеживает спрос со стороны конечного рынка на персональные компьютеры, сотовые телефоны и другое электронное оборудование. В хорошие времена такие компании, как Intel и Toshiba, не могут производить микрочипы достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос. Когда наступают тяжелые времена, они могут быть совершенно жестокими. Например, низкие продажи ПК могут поставить отрасль — и цены на ее акции — в штопор.

В то же время нет смысла говорить о «цикле чипа», как если бы это было событием особого характера.В то время как полупроводники по-прежнему остаются сырьевым бизнесом, их конечные рынки настолько многочисленны — ПК, коммуникационная инфраструктура, автомобили, потребительские товары и т. Д. — что маловероятно, что избыток производственных мощностей в одной области приведет к падению всего дома.

Риски цикличности

Удивительно, но цикличность отрасли может в определенной степени утешить инвесторов. В некоторых других технологических секторах, таких как телекоммуникационное оборудование, никогда нельзя быть полностью уверенным в том, является ли состояние циклическим или светским.Напротив, инвесторы могут быть почти уверены, что рынок в какой-то момент в не столь отдаленном будущем развернется.

Цикличность дает некоторое утешение, но также создает риск для инвесторов. Производители чипов должны регулярно участвовать в азартных играх с высокими ставками. Большой риск связан с тем, что после крупного проекта разработки компаниям может потребоваться много месяцев или даже лет, чтобы выяснить, сорвали ли они джекпот или все сорвали. Одной из причин задержки является переплетенная, но фрагментированная структура отрасли: различные секторы достигают пика и минимума в разное время.

Например, нижняя точка для литейных производств часто наступает намного раньше, чем для разработчиков микросхем. Другой причиной является длительное время выполнения заказа в отрасли: на разработку микросхемы или создание литейного цеха уходят годы, и еще больше времени, прежде чем продукты приносят прибыль.

Компании, производящие полупроводники, сталкиваются с классической загадкой: движет ли рынок технология, или рынок движет технологией. Инвесторы должны признать, что оба они применимы для полупроводниковой промышленности.

Поскольку компании тратят значительную часть доходов на исследования и разработки, окупаемость которых может занять несколько месяцев или даже лет — а иногда и не тогда, если технология неисправна, — инвесторы должны с осторожностью относиться к заявлениям компаний, которые утверждают, что имеют новейшие и лучшие технологии в полупроводниковой промышленности.

Часто задаваемые вопросы о полупроводниках

Чем полупроводник отличается от проводника или изолятора?

Полупроводник, по сути, функционирует как гибрид проводника и изолятора.В то время как проводники — это материалы с высокой проводимостью, которые позволяют течь заряду при приложении напряжения, а изоляторы не пропускают ток, полупроводники поочередно действуют как изолятор и проводник там, где это необходимо.

Что такое полупроводник N-типа?

Полупроводник n-типа представляет собой полупроводник со смешанными примесями, в котором используются пятивалентные примесные атомы, такие как фосфор, мышьяк, сурьма, висмут.

Что такое полупроводник P-типа?

Полупроводник p-типа — это тип примесного полупроводника, который содержит трехвалентные примеси, такие как бор и алюминий, которые увеличивают уровень проводимости обычного полупроводника, сделанного исключительно из кремния.

Что такое внутренний полупроводник?

Собственный или чистый полупроводник — это полупроводник, в который не добавлены какие-либо примеси или легирующие примеси, как в случае полупроводников p-типа и n-типа. В собственных полупроводниках количество возбужденных электронов и количество дырок равны: n = p.

Решение, возможно, уже изготовлено

Стивен Чжоу, соучредитель и генеральный директор, Moov

getty

Некоторые указали на пандемию Covid-19 как на движущую силу нынешней нехватки чипов.Безусловно, рост продаж потребительских устройств, вызванный тенденциями к работе на дому, сбоями в цепочке поставок, вызванными пандемией и недавними стихийными бедствиями, заставили производителей микросхем изо всех сил реагировать на растущий глобальный дисбаланс в полупроводниковой промышленности.

Однако эта последняя нехватка микросхем — не единичное явление, а симптом системной проблемы, которая не исчезнет без переосмысления всей цепочки поставок полупроводников. Цепочка поставок для производства полупроводников жесткая, с высоким барьером для входа, и серьезные последствия для перенасыщения поставок усугубляются быстро меняющимися конечными рынками.В результате в настоящее время мы наблюдаем отголоски решений, принятых более десяти лет назад производителями микросхем и их поставщиками оборудования.

Позвольте мне объяснить. Текущая нехватка микросхем не ограничивается критически важными компонентами и специализированными основными процессорами. Дефицит включает менее важные, но все же важные компоненты, такие как регулировка мощности, которая используется в широком спектре конечных устройств. Этот дефицит, влияющий на автомобильную промышленность, широко освещался, но все отрасли, конкурирующие с гигантами бытовой электроники за те же компоненты, которые используются как в электромобиле, так и в вашем iPhone, почувствуют это влияние.

Почему? Потому что эти менее важные, но важные компоненты в основном производятся с использованием устаревшего оборудования, которое больше не производится, и в производственных центрах, мощности которых почти исчерпаны. По мере распространения умных устройств спрос на эти компоненты будет только расти на всех конечных рынках.

Аналоговые микросхемы, драйверы дисплеев, ИС управления питанием и ВЧ-устройства производятся фабриками диаметром 200 мм (8 дюймов), а не фабриками диаметром 300 мм (12 дюймов), которые используются для новейших микросхем. Как правильно резюмирует компания Semiconductor Engineering, в первое десятилетие 2000-х годов инвестиции в наращивание 200-миллиметровой емкости застопорились, поскольку производители микросхем перешли на 300-миллиметровые технологические узлы.И кто мог их винить? Избыток предложения в начале 2000-х годов привел к снижению цен на микросхемы, что привело к серии слияний и поглощений, по сути вытеснив мелких игроков, у которых просто не было масштабов, чтобы конкурировать в низкорентабельном бизнесе по управлению 200-миллиметровыми фабриками.

Более того, быстро меняющиеся конечные рынки означают, что машина с семизначными цифрами, используемая для производства нового поколения микросхем, может устареть в течение пяти лет. И хотя это оборудование имеет гораздо более длительный срок службы, основное оборудование исторически было неликвидным, так как машины перепродавались за небольшую часть их первоначальной стоимости.Однако с распространением повседневных «умных» устройств спрос на 200 мм снова начал расти примерно в 2015 году, поскольку устройства Интернета вещей создали потребность в более дешевых микросхемах с более низкими требованиями к производительности.

Перенесемся в сегодняшний день, и отраслевые источники предполагают, что на всех литейных заводах есть 200-миллиметровые фабрики. Когда производственные линии исчерпаны, производители микросхем должны либо наращивать мощности на существующих заводах, либо строить новые. Оба варианта требуют большего количества оборудования, которого также не хватает. Большинство производителей оригинального оборудования (OEM) больше не производят оборудование диаметром 200 мм (за некоторыми заметными исключениями).Даже если новое оборудование в технологическом процессе поддерживает 200 мм, время выполнения заказа может составлять до 18 месяцев для нового оборудования от OEM-производителей, а это означает, что увеличение расходов на новое оборудование сегодня не приведет к увеличению мощности не раньше 2022 года. Производители оригинального оборудования также ищут устаревшие машины, возраст которых составляет от 20 до 25 лет, с целью их модернизации для поддержки пластин меньшего размера. Короче говоря, винтажное оборудование неожиданно стало популярным товаром.

Теоретически нехватка оборудования и длительные сроки выполнения заказа должны в равной степени повлиять на производителей микросхем по всему миру — но так ли это?

Nikkei Asia недавно сообщил о непредвиденных последствиях торговых войн эпохи Трампа: китайские производители микросхем потратили 2020 год на закупку машин старого поколения, а не , но , ограниченных правилами.Для раскрытия информации, я являюсь генеральным директором глобального рынка бывшего в употреблении оборудования для производства полупроводников. Таким образом, данные торговой площадки моей компании подтверждают эту тенденцию:

• В целом производители микросхем увеличили расходы на подержанное оборудование на 54% с 2019 по 2020 год.

• Американские производители микросхем увеличили расходы на 61% с 2019 по 2020 год.

• Китайские конечные пользователи увеличили расходы на колоссальные 339% с 2019 по 2020 год. , что на , опережая американских производителей микросхем по затратам на оборудование, более чем два к одному.

• Стоимость подержанного оборудования только за последний год увеличилась более чем вдвое.

Почему это важно? Обсуждения по поводу наращивания внутренних производственных мощностей, торговых ограничений и нехватки микросхем в основном сосредоточены на передовых технологиях. Но передовые технологии — это не просто новейшие чипы.

Что касается политики, то отраслевые группы, такие как SIA, предложили стимулы для стимулирования внутреннего производства микросхем, чтобы обеспечить самообеспеченность США, когда дело доходит до будущего полупроводников.

Intel, крупнейший производитель микросхем в США, удваивает производство, инвестируя 20 миллиардов долларов в два новых производственных центра в Чандлере, штат Аризона. Действительно, местные налоговые льготы сделали Аризону центром производства полупроводников в США: компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. сообщила, что потратила на рынок 35 миллиардов долларов, а Samsung также рассматривает возможность строительства новых заводов в Аризоне.

Однако краткосрочное решение проблемы нехватки микросхем может включать расширение производственных мощностей существующих 200-миллиметровых фабрик.Самый быстрый способ сделать это — закупить подержанное или отремонтированное оборудование.

Тем не менее, вторичный рынок оборудования для производства полупроводников фрагментирован, неизмеримо и легко упускается из виду производителями микросхем, отраслевыми группами и регулирующими органами. Хотя «бывшее в употреблении производственное оборудование» может показаться не лучшим решением глобального кризиса, здоровый вторичный рынок капитального оборудования может:

• Улучшение жестких цепочек поставок, которые способствовали глобальному дефициту.

• Повышение ликвидности оборудования, помогая производителям микросхем в США увеличивать производственные мощности при одновременном снижении риска переизбытка предложения.

• Позволяет более мелким производителям конкурировать в устаревших технологиях благодаря более дешевому капитальному оборудованию.

• Обеспечение экологической устойчивости в высокотехнологичном производстве за счет рециркуляции машин, которые редко выходят из строя после того, как их первые владельцы выбывают из эксплуатации.

Вторичный рынок основного оборудования имеет решающее значение для увеличения емкости зрелых узлов.Как отрасль, мы можем помочь повысить прозрачность и легитимность этой стратегии цепочки поставок путем формального измерения и мониторинга глобального вторичного рынка оборудования для производства полупроводников.