В начале пандемии IT-сообщество активно прогнозировало рост выручки для гигантов индустрии, причем как в плане софта-сервиса, так и в плане вполне осязаемого железа. Уже к концу 2020 года, когда мы столкнулись с дефицитом видеокарт и игровых консолей нового поколения, зашла речь о нарушенных цепочках поставки и производства, мол, это все коронавирус и если бы не он, все было бы хорошо.

Но если посмотреть на ситуацию на рынке электроники целиком, то можно увидеть, что мы зашли в точку обфускации, где просто не найти концов, где и когда все пошло не так. Но давайте попробуем. Итак, кризис полупроводников, как уже понятно, бьет сразу по всем сферам, причем как быстрорастущим, так и по тем, что сидят тихо в углу и никого не трогают. Изначальной мета-причиной стал, конечно, коронавирус, но на самом деле сошлось очень и очень много звезд для того, чтобы мы оказались в этой яме.

Последние полгода в сети стала появляться разрозненная информация о том, что производители и потребители сталкиваются с дефицитом чипов и текстолита. Началось все со всем известного дефицита консолей нового поколения и видеокарт, а по итогу вылилось с проблемами по всем фронтам, в том числе и с совсем копеечными старыми платами на древних техпроцессах.

На самом деле наибольшие проблемы назревают как раз в области промышленной электроники. Пандемия совпала с очередным циклом смены техпроцессов, что только усугубило ситуацию. Кто не в курсе: большинство электротехнических товаров используют технологии прошлого или позапрошлого поколения, а многие жизненно важные вещи базируются и вовсе на разработках начал 00-х годов, например, платы контроллеров пожарных систем часто производят на базе малюток ARM Cortex M3.

Arduino due r3 с чипом Cortex M3. Розничная цена платы 300–550 RUB на всем известном китайском сайте

Наиболее заметен кризис «старого текстолита» в такой консервативной области, как автомобилестроение. Так, автоконцерны в принципе не очень охотно внедряют новые стандарты, предпочитая до упора выжимать из существующих линий производства все соки. Однако последние годы классические комплектации автомобилей стали выглядеть просто нелепо на фоне возможностей смартфонов и продукции той же Tesla, машины которой нафаршированы современной электроникой под завязку.

«Компании Ford пришлось сократить объемы производства», «Компания Nissan приостановила свои производства в Мексике и США», «General Motors в свою очередь прогнозирует потерю около $2 млрд выручки» — это основные новости из мира автопроизводителей последнего месяца. Все они связаны с нехваткой полупроводниковых комплектующих, которые в свою очередь невозможно изготовить из-за физического отсутствия полупроводниковой продукции и чипов.

Взлетели цены и на розницу с мелким оптом. Так, на том же Ali цена контроллера для Arduino STM32F103C8T6 ARM 32 Cortex-M3 подскочила с 1,90$ до 2,88$ одним днем — 8 марта. Ситуация на оптовом рынке «копеечных» полупроводников старых техпроцессов еще хуже. Например, популярные и дешевые RISC-и STM32F103RCT6 и STM32F071VBT6 поднялись в цене в ~10–15 раз при покупке напрямую у китайских производителей и практически пропали из розницы.

Трек розничной стоимости чипа STM32F103RCT6 на Ali. До нового года цена составляла 0,90$, на момент написания статьи — взлетела до 7,63$, а у некоторых продавцов — до 9–10$

Все печально и на рынке памяти. Компания TrendForce еще в ноябре прошлого года зафиксировала рост стоимости памяти DDR2 и DDR3 в пределах 1–3% в месяц. Изначально эта цифра не выглядит угрожающе, но именно память предыдущих поколений активно используется в производстве бытовой техники, в том числе и «умной», в контроллерах и прочего дешевого текстолита, к доступности которого мы привыкли.

При этом объемы производственных мощностей DDR1-DDR3 памяти сейчас крайне невелики, на уровне 3–5% от общего количества твердотельной памяти на рынке. Однако важно понимать, что с разгоном полупроводникового дефицита цифры корректируются. В феврале 2021 года стоимости памяти DDR3 выросла еще на 6,8%. Те же TrendForce прогнозируют рост стоимости памяти DRAM всех типов на 13–18% только во II квартале 2021 года. Наиболее тревожная ситуация складывается на рынке памяти низкой плотности, которая задействована как раз в производстве дешевых контроллеров и RISC. Там динамика роста цен, при общих небольших объемах производства, еще выше, что пока не слишком ощущается из-за дешевизны этой продукции в абсолютных цифрах. Насколько подорожает и так не самая дешевая память всех типов к концу года остается только гадать.

Ситуация с оперативной памятью может ухудшиться еще и из-за желания SK Hynix — крупнейшего в мире производителя оперативной памяти — быстрее полноценно освоить техпроцесс и наладить выпуск памяти DDR5 хотя бы серверного сегмента.

Первые образцы плат памяти DDR5 от SK Hynix

Корейцы должны справиться к релизам следующих поколений процессоров AMD и Intel, для которых уже заявлялась поддержка DDR5. Напомним, первые модули DDR5 были представлены публике еще осенью 2020 года. Тогда же SK Hynix заявила, что все спецификации были приняты и согласованы сообществом производителей и в целом, рынок более-менее готов к началу перехода на новый стандарт. Начнется апгрейд с серверного сегмента. Память DDR5 крайне важна для дальнейшего развития IT-сектора, так как базовая частота этих модулей составляет 4000–4800 МГц, что является пороговым максимальным значением для подавляющего большинства модулей DDR4, а в перспективе модули DDR5 выйдут на фантастические 6000–8000 МГц «с завода».

Существует резонный вопрос: а почему не строят новые заводы?

На него есть очень простой ответ: производители боятся вложиться в крупные линии, чтобы потом столкнуться с тем, что произведенную дополнительную продукцию некому продавать. Ведь сейчас страдают только сборочные производства и потребители, а сами производители полупроводников чувствуют себя в условиях перегретого рынка крайне комфортно.

Прекрасным примером того, как компании сейчас могут получать неадекватные сверхприбыли, является выпуск компанией Nvidia «майнерской» карты на базе графического чипа и вообще логики GTX 1660 Super. Там все совпадает, даже конечные вычислительные мощности в цифрах хэшрейта. Отличие только в отсутствии у «майнерского» варианта видеовыходов. Так вот, в условиях дефицита производитель видеокарт продает урезанную версию старой GTX 1660, релизная цена которой в 2019 году составляла 220–270$ в рознице за стоковую/Super модель, за невозможные еще полгода назад 720$. Чистая разница в отпускной стоимости «тогда» и «сейчас» составляет 260%, а прибыль могла вырасти десятикратно.

По этой причине в ближайшее время будут расти цены на все товары, где используются микрочипы, оперативная память или даже простейшие контроллеры. В одном случае рост будет незаметным, в другом — в ситуации с RISC на чипах STM32F103RCT6 и STM32F071VBT6 — цены могут подпрыгнуть в 10 раз.

Вопрос в том, как быстро производители поймут, что в условиях такого перегрева рынок стабильным быть не может, и начнут разворачивать дополнительные производственные мощности. Первыми уже зашевелились Intel: компания объявила о расширении производства и создании бизнес-подразделения Intel Foundry Services (IFS). Оно будет специализироваться на контрактном производстве полупроводниковой продукции. На это дело Intel выделяет 20 млрд долларов, которые будут потрачены на строительство двух новых фабрик на территории США.

Вопрос в том, как быстро отреагируют TSMC и Samsung — в диапазоне от 4 до 22 нм на две эти компании приходится от 40 до 60% всех производственных мощностей мира.