De kans is groot dat u de afgelopen anderhalf jaar hebt gehoord van het wereldwijde tekort aan halfgeleiderchips of er persoonlijk door bent getroffen toen u op zoek was naar de aankoop van een nieuw of gebruikt voertuig. Twee faculteitsleden van de afdeling Electrical and Computer Engineering aan de Texas A&M University - professor Paul Gratz en professor of Practice en Associate Department Head Stavros Kalafatis - buigen zich over de kwestie.

In de afgelopen 20 jaar heeft het fabricageproces van halfgeleiderchips een grote verschuiving ondergaan, waardoor de meeste fabricage in het buitenland plaatsvond. Deze verandering werkte goed voor de pre-pandemie van de halfgeleiderindustrie, omdat fabrikanten de chips in huis konden ontwerpen en ze voor veel minder op buitenlandse locaties konden fabriceren.

Maar in 2020, toen de pandemie de wereld schokte, kochten consumenten minder van alles en vervolgens stopten technologiebedrijven met het kopen van inventaris. Toen de wereld op een nieuwe virtuele manier bleef draaien, met velen die vanuit huis werkten, werd er extreem veel vraag naar items zoals laptops en andere elektronica. De verkoop van personal computers groeide in 2020 met 11%, de hoogste groei voor die technologie in tien jaar.

Deze onverwachte vraag schokte velen in de elektronica-industrie. Niemand was voorbereid op alles wat volgde in 2020, maar de auto-industrie werd vooral getroffen door het tekort en voelt die gevolgen vandaag nog steeds. Dit komt deels voort uit het besluit om vroeg in de pandemie de bestellingen voor microcontrollers en andere chips stop te zetten vanwege de voorspelling dat consumenten in die tijd geen auto nodig zouden hebben of willen kopen. In combinatie met deze chips die worden gebruikt voor auto's en andere technologie, zoals smartphones en laptops, is de voorraad op dit moment gewoon niet beschikbaar.

"Er zijn maar zoveel chips die per tijdseenheid kunnen worden gebouwd", zei Gratz. "Op dit moment hebben alle fabricagefaciliteiten geen voorraad meer en kunnen ze de vraag nog steeds niet bijhouden. Het duurt lang (ongeveer twee jaar) om nieuwe te bouwen, dus we zitten vast met wat we hebben tot meer fabricagefaciliteiten kunnen online komen."

Kalafatis, een voormalig senior directeur bij Intel, zei dat Intel de laatste fabrikant van volumeprocessors in de Verenigde Staten is met fabricagefaciliteiten die lokaal zijn en wat dat betekent voor de computer- en auto-industrie, die beide deze chips gebruiken.

"Veel van deze high-end fabs die lokaal zijn, zijn gericht op de productie van microprocessors," zei Kalafaits. "Dus dat helpt de laptop- en desktopmarkt, maar het helpt de automobielindustrie niet veel."

De International Data Corporation voorspelt dat de halfgeleidermarkt in 2025 $ 600 miljard zal bereiken, wat neerkomt op een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 5,3% gedurende de prognoseperiode, wat hoger is dan de typische volwassen groei van 3-4% die historisch gezien wordt gezien.

Dus waar gaan we heen vanaf hier? Gratz zegt dat een begin zou zijn om meer fabricagefaciliteiten in de VS te huisvesten. Behalve dat dit de nationale veiligheid ten goede komt, zou dit op de lange termijn kunnen helpen bij de fabricagetijd. Op korte termijn besteden chipbedrijven zoals Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Intel en Samsung actief honderden miljarden aan capaciteitsvergroting om aan de vraag te voldoen. Ondanks deze inspanningen zijn zowel Gratz als Kalafatis van mening dat het minstens zes maanden tot een jaar zal duren voordat de halfgeleiderchipindustrie weer normalere werkprocedures heeft.