Chips niet leverbaar: oorzaken van het aanhoudende chiptekort

Het chiptekort raast voort. Het wereldwijde aanbod wijkt blijvend af van de vraag. Hoewel fabrikanten en overheden in het afgelopen jaar veelbelovende oplossingen initieerden, lijkt de uitdaging voorlopig onoverbrugbaar. Iedereen die op dit moment een gameconsole, smartphone of auto bestelt loopt het risico om meer te betalen of langer te wachten dan twee jaar terug. Vrijwel alle hardware is afhankelijk van chips. De vraag is gigantisch, het aanbod schiet tekort. Chipfabrikanten zijn niet meer in staat om de vraag naar chips te beantwoorden.

Historische context van chiptekorten

Het probleem dreigt al langer. Soms komt het aanbod met hakken en stoten. Het chiptekort van vandaag is absoluut geen primeur. Internet werd met de komst van smartphones en mobiele apparaten toegankelijker. Het bedrijfsleven digitaliseerde, de vraag naar netwerkapparatuur en processoren voor cloud computing steeg. Breekt een technologie door, dan is de invloed op de vraag naar chips niet altijd op te vangen.

Toen Amerikaanse en Indiase telecomorganisaties in 2004 en masse overstapten op een nieuwe netwerktechnologie (CDMA), kwam het aanbod van toereikende chips in gevaar. Vaste telefoons werden een half jaar lang vertraagd of niet geleverd. In 2011 viel een chipfabriek in Japan stil door een aardbeving. De impact van beide voorbeelden was significant. Toch vergelijkt niets met de ernst van het probleem waar we sinds 2019 voorstaan. Logisch, want een marktwending in de telecom of aardbeving in Japan zijn onvergelijkbaar met de verandering die COVID-19 teweegbracht. Sinds de komst van het internet is er geen enkele gebeurtenis die de wereldwijde markt harder opschudde dan de pandemie.

De structuur van de chipmarkt

Voordat we daarop uitbreiden is belangrijk om te begrijpen hoe de productiemarkt in elkaar steekt. Je hebt ontwerpers, fabrikanten en organisaties die zowel ontwerpen als produceren. Voorbeelden van chipontwerpers zijn Apple, Qualcomm, Nvidia en AMD. Zij ontwerpen een chip, leveren de specificaties aan bij een fabrikant, waarna de fabrikant het model produceert en retourneert. Een chipontwerper heeft geen eigen fabriek. Een fabrikant wél. Die wint de kost van oudsher met de productie van andermans specificaties. Een fabrikant waagt zich niet aan de marketing of verkoop van chips, hooguit voor eigen producten, wat een gezonde relatie met ontwerpers waarborgt. De Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) is verreweg het meest succesvolle voorbeeld.

Tot slot: organisaties die ontwerpen en fabriceren. Intel, IBM en Samsung zijn enkele voorbeelden. De spelers ontwerpen merkeigen chips en produceren in bedrijfseigen fabrieken. De productiecapaciteit doet doorgaans onder voor een toegespitste fabrikant als TSMC, waardoor organisaties als Intel regelmatig samenwerken met fabrikanten om de vraag naar een chip te beantwoorden.

Oorzaken van het huidige chiptekort

De oorzaak van het huidige chiptekort is niet met een enkele organisatie, organisatiesoort of gebeurtenis aan te wijzen. Het probleem heeft meerdere oorzaken. Allereerst zijn de fabrikanten van de meeste wereldwijde chips op één hand te tellen. Het wereldwijde marktaandeel van TSMC wordt op meer dan 50 procent geschat. Het aanbod van TSMC heeft grenzen. Trekt een ontwerper te laat bij TSMC aan de bel om een stijgende vraag naar chips te beantwoorden, dan kan het lang duren voordat die extra vraag kan worden ingevuld. Dat is waarom autofabrikanten tot op heden met een chiptekort kampen.

Eind 2019, aan de voet van de coronacrisis, voorspelden autofabrikanten een afname van de vraag naar voertuigen. Zij annuleerden orders voor chips. Een jaar later bleek de vraag juist toe te nemen en zaten ze met een enorm tekort. Pogingen om orders opnieuw te plaatsen waren tevergeefs. De planning was in de tussentijd bijgesteld. COVID-19 verhoogde de wereldwijde vraag naar consumentenapparatuur. Alleen al in de productie van chips voor consumentenapparatuur was nauwelijks te voorzien. Organisaties die hun orders tijdig hadden ingediend kregen prioriteit.

Het laatstgenoemde probleem begon ver voor de coronacrisis. Dat bevestigde Jensen Huang (CEO van Nvidia) in een recent interview. Videokaarten zouden sinds jaar en dag opgekocht worden door cryptominers en ‘scalpers’; particulieren die apparatuur opkopen, schaarste creëren en voor een hogere prijs doorverkopen. Voor Nvidia en anderen ligt een gezonde chipvoorraad al jaren buiten handbereik. De capaciteit van fabrieken was vóór COVID-19 net genoeg om de stijgende vraag naar technologie te beantwoorden.

De impact op de auto-industrie

Elke elektronicafabrikant heeft er last van, maar de auto-industrie ondervindt extra grote problemen. Wereldwijd is er een tekort aan halfgeleiders. Dit zijn essentiële onderdelen van computerchips: één enkele chip kan duizenden, zelfs miljoenen halfgeleiders hebben. Dankzij COVID-19 moest de hele wereld ineens thuisblijven. Daardoor gingen mensen andere dingen kopen. Autofabrieken lagen stil, waardoor er ook minder auto-onderdelen werden besteld. Terwijl er ineens geen bestellingen meer kwamen voor chips voor auto’s, konden chipfabrikanten de orders voor chips voor consumentenelektronica ineens niet meer aan.

Op zich zou dit niet zo’n probleem zijn als chips voor auto’s niet volledig anders waren dan die voor consumentenelektronica. Dat komt onder andere omdat computerchips in auto’s tegen extremere temperaturen moet kunnen dan in consumentenelektronica. Een televisie hoeft immers nooit te werken in de sneeuw bij -10 graden Celsius, terwijl we dat van een auto wel verwachten. Zowat alle chips die nu gemaakt worden, zijn dus nutteloos voor autofabrikanten.

Omdat een ongeluk nooit alleen komt, brak er afgelopen maart ook nog eens brand uit bij het Japanse Renesas. Dit bedrijf maakte zo’n 30% van alle chips voor de autofabrikanten in de hele wereld. Een soortgelijk bedrijf uit Texas moest de fabriek tijdelijk sluiten wegens extreme weersomstandigheden. Door het uitvallen van enkele belangrijke fabrieken en de verschuiving naar chips voor consumentenelektronica was er bijna geen chip meer te krijgen voor de auto-industrie. Dit veroorzaakt enorme problemen: zonder chips kunnen fabrikanten geen auto’s maken. Auto’s zijn tegenwoordig rijdende computers. Zonder chips om alle elektronische processen aan te sturen is een auto nergens meer.

Het is de perfecte storm. Net nu de autoverkopen weer aantrekken, kunnen autofabrikanten niet genoeg computerchips krijgen om voldoende auto’s te maken. Naar verwachting zijn er nu wereldwijd al 670.000 auto’s minder gemaakt door het chiptekort. Het einde is ook nog zeker niet in zicht.

De reactie van autofabrikanten

Elke autofabrikant heeft er last van. Wel is het interessant om te zien dat elke fabrikant een eigen plan van aanpak heeft om het chiptekort het hoofd te bieden. Sommige fabrieken sluiten gewoon de deuren, omdat ze zonder chips geen auto’s kunnen bouwen. Een voorbeeld hiervan is VDL Nedcar in Born, waar men MINI’s en BMW’s produceert. Deze fabriek is bijna de hele maand april gesloten geweest. In Amerika heeft Ford een andere aanpak. Zij gaan gewoon door met het produceren van auto’s, maar dan zonder de computerchips die ze niet hebben. De deels afgemaakte auto’s worden geparkeerd tot er weer chips beschikbaar zijn. Dit gaat ondertussen om enorme aantallen. Zo heeft Ford de complete Kentucky Speedway gehuurd om Ford Super Duty pick-ups op te slaan.

Peugeot daarentegen kiest een heel andere weg. Als er niet genoeg computerchips zijn, dan maken de Fransen wel auto’s zonder chips, zo is de gedachte. Peugeot gaat dus oldschool: terug naar het verleden. Sinds afgelopen zomer had de Peugeot 308 een volledig digitaal dashboard, maar sinds deze maand krijg je weer een ouderwetse snelheidsmeter met een bewegende naald.

Interessant genoeg zijn Japanse autobouwers het minst geraakt door het chiptekort. Na de aardbeving en kernramp in Fukushima in 2011 konden veel belangrijke Japanse leveranciers niet meer leveren. Autofabrikanten zoals Toyota hebben hiervan geleerd.

Gevolgen voor consumenten en de industrie

Het wereldwijde chiptekort heeft gevolgen voor iedereen die een nieuwe auto heeft besteld of gaat bestellen. Reken maar op een forse vertraging: het zal langer duren voor je je auto daadwerkelijk hebt. Het is ook maar de vraag of je hem krijgt zoals je hem hebt besteld. Sommige opties kunnen niet meer leverbaar zijn.

Het wereldwijde chiptekort zal nog lang voortduren. Analisten voorspellen dat het alleen maar erger wordt, en dat het chiptekort zeker tot in 2023 zal aanhouden. Ondertussen zullen autofabrikanten grote verliezen lijden - iets wat ze na de corona-crisis niet kunnen gebruiken. General Motors bijvoorbeeld kondigde onlangs aan een verlies van ruim 2 miljard Dollar te verwachten door het chiptekort.

Het wereldwijde chiptekort zet de auto-industrie nog verder onder druk. Merken zullen failliet gaan of overgenomen worden. Meer merken zullen gaan samenwerken. In de tijd dat veel geld nodig is voor onderzoek naar alternatieve aandrijvingen kampen de fabrikanten met grote verliezen, dus ook de ontwikkeling van elektrische auto’s en auto’s op waterstof zal er onder leiden. Sinds de jaren ’70 streeft de auto-industrie naar ‘lean’ werken, waar volgens het just-in-time-principe een minimale voorraad onderdelen nodig is. Dit unieke logistieke proces was jarenlang het grote voorbeeld voor de hele wereld - tijdens mijn opleiding leerde ik deze principes als ultiem doel. Nu blijken de tekortkomingen van dit logistieke systeem, en dat zal niet zonder gevolgen blijven.

Initiatieven om het tekort aan te pakken

Het aanleggen van meer fabrieken is de meest voor de hand liggende oplossing. Chipfabrikanten Samsung, Intel en TSMC kondigden in het afgelopen jaar investeringen van honderden miljarden aan om de productiecapaciteit te verhogen. Het gros van deze investeringen gaat uit naar de aanleg van nieuwe fabrieken. De Europese Unie en Verenigde Staten startten op hun beurt initiatieven om de vestiging van Westerse fabrieken te stimuleren. Terwijl de EU projecten aankondigde om de samenwerkingen tussen Europese fabrikanten te vergroten, pompte de V.S. Nieuwe fabrieken zijn net zo voor de hand liggend als effectief. Marktonderzoekers van IDC voorspellen dat huidige initiatieven tegen 2023 kunnen leiden tot overcapaciteit.

Voor nu blijft tekort een realiteit. Er zit heel wat ruimte tussen het voornemen om een fabriek aan te leggen en de daadwerkelijke toevoer van nieuwe chips. Het fundament van de oplossing is aangelegd, maar jaren verwijderd van realisatie. In de tussentijd is het bijstellen van prioriteiten het enige devies. Volgens Bloomberg maakte TSMC onlangs meer capaciteit beschikbaar voor de productie van chips voor autofabrikanten. Hoewel dat de prijsstijging van voertuigen belooft te verzachten, neemt de vraag naar consumentenapparatuur gelijktijdig toe. Zolang de nieuwe fabrieken in de stijgers staan, heeft elke aanpassing van de productiekoers een keerzijde.

De Europese Commissie wil Europa door middel van wetgeving een voorsprong geven bij de productie van chips. Daarom heeft de Commissie op 8 februari 2022 een pakket maatregelen voorgesteld om de tekorten aan computerchips aan te pakken en het technologische leiderschap van Europa te versterken. Het doel van de verordening is om een veerkrachtige bevoorradingsketen te ontwikkelen binnen de halfgeleiderindustrie. De Commissie wil lidstaten op deze manier voorbereiden op toekomstige verstoringen van de markt. Dit zou Europa een voorsprong geven bij de productie van chips.

Het initiatief ‘Chips voor Europa’, dat middelen van lidstaten en eventuele betrokken derde landen zal bundelen. Er wordt 11 miljard euro vrijgemaakt voor onderzoek, ontwikkeling en innovatie op het gebied van chips. Het Chips voor Europa-initiatief zal geïmplementeerd worden via de Digitaal Europa en Horizon Europe programma’s. Een nieuw kader om de continuïteit van voorzieningen te waarborgen door investeringen aan te trekken en de productiecapaciteit te vergroten. Dit is nodig voor de innovatie binnen de Europese halfgeleiderindustrie. Daarnaast zal een chipfonds de toegang tot financiering voor startups vergemakkelijken.

De lidstaten worden aangemoedigd om direct een begin te maken met de coördinatie-inspanningen die vermeld staan in de voorgestelde aanbeveling van de Commissie. Zo kunnen lidstaten inzicht krijgen in de huidige status van de halfgeleiderindustrie in de EU. De Raad van de EU heeft op 1 december 2022 een standpunt ingenomen over de Chips Act. Hieruit bleek dat de Raad nog een aantal wijzigingen aan de verordening zou willen zien. Het Europees Parlement en de lidstaten moeten de Europese Chips Act nog bespreken via de gewone wetgevingsprocedure.

Nederlandse context

De halfgeleiderindustrie is een van de grootste en meest gespecialiseerde deelsectoren binnen de Nederlandse industrie met een aantal belangrijke bedrijven als Philips, ASML en NXP. Het kabinetsbeleid ten aanzien van de halfgeleiderindustrie is gericht op het stimuleren van het innovatief vermogen van bedrijven, maatschappelijke organisaties en hoogwaardig onderzoek. Zoals beschreven in de Visie op de toekomst van de industrie in Nederland investeert het kabinet in zogenoemde ‘sleuteltechnologieën’, waar halfgeleiders ook deel van uitmaken. Deze sleuteltechnologieën vallen onder de groeimarkten die opgenomen zijn in de groeistrategie van het kabinet.

In het regeerakkoord van 2022 zijn middelen voor innovatie vrijgemaakt en biedt het Nationaal Groeifonds kansen voor investeringen in R&D en innovatie van deze sectoren. Verder is het kabinet van mening dat er naast het Europese industriebeleid ook gericht sectoraal industriebeleid nodig is.

Decentrale overheden gebruiken chips in meerdere takken van hun dienstverlening. Zo kunnen afvalcontainers worden voorzien van een geautomatiseerd containermanagement, waarvoor chips nodig zijn. Elke container wordt zo gekoppeld aan een adres. Daarnaast worden chips gebruikt voor slimme watermeters. Hiermee kan niet alleen het waterverbruik van huishoudens gemeten en uitgelezen worden, er bestaan ook watermeters die het waterpeil, de stroomsnelheid, de neerslag en het zoutgehalte van water kunnen meten. Chips zijn van groot belang voor de dienstverlening van decentrale overheden, omdat ze bijdragen aan een efficiënter proces. Dit geldt zowel voor decentrale overheden als de bewoners.

Complexiteit en vertrouwen

Al meer dan een jaar is er sprake van een mondiaal chipstekort. IT componenten en devices zijn daardoor fors duurder geworden. De levertijden zijn onvoorspelbaar en niemand weet wanneer er een einde komt aan deze bijzondere situatie. De afgelopen maanden overheersen twee totaal verschillende berichten de IT sector. Aan de ene kant is er sprake van dat bedrijven als Intel voor onvoorstelbaar grote bedrijven fabrieken uit de grond stampen om de tekorten aan chips te bestrijden.

Volgens de spreker is er zoveel ontregeld dat producenten en inkopers elkaar niet meer vertrouwen. Informatie delen tussen partijen komt daardoor minder voor. Het gevolg daarvan is weer dat JIT (Just In Time) leveringen in de automobielsector niet meer aan de orde zijn. Het uit de grond stampen van chips fabrieken is dan ook niet de oplossing voor het bestaande probleem.

Als wij inzoomen op het probleem met de chips betreft het de zogenoemde semiconductors van de computerchips en dit resulteert in problemen in de “elektrische” automarkt, consoles en bijvoorbeeld videokaarten. Semiconductoren zijn materialen die een geleidbaarheid hebben tussen geleiders (meestal metalen zoals koper) en niet-geleiders of isolatoren. De conductoren kunnen pure elementen zijn zoals silicium, germanium of verbindingen zoals galliumarsenide of cadmiumselenide.

Alternatieven en verwachtingen

Natuurlijk wordt op dit moment de hele wereld getroffen door het Corona Virus maar is het niet de enige reden dat de leveringen van de computerchips op losse schroeven staat. Door het de lancering van nieuwe videokaarten welke veel krachtiger zijn dan de vorige generaties. Actueel is de Bitcoin en andere cryptovaluta op zijn hoogste stand ooit. De sancties van Amerika tegen China heeft de productie in China geraakt.

Iedereen wacht met smart naar hun elektronische producten maar is hiervoor dan een oplossing? Antwoord is simpel, nee! De verwachtingen zijn dat heel 2021 en begin 2022 de problemen met de chips blijft aanhouden. Inmiddels zijn er wel veel alternatieven gestart om deze situatie in de toekomst te voorkomen, maar deze laten tot diep in 2021 op zich wachten. EU heeft gesloten om 20% van de chipmarkt in 2030 te produceren en hier de afhankelijkheid van de grote chipfabrikanten zoals Samsung en TSMC naar Europa te plaatsen.

Eigenlijk vrij simpel er zullen meer fabrieken zoals de Intel chipfabriek in Ierland verdeelt worden over Europa. Ook zal de GlobalFoundries fabriek in Duitsland verder worden uitgebreid.

Overzicht van invloeden op het chiptekort

labels:

Zie ook:

• Dipsaus voor chips: Makkelijk & smaakvol recept!
• Tortilla chips recepten? Snel, makkelijk & lekker!
• Choclait Chips Koekjes Recept: Zelf Maken!
• Ontdek Het Ultieme Pittige Aardappel Ovenschotel Recept met Sperziebonen en Spek!
• Ontdek De Beste Tips Voor Verantwoord En Heerlijk Koken Met Frituurolie!