28.5.2022 | Svátek má Vilém


SVĚT: Zašmodrchané řetězce III. – čipy

25.10.2021

aneb Proč automobilky nečeká právě lehká zima

Načasování události opravdu nemohlo být lepší: v březnu 2021 vyhořela v Japonsku továrna na čipy firmy Renesas. Jednalo se o specializované čipy pro automobilový průmysl.

Efekt nebyl okamžitý, protože Renesas měl ještě určitou zásobu čipů na skladě. Ředitel severoamerického Volkswagenu, zpovídaný v tomtéž článku, vyjádřil naději, že do podzimu se situace zklidní. Podzim je tady a situace se nezklidnila; naopak, odhady, o kolik peněz letos automobilky přijdou, se postupně zvyšují. Konzultantská firma AlixPartners předpovídala v lednu 2021, že letošní globální výpadek v tržbách automobilových firem bude 60,6 miliardy dolarů. V květnu upravila svůj odhad na 110 miliard dolarů a v září na 210 miliard dolarů (jsem zvědav, co budou říkat v listopadu).

Pěkná částka, zhruba srovnatelná s HDP celé České republiky. A nedostatek čipů je jedním z nejdůležitějších faktorů.

*****************************

Kořen problému je hlavně ve vzájemné nezastupitelnosti jednotlivých čipů.

chip1

© Ondřej Martin Mach, Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Chips jsou v britské angličtině i bramborové hranolky, naprosto uniformní produkt. A laik může při pohledu na hromádku zubatých čtverečků, které vypadají všechny podobně, snadno dospět k názoru, že s počítačovými čipy je to stejné jako s těmi hranolky: když jedna značka došla, prostě použij jinou. V tomto případě tedy: Renesasu vyhořela továrna? Přejděte na Intel!

(Slavný Intel, o jehož zakladatelích najdete mimo jiné zmínku v poslední kapitole Zapomenutých příběhů 5 “Páni křemíku”, už teď nějakou dobu své vlastní čipy ani nevyráběl a outsourcoval jejich fyzickou produkci do jiných továren. Pod vedením nového ředitele Pata Gelsingera ale vzniká nová továrna nedaleko města Phoenix v Arizoně.)

Není to tak jednoduché. Dokonce ani čipy určené k témuž účelu – dejme tomu do notebooků – nelze úplně hladce zaměňovat mezi sebou, nepatří-li k téže výrobní řadě téhož výrobce. A chcete-li mít v počítači AMD místo Intelu, znamená to vyměnit celou základní desku.

No, a v případě automobilů se čipy používají ve zcela odlišném kontextu a architektuře než v počítačích nebo mobilech, což znamená, že jde o úplně jiné čipy.

Počítače a mobily jsou vysoce centralizované stroje – mají hlavní procesor (CPU), který je jejich mozkem a srdcem. Požadavky na CPU jsou hlavně dva: procesor musí být rychlý, aby si uživatel nestěžoval na pomalost svého přístroje, a nesmí přitom žrát příliš mnoho energie, aby přenosná zařízení nějakou dobu vydržela jet i na baterii a nerozžhavila se člověku v ruce (nebo na klíně). Naproti tomu víceméně nikoho nezajímá, jestli taková CPU dokáže fungovat v -50 nebo +70 stupních Celsia, případně jestli snese intenzivní vibrace nebo prach, protože za normálních okolností lidé používají svoje počítače a mobily v poněkud civilizovanějších podmínkách.

(Tady je ale nutno upozornit, že existuje speciální třída takzvaných houževnatých notebooků, které lze používat ve sprše, házet z okna, sprejovat yperitem nebo přejíždět autem. Bohužel jsou taky adekvátně drahé a těžké. Ale úžasné – viz následující video. Něco takového bych chtěl.)

To, že zákazník vyžaduje rychlé a úsporné procesory, vede mezi výrobci k technologickým závodům. Vývoj v procesorech jde velmi rychle dopředu, asi nejrychleji ze všech technických oborů. Tři roky starý procesor už začíná být malinko zastaralý a po deseti letech jde o muzeální záležitost, vzbuzující soucitné pohledy u počítačových fanatiků.

Automobilky žijí v úplně jiném světě, kde čas běží odlišným tempem. Tři roky staré auto je zánovní a po deseti letech stále ještě nepatří do šrotu. Jednotlivé čipy, které kontrolují např. vstřikování paliva, ABS nebo stěrače, nemusejí být rychlé ani extrémně úsporné, ale musejí být odolné vůči nepříznivým podmínkám a vydržet v nich fungovat dlouho. Selhání jednoho čipu nesmí způsobit kaskádu chyb u ostatních atd. Zkrátka to, co nechcete, je, aby se vám palubní počítač “zhroutil” a zastavil auto přímo na dálnici, jako se prý teď stalo jedné hypermoderní Tesle (majitel přežil).

To znamená, že do aut se typicky dávají čipy “staré, ale osvědčené”, z technologického hlediska ovšem velice zastaralé. Udržovat výrobní linky pro takové staré čipy je pro většinu výrobců nevýhodné. Raději by vyráběli a prodávali moderní čipy pro počítače, tablety, grafické karty atd., se kterými jsou spojeny nejenom vyšší marže, ale i vyšší prestiž v oboru. (Což je nezanedbatelné! Geekové jsou dost hierarchická komunita a platí to i o šedovousých inženýrech sedících ve správních radách firem.) A také je po nich větší poptávka, protože spotřební elektroniky se ročně vyrobí mnohem více než aut. Tak například čínský Foxconn má kapacitu vyrobit půl milionu iPhonů za jeden den, a to je jen jedna (i když velká) firma mezi tisíci dalšími; pro srovnání, všechny automobilky světa dokázaly v roce 2019, na historickém vrcholu produkce, vyrobit za den asi 300 000 nových aut.

A zde nastává jeden z mnoha problémů se zásobováním čipy, který se podle mého názoru potáhne ještě minimálně rok. Automobilkám se nechce do toho, přizpůsobit svá auta k použití nejnovějších čipů ARM, Intel, AMD, M1 a tak dále; částečně proto, že je to drahé, ale také proto, že jim úplně nedůvěřují. A výrobci, kteří byli dříve ochotni tento “zastaralý segment” obsluhovat, se mezitím přeorientovali na lukrativnější zboží.

Nedůvěra je totiž oboustranná. Když velké automobilky na začátku covidové epidemie usoudily, že se propadne zájem o nová auta, některé z nich jednostranně a velice krátkozrace zrušily svoje již dohodnuté objednávky čipů. To je přesně ten druh miliardového podrazu, který uděláte jenom jednou, načež se s vámi bude každý bát obchodovat. A zejména kvůli vám nepostaví novou specializovanou fabriku na zastaralé zboží, které by v případě dalšího “podrazu” neměl komu prodat.

Popravdě řečeno si myslím, že v téhle situaci mají automobilky jen dvě možnosti dlouhodobého řešení své současné prekérní situace.

- Buď si postaví vlastní čipovou továrnu, třeba i nějak kartelově, jenže to se nedá udělat za den a bude to trvat odhadem dva roky, jestli vůbec tak rychle. (Pro srovnání: dvě nové továrny, které teď za 20 miliard dolarů staví zkušený veterán oboru Intel v Arizoně a o kterých byla řeč na začátku článku, dosáhnou plné produkční úrovně roku 2024.)

- Nebo skutečně předělají současné modely aut k použití moderních čipů určených pro mobily nebo tablety a přizpůsobí se rychlému až hektickému tempu technologického pokroku ve zbytku křemíkového světa. To nebude o moc rychlejší, protože taková upravená auta musejí, mimo jiné, projít důkladnými bezpečnostními zkouškami.

Tak jako tak bych teď odhadoval, že automobilové firmy včetně naší Škody čeká velice krušná zima a možná i příští jaro. S adekvátními dopady na českou ekonomiku. Začne-li někdo jako Škodovka hrozit krachem, bude je z toho nová vláda muset vytáhnout, dost pravděpodobně opět na dluh.

(Ostatně: Pat Gelsinger, ředitel Intelu, vyjádřil názor, že obecný nedostatek čipů potrvá do roku 2023. To ovšem není zrovna nestranný jedinec.)

*****************************

Mluvili jsme hlavně o automobilkách, ale problémy s nedostatkem čipů panují i v celém IT průmyslu. Jednou z příčin je obtížná covidová situace v Malajsii.

Je celkem všeobecně známo, že hlavním hráčem ve výrobě těch špičkových čipů je tchaj-wanská firma TSMC, jejíž nejdůležitější továrny stojí přímo na Tchaj-wanu. (Mimochodem, TSMC založil v 80. letech inženýr jménem Morris Chang, kterého krátce předtím jeho bývalý zaměstnavatel, Texas Instruments, začal neoficiálně postrkávat do důchodu s tím, že ve 52 letech už pomalu patří do starého železa. Byl to katastrofálně mylný odhad; ve své nové firmě byl Chang ředitelem až do 87 let a za tu dobu nechala TSMC firmu Texas Instruments daleko za sebou.)

Jenže tam se ty čipy vyrábějí jen “nahrubo”, tj. jejich struktura se vypálí a vyleptá do křemíku. Pak se tyto polotovary zabalí a putují do Malajsie, kde jsou firmy specializující se na konečné zapouzdření a testování čipů, nejenom těch od TSMC, ale všech možných; tato práce vyžaduje stále ještě hodně lidské pozornosti a nedá se úplně automatizovat.

Kuala Lumpur,

Kuala Lumpur, hlavní město Malajsie. © Sławomir Gajowniczek, Wikipedia, CC BY-SA 4.0

Ale právě Malajsie zažila letos v létě velké lockdowny kvůli covidu, při kterých se provoz těchto továren zastavil. Tím pádem došlo k dalšímu “zakuckání” výrobních řetězců v polovodičovém průmyslu. Teď se situace konečně zlepšuje. Je to ale další ilustrace toho, jak těžké je zajistit hladký chod tak složité branže, jako je výroba čipů.

Mluvil jsem nedávno s jedním ekonomem právě o čipech. Vyjádřil přesvědčení, že trh se o to postará. Ano, ale bude to trvat dlouho, protože i když několik velkých firem jako Samsung a Intel investuje do svých výrobních kapacit, jejich uvedení do provozu bude trvat roky; úzkým hrdlem je jak nutnost sehnat specializované vybavení, tak omezený počet odborníků na trhu práce. Za tu dobu můžou další firmy vyhladovělé nedostatkem čipů zkrachovat klidně třikrát.

Zajímavá otázka je i ta, co se vlastně stane potom. Dejme tomu, že všechny ty současné plány na strategickou výstavbu dalších čipových továren v Japonsku, USA, EU a tak dále se uskuteční. Nebude pak té celkové výrobní kapacity pro změnu příliš? A nestane se z dosud ziskového polovodičového průmyslu další moloch podporovaný státními dotacemi jen pro to, aby se důležité továrny opět nezavřely a výroba neodstěhovala jinam?

No, to budeme řešit roku 2025.

*****************************

Hudební epilog
Z časů, kdy se Japonsko zdálo být nezastavitelně rostoucím technologickým obrem. “Too much technology”, ano, ano.
Mimochodem: zajímavý rozdíl proti dnešku je v tom, že tehdy docházelo k výraznému prosakování japonské kultury i hospodářských prvků na Západ (obrázky manga; hra go, která je sice čínského původu, ale rozšířila se z Japonska; pojmy jako kaizen nebo samotný “Just in Time” princip; restaurace sushi; karate, judo; japonské zahradnictví).
Dnes se to v případě Číny moc neopakuje. Čínská kuchyně je tu přítomná už desítky let, ale k dalšímu kulturnímu exportu jako by nedocházelo. I ty současné cenzurní sklony zvané cancel culture jsou naše a ne inspirované Pekingem, i když se těm pekingským nápadně podobají.

****************************************
ZAPOMENUTÉ PŘÍBĚHY 4
Už počtvrté můžeme s Marianem Kechlibarem zkoumat zákoutí historie, která unikají pozornosti. Neskrývají se v nich velké dějinné události, spíš tam nalezneme zůstatky lidských příběhů. Jsou to stopy lidí, kteří prošli světem v dobách dávných anebo docela blízkých. Jeden příběh za druhým je fascinujícím dílkem skládačky v obraze světa, ve kterém žijeme v blahoslavené nevědomosti.
Knihu si můžete objednat na této adrese.

zapomenuté příběhy 3

Převzato z Kechlibar.net se souhlasem autora



Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!