Hvorfor den globale chipmangel gjør det så vanskelig å kjøpe en PS5

Siden begynnelsen av pandemien har etterspørselen etter mikrochips langt overgått tilbudet, noe som forårsaket problemer i alle bransjer som er avhengige av datamaskiner. Og hvis du er en dekoderlytter, vet du at det er alle bransjer. Akkurat nå har store bilprodusenter uferdige biler som sitter på parkeringsplasser og venter på at sjetonger skal installeres. Spillkonsoller som PS5 og Xbox Series X er umulige å finne. Og selv ting som mikrobølger og kjøleskap påvirkes, fordi de inneholder enkle kontrollerbrikker.

Så vi skjønte at det var på tide å finne ut hva som forårsaket chipmangel, hvorfor det skjedde, og hvordan vi kommer oss ut av det.

Gjesten min i dag er Dr. Willy Shih. Han er professor i ledelsespraksis ved Harvard Business School. Han er ekspert på chips og halvledere – han tilbrakte mange år i selskaper som IBM og Silicon Graphics. Og han er også ekspert på forsyningskjeder – hvordan ting går fra råvarer til ferdige produkter i butikker. Willy er fyren som dagligvarebutikker og papirfirmaer ringte i mars 2020 da det ble kjørt toalettpapir. Hvis noen skal forklare dette, blir det Willy.

Denne transkripsjonen er lett redigert for klarhet.

Dr. Willy Shih, du er professor i ledelsespraksis ved Harvard Business School. Velkommen til Dekoder .

Takk for at du hadde meg.

Du og jeg kunne snakke om mange deler av forsyningskjeden som har blitt påvirket av pandemien; før showet snakket vi om mangel på toalettpapir, men jeg vil snakke om noe som er litt mer nært og kjært for The Verge ; den pågående brikkemangel som ikke ser ut til å slutte når som helst snart, og faktisk ikke ser ut til at noen kan forutse når den vil ende. Så, bare ta et skritt tilbake for alle. Beskriv hva chipmangel er og hva som skjer.

Når vi snakker om sjetonger, er det faktisk et stort utvalg av forskjellige sjetonger. Alt fra mikroprosessorbrikkene som går inn i den bærbare datamaskinen, til brikkene som går inn i telefonen eller brikker som går inn i Sony PlayStation -konsollen, eller TV -apparatet, eller bilen din, eller kjøleskapet ditt, eller hva har du. Nå har folk en tendens til å tenke, vel, i telefonen min har jeg en telefonbrikke eller to. Vel, faktisk er det dusinvis og dusinvis av sjetonger i en telefon. I en moderne bil kan du ha 100-pluss forskjellige sjetonger for å kontrollere mange ting, for eksempel motoren eller alle tingene på dashbordet, konsollen, navigasjonssystemet og sånt. Selv ting som strømvinduer vil ha mikroprosessorbrikker – de er disse små kontrollerbrikkene fordi det er billigere å gjøre dem med sjetonger enn det er å gjøre med mekaniske koblinger og sånt. Så sjetonger er overalt.

Chips er overalt

Og så når du ser et komplekst produkt, som en bil, hvor du kan konsumere 100-pluss kontrollerbrikker og alle slags andre brikker i det kjøretøyet, det du nå står overfor er at jeg bare trenger å være kort en av disse sjetongene , og da kan jeg ikke lage bilen. Og det er egentlig problemet. Det er ikke et problem at hoveddelen av sjetongene er korte. Det er bare noen av dem. Og “noen” varierer avhengig av tid på dagen, uken, måneden og hva som helst, og hva andre kjøper. Så det er det problemet, der vi har disse manglene som forhindrer produsenter i å bygge produktet. Hvis du er en produktprodusent, snakker du ofte om, er dette produktet klart å bygge? Har jeg alle komponentene jeg trenger for å bygge den? Og det er der vi ser problemene nå, fordi en brikke er kort eller flere sjetonger er korte.

Det var en historie her om dagen om Ford som bygger lastebilene minus noen chips , setter dem på en parkeringsplass og bare venter, og deretter installerer chipsene på nytt, fordi de like godt kan kjøre plantene.

Fordi et bilanlegg er en veldig dyr ressurs. Du har hundrevis av millioner dollar knyttet til det. Og det du vil gjøre er å holde det i gang. Hvis du er en bilprodusent, som en av de tre store i Detroit, og du ikke har deler, produserer disse linjene vanligvis omtrent ett kjøretøy i minuttet. Så jeg tror gjennomsnittlig salgspris for et kjøretøy nå er over $ 40 000 nylig. Ok, så det betyr at hvert minutt de mister $ 40 000 i salg. Det er mye. Så det de gjør er at de tar ut kjøretøyene, parkerer dem på et sted et sted og håper når sjetongene kommer inn, kan de raskt sette dem inn igjen, men når du gjør det, må du ta med dem tilbake til fabrikken, og noen ganger må du demontere noe for å sette brikken i. Noen ganger kan den begraves i motorrommet eller langt bak dashbordet. Så det er mye ekstra arbeid.

La oss begynne enda lenger tilbake. Vi snakker om sjetonger, og det får dem til å føle seg som en vare. Det er åpenbart mange forskjellige typer chips og mange forskjellige prosessnoder fra forskjellige fabrikker og leverandører, men bare på et grunnleggende nivå, hvordan blir chips laget, hvor kommer de fra og hva er forsyningskjeden til komme til en brikke?

Fordi når vi snakker om en bil, er det ikke som om de bare kaster mikrokontroller inne i motorrommet, ikke sant? De må montere dem på databehandlingsprodukter, på brett og sette dem i bilene. Men hvordan kommer vi først til en brikke?

Det er egentlig to deler. Det er designdelen. Og designdelen innebærer at ingeniører legger ut en krets, som vil ha transistorer, og den vil ha mange andre komponenter koblet til på en bestemt måte. Og måten de vil gjøre det på, i disse dager vil de jobbe på datamaskiner og de vil designe brikken ved hjelp av dataprogramvare, som vil gi deg en fil som de kan sende til produsenten.

Lytt til Decoder, et show arrangert av The Verge's Nilay Patel om store ideer – og andre problemer. Abonner her!

Nå kan den designen gå fra relativt enkle design, som i dag er hundrevis eller tusenvis av transistorer, til de mest komplekse, som vil ha 2 milliarder transistorer i en enkelt chip -design. Så når du kommer til de mer komplekse designaspektene, er det også en forsyningskjede knyttet til det. For hvis du skal designe en brikke med 2 milliarder transistorer, er sannsynligheten for at du får alle de som er koblet til på rett sted første gang, helt ærlig. Så det folk gjør i disse dager i moderne chipdesign er at de bruker forhåndsdesignede blokker som kalles intellektuelle eiendomsblokker eller IP -blokker, som er kjent for å fungere. Så du bestemmer deg: “Jeg vil bygge en kontrollerbrikke.” Så du kjøper et prosessorenhetsdesign fra noen som Arm i Storbritannia, som er veldig populær, og kanskje trenger du USB -grensesnittet, så du får en USB -IP -blokk som du lisensierer. Og leverandørene av programvareverktøy har alle disse bibliotekene som lar deg sette sammen brikken din med kjente gode logikkblokker, og deretter designe du tingene du trenger å tilpasse. Og så sender du den til støperiet eller fabrikken som skal lage denne brikken. Så det er faktisk også en veldig kompleks forsyningskjede. Du har en verktøyprodusent, du har IP -blokker og sånt. Ok, så det er designdelen.

Selve produksjonen starter med en silisiumskive. Og her, det du har er noen som lager et enkelt krystallsilisium i en gigantisk ingot, og så skjærer de det i-de mest avanserte er 300 millimeter diameter, eller omtrent 12-tommers diameter-wafers, og når de skjærer det og polere disse skivene, de er en perfekt krystall. Og det de vil gjøre er at de vil mønstre transistorene og sammenkoblingene på skiven. Nå er forsyningskjeden også ganske kompleks. Du har noen som lager silisiumstøttene og deretter skjærer det i skivene. Og så går disse platene til disse gigantiske fabrikkene (fabrikker som produserer sjetongene).

Inne i fabelen vil produsenten først lage et mønster av transistorene på silisiumet. Og det de vil gjøre er flere trinn med litografi, etsning og deponering. De vil bruke en hel kompleks rekke trinn for å bygge opp lag etter lag med transistorer. De vil bruke flere lag for å bygge det opp. Og så legger de et sammenkoblingsnettverk av små kobbertråder, som de også skriver ut der for å koble alle disse transistorene. Når det gjelder de eldre teknologiene, er det ofte 350 trinn, som kan ta deg 45 til 60 dager å gå fra start til slutt. Og noen av de nyere teknologiene, som de mest avanserte brikkene som går inn i de nye stasjonære datamaskinene eller bærbare datamaskinene dine, eller iPhone-ene og så videre, vil de bruke så mange som 700 pluss trinn.

“Men hvis du tar 99 prosent avkastning gjennom 700 trinn, når du er ferdig, får du ingenting på slutten som er gjennomførbart. Så du må virkelig ha 99,99 pluss prosent avkastning på hvert trinn. ”

Når du tenker på en prosess som har 700 trinn, må du utføre hvert trinn med veldig høyt utbytte. Fordi hvis du hadde 99 prosent utbytte for det første trinnet og 99 prosent for det andre trinnet, ville du og jeg tenkt: “Wow, det er ganske bra, ikke sant?” Men hvis du tar 99 prosent avkastning gjennom 700 trinn, når du er ferdig, får du ingenting på slutten som er brukbart. Så du må virkelig ha 99,99 pluss prosent avkastning på hvert trinn. Fordi det virkelig er et drag når du kommer til det 690. trinnet, og da har du et lavavkastningstrinn, og du må kaste ut alt som kom før. Så det er en veldig krevende prosess som tar mange skritt, og som kommer til å ta 60 dager eller mer, før waferen går helt igjennom.

Så, det er arbeidet som utføres av fab. Nå har du en skive som, hvis det er en mikroprosessor, kan ha omtrent 500 sjetonger på dem. Hvis det er noe som en kontroller for en bil, kan du ha 4000 brikker på dem fordi de ikke tar så mye plass. Så det de gjør er at de tar den waferen, sender den til vanligvis sørøst -Asia eller Kina. Og det er selskaper som kalles outsource montering og testfabrikker, som vil sette disse små sonderne på hver brikke og teste hvilke som er gode for å sikre at de er gode. Og de som er gode, vil de registrere på datamaskinen, og de vil huske, så kutter de dem fra hverandre og legger dem i pakker. Så det er en annen gruppe selskaper som gjør det. Mange av dem er i Malaysia og Vietnam. Jeg hørte akkurat i morges at Vietnam kommer til å bli hardt sperret av COVID. Så det kommer til å påvirke mange av emballasjefabrikkene der.

Og etter at disse brikkene er pakket, blir de sendt til noen andre som vil sette dem på kretskort og noen ganger montere det helt inn i det ferdige produktet. Noen ganger går det til noen som setter dem på kretskortene, som deretter sender brettene til noen andre. Så du har flere nivåer i forsyningskjeden, helt fra rå silisium, gjennom design, gjennom fab, gjennom montering og test og emballasje til platene og så videre. Det er en lang, sekvensiell prosess som krysser mange landegrenser. Og det gir deg mange muligheter for at ting går galt når du har noe som COVID kommer inn.

Jeg tror ikke jeg hadde sett for meg en silisiumstang før, men det er bare en gigantisk silikonbit som blir skåret? Som bokstavelig talt går en gigantisk stein inn på den ene siden av en fabrikk, og skiver med silisium som blir til chips kommer ut på den andre siden?

Det de gjør er at de smelter det. Så de har dette gigantiske karet med smeltet silisium, og så tar de en krystall på denne stangen og de trekker ut noe som ser ut som en torpedo. Men det vil være en gigantisk ingot, som vil være omtrent en fot i diameter, 300 millimeter i diameter. Det er mange av disse høyteknologiske produksjonsprosessene som bare forvirrer tankene, som folk aldri ser, men det er det de gjør for silisiumgots.

Hvis du vil se noe virkelig sprøtt, er det som flatskjermen du og jeg ser på hverandre akkurat nå. De er laget av glassplater som er en halv millimeter tykke, vanligvis på størrelse med en king-size-seng. Og de er støpt i et enkelt, optisk perfekt ark. Corning har en prosess for dette smeltede glasset som kommer på to sider av et trau, overløper trau, smelter under trau og deretter bare avkjøles som et optisk perfekt ark som er en halv millimeter tykt, bredden på en king-size-seng , og så griper en robot den mens den avkjøles og kutter den av med en diamantsliper. Så det er enda galere. Men det er disse vanvittige produksjonsprosessene.

En kompleks prosess fullført med verktøy for millioner dollar

I produksjonsprosessen for silisium, for det mest avanserte verktøyet i en fabrikk, vil du vanligvis ha hundrevis av forskjellige verktøy. Faktisk i en stor fab, som en du kan se på TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), har du tusenvis av disse verktøyene. Og disse verktøyene er store maskiner som behandler disse skivene og gjør forskjellige ting. Og de fleste verktøyene koster, fra et par millioner dollar, til de dyreste verktøyene er på over 150 millioner euro. Så, godt over $ 150 millioner for en enkelt maskin. Og det er for litografimaskinen som faktisk skriver ut mønstrene på skiven, og litografimaskinene, de mest avanserte, for som om du ser på brikkene i iPhone, som bruker TSMCs mest avanserte prosesser, de har det som heter et ekstremt ultrafiolett lys litografisystem.

Og for å få det ekstreme ultrafiolette lyset, det de gjør er, fordamper de tinn, metallet, med en laser. Og så når det fordampede tinnet faller, treffer de dråpene med en annen laser, og det genererer dette plasmaet, som avgir dette ekstreme ultrafiolette. Det er vilt. Og så går det gjennom dette speilsystemet fordi du ikke kan bruke linser med ekstremt ultrafiolett lys. Du må bruke speil for å fokusere det ned i disse små smale mønstrene. Jeg har faktisk vært på fabrikken der de lager disse speilene, og overflaten på speilet er glatt til nivået på ett atom. Så mens jeg ser på disse speilene, sa gutta som laget dem: “Ja, du vet, hvis vi pekte dette systemet mot månen, ville det ha vært som når lysstrålen kom til månen. , Jeg glemmer det eksakte tallet, 20 centimeter bredt eller noe sånt. ”

Det du beskriver er et usedvanlig komplisert system med mye ekstraordinært komplisert teknologi innebygd i det. Jeg snakker med mange konsernsjefer på showet. Jeg snakker med mange programvarefolk. Vi har en tendens til å glemme at det er disse enormt kompliserte produksjonsteknikkene i bakgrunnen, som gjør at hele internett, hele den digitale verden kan eksistere. Og så blir det litt flatt til chipmangel.

Når vi snakker om chipmangel, snakker vi om COVID -treff. Er det bare at fabrikkene slutter å produsere, og det tok lang tid å ta en beslutning om å øke dem igjen? Er det forbrukernes etterspørsel etter PS5 -er i været? Hva var den oppmuntrende hendelsen til chipmangel?

Vel, da COVID traff et par ting som skjedde. La oss begynne med bilindustrien, fordi jeg tror det har fått mye oppmerksomhet fordi chipmangelen der har kuttet i produksjonen. Så la oss se på bilindustrien først, for jeg tror den forteller deg en bredere historie.

Når vi tenker på bilindustrien, bør vi huske at Kina er verdens største bilmarked. Kina produserer og selger vanligvis rundt 25 millioner kjøretøyer i året, mens den amerikanske produksjonen vanligvis er rundt 11,5 millioner biler, og USA importerer mange biler. Så Kina -markedet er mye større enn USA. Jeg forteller deg dette fordi det kinesiske bilmarkedet i januar 2020 kom etter to års fallende salg. Så salget hadde falt 8 prosent i 2018. Og 2019 var ikke så bra. China Association of Auto Manufacturers, som gikk inn i januar 2020, spådde en nedgang på 2 prosent i bilsalget, og det var før pandemien rammet.

Så rammer pandemien og bilsalget faller 82 prosent i februar og 46 prosent i mars. Nå hadde vi en forsinket reaksjon i Europa og i USA. I Europa falt bilsalget med 46 prosent i mars og 80 prosent i april 2020. I USA falt de 39 prosent i mars og 52 prosent i april. Nå må vi tenke tilbake på disse tider og huske hva nyhetsrapportene var. Bilprodusentene, spesielt de tre store i Detroit, tenkte: “Vi vil ikke gå konkurs.” Bilsalget er nede, de prøver å spare penger. Så de sier opp arbeidere og lukker fabrikker. Det er som, “Hei, kjøp, stopp alt det innkommende materialet.” Fordi de prøver å spare penger. De vil ikke gå konkurs. Ikke ulogisk.

Mangel var forårsaket av en perfekt etterspørselsstorm, pandemiske nedleggelser, offentlige sanksjoner og produksjonsulykker

Men samtidig, mens vi jobbet hjemmefra, så vi denne enorme økningen i forbruk: bærbare datamaskiner, spillsystemer, flatskjerm-TVer, treningsutstyr, husholdningsapparater. Jeg prøvde å kjøpe en fryser da og forhandleren min sa: “Hvem tuller du? Har du ikke vært oppmerksom? ” Det er som: “Jeg har ikke klart å ha en fryser på lager på flere måneder.” Og det er fordi de også bruker sjetonger. Så det som skjedde er at bilprodusentene kansellerte bestillinger eller ikke bestilte, fordi de sa: “Vi kommer ikke til å trenge alle disse sjetongene.” Hvis du går tilbake til mai 2020, la Boston Consulting Group ut denne prognosen om at det globale bilsalget i 2020 totalt sett vil falle 14 til 22 prosent, i sitt mest sannsynlige tilfelle. Deres mest optimistiske prognose var en nedgang på 12 prosent.

Så det som skjer er at vi ser denne bommen starte om sommeren når verden begynner å åpne seg, spesielt USA. Og da bilprodusentene innså, “Åh, wow. Vi må bestille flere chips. ” All den kapasiteten, eller mye av den kapasiteten for disse sjetongene, ble allerede tatt opp av andre spillere. … Så det er en dynamikk.

Nok en dynamikk som pågikk den gangen; USA hadde sanksjonert en rekke kinesiske selskaper som Huawei. Så sommeren 2020 la kinesiske selskaper massive bestillinger på disse fabrikkene fordi de ønsket å lagre chips, uten å vite når de skulle bli avskåret.

Kinesiske selskaper var den gangen veldig avhengige av amerikanske chips. Så de begynte å lagre et stort antall sjetonger, for det var det som tillot dem å fortsette å drive virksomhet.

Så sanksjonene kommer om seks måneder fra nå, og de trer i kraft. , du kan ikke kjøpe Intel -brikker.

Vel, det var en frykt for det. Så de kjøpte mange andre sjetonger.

Ok. Så de prøver bare å komme foran fristen.

Trusselen om en frist, eller enhver trussel om sanksjoner. Så de var veldig bekymret for det fordi du slår dem av, du slår av forsyningen og de kan ikke bygge noen produkter.

Så det var denne boom i etterspørsel fra Kina, det var en boom i etterspørsel fra andre selskaper som lager andre produkter.

Og den tredje tingen som skjedde var at vi hadde en rekke virkelige forstyrrelser. Tilbake i oktober 2020 er det et japansk halvlederfirma kalt Asahi Kasei Microsystems, AKM. De hadde en fabrikkbrann. Nå var de en spesialisert brikkeprodusent som laget analoge og digitale omformere og slike ting, som brukes i mange, mange produkter. Så vi hadde brann der. Vi hadde nedstenging av kaldt vær i Texas, som stengte NXP -fabrikkene i Austin og Samsung -fabrikken i Austin. Og når du tar bort strømmen og slår av en sånn fab – de bruker mye strøm, det er ikke som om du kan holde dem i gang med generatorer – å starte på nytt tar et par måneder. Så da hadde vi det. Og så i mars i år hadde Renesas i Japan en brann i sitt fabrikk, som utgjør 40 prosent av mikrokontrollerne for biler. Så på toppen av alle disse skiftene mellom tilbud og etterspørsel, tok du faktisk ut mye kapasitet hos et par små aktører. Men igjen, hvis du ikke har de spesielle sjetongene, har du problemer.

Hvor ofte skjer branner? Jeg føler at vi på grunn av mangelen på brikker hele tiden har hørt om forstyrrelser i forsyningskjeden. “Det er en chipmangel, nei, denne tingen skjedde, det ble verre.” Men hvor mange slike forstyrrelser skjer i et normalt år?

Det er relativt uvanlig. Nå var Renesas fab den samme som fikk en massiv forstyrrelse under Tohoku, Øst -Japan, jordskjelv og tsunami i 2011. Jeg besøkte faktisk den fab et par måneder etter at forstyrrelsen. Fordi da den gikk ned igjen i 2011, tok den ned Toyota og Nissan og Honda, et par General Motors -linjer, jeg tror en PSA -linje i Europa. Og de marshalerte titusenvis av mennesker for å få den fabelen tilbake på nettet. Men da sa selskaper som Toyota: “Å, vi skal lære en lære av dette.” Og de hadde mye mer beholdning av sjetonger. Så Toyota har inntil nylig ikke lidd den samme skjebnen som noen av de amerikanske produsentene har. Men generelt er slike hendelser relativt sjeldne.

En av tingene jeg tenker mye på når det gjelder forbrukerteknisk dekning, er at vi er litt bortskjemt med at Apple hvert år legger ut en ny iPhone med en ny brikke. Og kanskje er det bare et annet navn, men det er en ny brikke. Og ofte er det en ny prosessnode, de blir mindre. Hvert år, frem til kanskje de siste fem årene, har det kommet nye bærbare datamaskiner med nye Intel -brikker, og så har Intel slått på pause. Men vi ser stadig nye sjetonger.

Og jeg tror det er en tro på forbrukerteknologiverdenen at hvert nytt produkt har ny chipteknologi i seg. Og det jeg får fra denne samtalen er at det er mange sjetonger som nettopp har vært statiske, som bare er varer. General Motors søker ikke etter den neste flotte prosessnoden for vinduskontrollere. De har avgjort hva de har fått fra leverandøren, og de går for det.

Hvordan tenker du om det markedet? Hvor mye av chipmarkedet er, “Her er en haug med ting som er bra nok, det har fungert, det er bevist. Vi skal bare klare det, og det vi ikke har, er beholdning ”, og hvor mye er“ Her er de nye tingene ”?

Jeg tror du fremhevet et veldig viktig poeng: det er virkelig to forskjellige verdener. Det er forkant, som du beskrev. Og det er for det meste sjetonger som går inn i smarttelefoner, datamaskiner, datasentertjenester og høyytelsesbrikker. En stor del av verden bruker eldre prosessteknologier. Noen ganger er de fem eller seks generasjoner eldre enn det du finner på Apple iPhone. Og så er disse brikkene mye billigere å lage fordi teknologien er mindre krevende og utstyret allerede er fullstendig avskrevet. Det er allerede betalt. Så det er mye mer handelsbrikker.

Nå, selv i iPhone, vil du ha varebrikker som en strømstyringsbrikke eller en skjermdriverbrikke. På en iPhone vil det være litt annerledes, men TV -apparatet ditt bruker skjermdriver. Eller det er en kategori chips som har eksistert så lenge integrerte kretser har eksistert, kalt timer counter chips. Jeg prøvde å kjøpe noen for en designøvelse vi gjorde på Harvard Business School i fjor. Jeg kjøper dem hvert år. Jeg hadde aldri problemer med å få dem før i år. Så mange av de gamle sjetongene er eldre teknologi, og de er varer. De er billige. Noen ganger er de så lite som 50 cent for en brikke, eller en dollar. Og de er en vare og de er ikke veldig lønnsomme.

Å hamstre sjetonger gjør bare problemet verre

Men det fremhever også et par spørsmål. Som du sier, skiller mange mennesker ikke mellom de to typene chips. Jeg skrev et stykke om et møte i Det hvite hus der presidenten hadde forbrukende chip-forbrukere, og chip-fabrikker og bilprodusenter sammen på et møte. Og det er som: “Vent litt, gutter. Du har to svært forskjellige markeder representert i dette møtet. Skjønner du hva du snakker om her? ” Og jeg er ikke sikker på at de gjorde det.

Den andre tingen som skjer i forsyningskjedene er mye dobbeltbestilling eller hamstring, eller “jeg skal bare bygge litt mer lagerbeholdning for sikkerhet.” Ingen vil innrømme at de gjør det fordi det er litt asosialt å gjøre det akkurat nå. Men la oss tenke på dette problemet. La oss si at du lager bærbare datamaskiner, og at du har mange sjetonger, og at konkurrenten din ikke har det. Så det betyr at du kommer til å få markedsandel på dem. Så hvis du er en konkurrent, sier de: “Ja, det er ingen måte jeg kommer til å miste markedsandeler til disse klovnene. Bestill ekstra chips. ” Og så er alle veldig bevisste på: “Hvis jeg har chips, får jeg markedsandel. Hvis jeg ikke har sjetonger, mister jeg markedsandeler. Jeg skal sørge for at jeg har ekstra chips. ” Så når du har folk som bestiller ekstra i en supply crunch, hva skjer? Det gjør det verre.

Tror du splittelsen mellom PS5 eller Xbox Series X, som folk sliter med å kjøpe, og bilprodusentene ikke klarer å få sjetonger til å fullføre bilene deres er relatert til de samme rotproblemene? Eller er det forskjellige årsakssammenhenger?

Du må se på de enkelte produktmaterialene og detaljene. Så jeg kan ikke snakke med autoritet om detaljene, men det jeg ser er at du har denne nivået i forsyningskjeden. Så for eksempel, hvis jeg er en bilprodusent, er det jeg vil gjøre historisk sett at jeg ville kjøpe viktige undersystemer fra mine tier-one-leverandører, Bosch eller Continental eller noen som den, som kan kjøpe et kretskort fra noen andre som da vil bruk en brikke som er laget av for eksempel NXP, eller kanskje Infinian eller Texas Instruments, som kan ha laget brikken selv. Eller de kan ha gått til noen som TSMC for å lage brikken.

Det som skjer nå er at du har en gruppe selskaper som kalles “fab light.” Med andre ord, de har noe av sin egen produksjon, men den mer avanserte produksjonen outsourcer de til støperiene. Og jeg tror det som skjedde er at folk ikke skjønte at når jeg kommer helt gjennom den bunken, kan jeg dele et støperi med noen i en annen bransje som jeg ikke skjønte. Greit. Så da blir det et spørsmål, hvis du er TSMC eller et av de andre støperiene, “Hvordan fordeler jeg kapasiteten min?” Og jeg vet ikke om dette er det som skjer, men jeg vet at den amerikanske administrasjonen, tyskerne, mange andre land, tok telefonen til TSMC og sa: “Du må tildele mer kapasitet til bilindustrien vår , fordi jeg har alle disse menneskene som er uten jobb fordi vi ikke kan montere biler. ” Og TSMC økte antallet sjetonger de sender til bilindustrien. Ok, så da er spørsmålet, hvem andre ble kortsluttet?

En av tingene jeg har sett utspille oss, vi snakker med mange bilselskapssjefer på Decoder . administrerende direktør i Ford var på showet . Han sa: “Se, jeg pleide bare å legge inn bestillinger til mine tier-one-leverandører. Nå er Ford i ferd med å kjøpe sjetonger direkte fordi jeg ikke vil være i denne situasjonen igjen. ” Det føles som en omorganisering av forsyningskjeden, når den siste samleren sier: “Jeg skal begynne å kjøpe komponenter direkte på en måte som jeg ikke har gjort før.” Har det en avsmittende effekt på hvordan hele forsyningskjeden for brikker fungerer, eller er det et øyeblikk?

Vi får se. Jeg dro til et arrangement der et av de store støperiene kunngjorde en utvidelse, og de hadde gjester fra bilprodusentene som formulerte akkurat det: “Vi må være en strategisk partner med brikkeprodusentene.” Det vil si at jeg kommer til å gå fra det som historisk sett har vært et veldig transaksjons- og straffeforhold til leverandørene mine til et strategisk og et partnerskapsforhold med mine leverandører. Det jeg vil observere om det er at Toyota alltid har hatt den tilnærmingen, og de har klart det mye bedre i pandemien.

Men la meg spørre deg om dette. Du kan beskrive det som straffende, men det er også konkurransedyktig, ikke sant? De har flere leverandører. Leverandørene konkurrerer. De kan si opp leverandører hvis de ikke gjør det bra, eller hvis de har høyere priser. Et av temaene i teknologibransjen akkurat nå er konsolidering. Chip støperier er stort sett konsolidert.

Det er bare en håndfull av dem i verden. TSMC ser ut til å være i sentrum for mange av disse samtalene. Er den konsolideringen bra? Blir det splittet? Er det en følelse av at verdens skjebne kanskje ikke burde ligge i hendene på tre støperiselskaper?

Mindre diversifisering er ikke nødvendigvis bra fra et innovasjonsstandpunkt, for det du virkelig ønsker er innovative nye ideer og innovative nye design som kommer til syne. Så hvis du konsoliderer dem til et par leverandører, er jeg ikke sikker på hvordan det kommer til å spille ut. Vi ser at brikkekonsolidering absolutt pågår. Mye av det er drevet av kapital- og skalakravene til å være produsent i disse dager.

Hvis du er bilprodusent, planlegger du å bruke denne brikken for hele modellkjøringen når du designer en brikke og kvalifiserer den. Så det er ikke som om du kan bytte ut i midten, med mindre du designer det med ideen om at “jeg kommer til å være i stand til to forskjellige deler eller tre forskjellige deler, slik at jeg kan erstatte dem når de kommer inn.” Vi så under mangelen at Tesla redesignet noen av delene deres for å bruke forskjellige sjetonger, fordi de ikke kunne få brikkene de hadde brukt.

Historisk sett har ikke bilprodusentene gjort det fordi det koster mer. Det de vil gjøre er at de vil kvalifisere en fab til å lage en del. Før en bilprodusent vil bruke delene fra, for eksempel TSMC, må fabrikken være kvalifisert, og den brikken må være kvalifisert, så skal du bruke den til hele modellkjøringen. Så jeg er egentlig ikke overbevist om at det kommer til å endre seg så mye, for på en måte var de allerede låst inne.

Du sa at det tar lang tid og mye penger for å bygge en fab. Hvor lenge og hvor mye penger?

Så først må de bygge bygningen, og så må du flytte alt utstyret inn, du må få det rent og kvalifisert og i gang. I Asia bygger de disse tingene om et år. De flytter inn utstyr i det andre året, får det kvalifisert og kjører innen utgangen av året. I USA, eller i Vesten, tar det mye lengre tid, fordi vi ikke har den samme mentaliteten som de har i Asia. Vi kommer til å gjøre alt mulig, alle høringer og alt det der. Så det ville ikke overraske meg om det tok 50 prosent lengre til dobbelt så lang tid.

La meg nå fortelle deg hvorfor det er et problem. Fordi til det andre spørsmålet ditt, en moderne fab i disse dager, vil en av de som ligger nærmest, koste deg 10 milliarder dollar pluss for den minste effektive skalaen, og en virkelig effektiv skala vil sannsynligvis koste deg nærmere 20 milliarder dollar. Tenk på hvor mye avskrivninger det kan generere. I Asia er mentaliteten hver dag, hver time denne tingen ikke kjører koster meg titusenvis, hundretusener, noen ganger millioner av dollar. Jeg har vært i Asia 1. juledag, og det er folk der ute med jackhammere og helter betong fordi det var som: “Mann, hvert minutt denne tingen blir gjort før, kan vi begynne å generere penger.” Vi har ikke den mentaliteten i Vesten.

Vi kommer ikke til å kulturelt endre den mentaliteten, men er det noe som kan overvinnes med politikk for å få det til å gå raskere? Det er mye vekt på dette problemet.

Det kan hjelpe hvis det vi gjør er å få tillatelse til å gå litt raskere enn det vanligvis gjør. GlobalFoundries bygde den fabelen i Malta, New York, med relativt god hastighet. De hadde mange subsidier fra delstaten New York. Jeg glemte nøyaktig hvor lang tid det tok å få alle tillatelsene og sette i gang byggingen, men det er tregere. Det er mer en hastefølelse i disse dager, men vi har fortsatt ikke den mentaliteten. Og for ikke å være kritisk, snakker administrasjonen om gode fagbyggerjobber, så de koster mer. Så du må bare kaste det inn i kostnaden, og til slutt må du gjenopprette det i kontantstrømmen.

Akkurat nå, Biden -planen, Jeg tror det er 50 milliarder dollar eller 52 milliarder dollar i insentiver, subsidier . Er det nok? Er det den første betalingen? Er dette noe som må fortsette å bygge flere sjetonger i USA?

Jeg vil si at det ikke er dårlig for en forskuddsbetaling. Jeg hadde noen dypt inne i Washington som ringte meg og spurte meg hvor mye penger det ville ta å ta igjen TSMC. Jeg hadde nettopp vært på GlobalFoundries fab på Malta, New York, og de hadde brukt 15 milliarder dollar på å få 30 000 wafer starter per måned på 14 nanometer – så det er ikke engang forkant, men det er en fin fab. De har gjort en god jobb der. TSMC Fab 12 har en kapasitet på 250 000 wafer starter per måned. TSMC Fab 14 har omtrent 250 000. TSMC Fab 15 har omtrent 250 000. TSMC Fab 18, har de samme kapasitet. Så jeg sa til denne personen: “Åh, jeg vet ikke. Du må sannsynligvis bruke 10 ganger det GlobalFoundries brukte på Malta, New York. ” Jeg kunne høre ham falle ut av stolen.

Og da han reiste seg, sa han: “Hva sa du?” Og jeg sa: “Jeg vet ikke, ti ganger det, 150 milliarder dollar. Kanskje er det ikke 150 milliarder dollar. Kanskje er det 130 eller 140 milliarder dollar. Men du må innse at TSMC kommer til å bruke over 30 milliarder dollar i år, og det er ett selskap. Og de brukte 20-pluss milliarder dollar i fjor, og de har brukt 10 til 20 milliarder dollar i året det siste tiåret. Og de hadde brukt rundt $ 5 til $ 10 milliarder i året i tiåret før det. Så de har hellet penger inn i dette i 35 år. Så 52 milliarder dollar – og forresten, alle lobbyistene er der inne og prøver å sørge for at deres selskap får sin del av det. Når det blir peanøttsmør rundt, vil bekymringen være, hvor stor forskjell kommer det egentlig til å gjøre?

La oss snakke om det et øyeblikk. Så TSMC bruker åpenbart mye penger. De er den blødende kanten. De har de mest sofistikerte prosessnodene. De lager de mest sofistikerte chipsene. Ved siden av det har du selskaper som Intel i dette landet som prøver å svinge for å tilby slike tjenester for å komme på disse prosessnodene for å gjøre slike ting. Du har en GlobalFoundries. Dette er en virksomhet med eksplosiv etterspørsel, kunder med store lommer. Hvorfor sier ikke Intel bare: “Vi kommer til å skaffe kapital og bruke disse pengene?” Fordi de vil få returen.

Jeg tror Intel, under deres nye administrerende direktør, Pat Gelsinger, kommer til å bruke pengene. De har allerede forpliktet 20 milliarder dollar til to nye fabler i Arizona og New Mexico. Gelsinger har vært i nyhetene på besøk i Frankrike og Europa og sa: “Hei, hvis du vil bidra i form av et tilskudd, kan vi kanskje bygge flere fabler i Europa.” Intel har allerede en stor fab i Irland, og de har en stor og veldig viktig fab i Israel også. Så Intel har et globalt fotavtrykk. Jeg tror Intel er ute etter å prøve å klatre tilbake til toppen av stigen. Intel har mange muligheter. Jeg tror utfordringen for alle de store gutta, Intel, TSMC, så vel som Samsung, er at risikoen for å ta et feil teknologivalg virkelig er ekstrem i disse dager.

Så de er kanskje ikke så eventyrlystne som de trenger å være, selv om jeg synes Intel ser ut til å vise tegn på å være villig til å ta en viss risiko akkurat nå. Man kan for eksempel argumentere for at Intel var leder i så mange år, men da var de konservative på ekstrem UV. De holdt tilbake, og investerte ikke i mye produksjonskapasitet da TSMC gjorde det. Og det er et av de eksemplene på ikke å ta nok risiko, være mer risikovillig. TSMC satser riktig. Intel satset ikke rett på det, og derfor er de litt bak. Det betyr ikke at de ikke kunne ta igjen ved å ta noen risiko ved å kaste mye investering i grunnleggende FoU.

La oss snakke om TSMC for ett sekund. De er sentrum av universet for mye av forbrukerteknologiske ting vi snakker om. Alle de mest avanserte produktene vi dekker på The Verge har en tendens til å ha noe laget av TSMC i dem. Hva slags selskap er de? Når folk tenker på chipmangel, og TSMC sitter midt i det, hvordan bør de vurdere TSMC?

De bør se på TSMC som noen som er hardnakket. TSMC ble fjernet fra ITRI, Industrial Technology Research Institute i Taiwan, på 1980 -tallet. Ved å forfølge denne støperimodellen skapte de virkelig støperimodellen, som er: send meg designet ditt, så lager jeg det for deg. På den tiden var det arbeid som de fleste brikkeprodusenter ikke ønsket å gjøre fordi det var kapitalkrevende og det var hardt arbeid. Og gjennom 80- og 90-tallet og begynnelsen av 2000-årene jobbet TSMC bare hardt med å forbedre produkttilbudene sine og ble et veldig serviceorientert selskap. Med andre ord, deres rolle er å betjene kundenes behov.

Mange mennesker i USA så på det og sa, vel, de er villige til å gjøre dette. Det er ikke en veldig lønnsom virksomhet, og de kan gjøre det bedre enn meg. Så hvorfor skal jeg gjøre det?

Det som faktisk skjedde i den prosessen, er at de lærte og de ble veldig gode på det, og de fikk skala, og de var i stand til å samle skala på tvers av flere kunder. Og i halvledervirksomheten er skala veldig viktig fordi hvordan du får avkastning, hvordan du får prosessforbedring er ved å lage chips, selge dem til folk og lære hvordan du gjør det mer effektivt. Så de var i stand til å samle skala på tvers av flere forskjellige kunder, noe som mange av de amerikanske fabless selskapene og beslutningstakerne ikke trodde var mulig, men de gjorde det. Og de har investert hardt. Da GlobalFoundries ble etablert, tok de det som en dødelig trussel. Og så investerte de som en gal for å komme seg foran dem. Så du må se på dem med største respekt for det de har gjort.

Når du tenker på et selskap som Intel som forteller den amerikanske regjeringen, hei, vi kan ikke tillate at alle brikker i verden lages i Asia, i den regionen, som har ustabilitet på grunn av Kina, spesielt forholdet mellom Kina og Taiwan innebærer en viss ustabilitet. Vi må bruke pengene på å bygge tingene her. Og du ser TSMC i Arizona og andre steder. Hvordan tror du det spiller ut fra amerikansk utenrikspolitikk som påvirker forbrukernes forsyningskjeder?

Vel, jeg er ikke en stor fan av subsidier som en måte å “utjevne spillefeltet.” Du hører alle lobbyistene og alle som snakker om hvordan det koster mindre å gjøre ting i Taiwan eller Asia på grunn av subsidier og så videre. Det er skattelettelser og andre ting. Men jeg ser på noen av rapportene som folk sender meg om nivået på subsidier i Taiwan. Og så går jeg til vennene mine i Taiwan, og jeg vil vite hva strømstrømmen deres er fordi en av rapportene jeg så hevdet at strøm er billigere i Taiwan. Så drar jeg til Taiwan, og taiwaneserne forteller meg at strøm er faktisk dyrere i Taiwan enn i USA – det kommer selvfølgelig an på hvor i USA.

“Jeg tror det er viktig for oss å kunne produsere den mest avanserte halvlederteknologien i USA … men hvis du tror du kommer til å bli en øy, ikke avhengig av resten av verden for noe annet .. . Jeg tror ikke det kommer til å skje. ”

Så jeg ser på hele “hvordan får vi mer chipproduksjon i USA” – produksjon går med innovasjon. Hvis du vil fremme prosessteknologien, må du kjenne til produksjonen, så for å si at vi ikke kommer til å gjøre produksjonen betyr det at vi kommer til å hindre oss i å delta i mye innovasjon. Den delen i tankene mine er uten tvil veldig viktig. Er det viktig å diversifisere våre forsyningskjeder i denne nye geopolitiske verden? Jeg tror det ville være nyttig, men vi skal ikke være naive om hvor gjensidig avhengige verden er. Så for eksempel, hvis vi lager sjetongene i USA, skal vi fortsatt sende dem til Sørøst -Asia eller Kina for emballasje? Så hvor stor geopolitisk risiko har du egentlig tatt?

Er samtalen så sofistikert som den?

Nei.

Når du hører om tilskuddspakkene, er folk liker, “Da må vi pakke dem”?

Nei, det er ikke så sofistikert. Det er en av grunnene til at jeg prøver å utdanne så mange som mulig om hvor komplekst dette er. Så for eksempel produserte Biden-administrasjonen den 100-dagers rapporten om kritiske forsyningskjeder. Og de sendte den til meg morgenen den kom ut, og jeg leste hele saken, som var en lang rapport. Det var 220 sider, jeg leste det hele. Og svaret mitt på det var greit, etter at du er ferdig med de fire forsyningskjedene, gir jeg deg ytterligere fire der vi er avhengige av forskjellige deler av verden for alle de forskjellige brikkene. Og når vi er ferdige med de fire, gir jeg deg fire til. Og når du er ferdig med de fire, gir jeg deg fire til. Og hvor lenge vil du spille dette spillet?

Jeg tror det er viktig for oss å kunne produsere den mest avanserte halvlederteknologien i USA, for som sagt er det viktig for innovasjon, men hvis du tror du kommer til å bli en øy, ikke avhengig av resten av verden for noe annet, så er alt du gjør å gjenta Xi Jinpings strategi for dobbel sirkulasjon, som er “Jeg vil at verden skal være avhengig av meg, men jeg vil ikke være avhengig av noen andre.” Jeg tror ikke det kommer til å skje.

Når vi ser på anleggene som blir foreslått i USA, er det Samsung -fabrikken i Texas. Det er et par store fabler som blir foreslått i Arizona. Dette er steder som rammes av klimaendringer. Samsung -faben måtte stenge. Arizona er i en ørken.

Flisproduksjon er veldig vannavhengig. Er det noe som spiller inn i hele samtalen? Hvor vi legger disse fablene, hvor mye strøm de trenger, hvor mye vann de trenger, er faktisk viktigere enn en skattetilskuddspakke fra en mindre regulert stat.

Absolutt. Jeg hadde noen som ringte meg fra Arizona og spurte meg, hva kan vi gjøre for å få Samsung fab i Arizona? Og jeg sa, få mer vann. Og de sa: Vi har rikelig med vann. Jeg sa, men Colorado River Compact kommer for reforhandling. Og dere har vært i en historisk tørke de siste 20 årene. Og du trenger mye vann for flisproduksjon. Taiwan har en tørke fordi reservoarene deres vanligvis er fylt av tyfonene der borte. Og de hadde et veldig tørt år. I Taiwan transporterte de vann til fabrikkene. Så alle disse ressursbegrensningene er viktige. Og jeg vet ikke hvorfor vi liker å bygge fabler i ørkener. Forresten, det var en leksjon som går tilbake; Jeg hørte det første for 25-pluss år siden, fordi Intel har en fab i New Mexico på Rio Grande, bare på nordsiden av Albuquerque. Og jeg var på et selskap, vi hadde en fabrikk like nedstrøms fra den fabelen. Og de hadde kommet til oss og bedt om mer av vanntildelingen vår. Gutter, dette er en ørken.

Det er bare en del av dette der det virker som om vi er i USA som prøver å skape mer tilbud i fremtiden. Og det er mange utfordringer langs den veien. I mellomtiden ser du på TSMC og en håndfull andre selskaper andre steder i verden som kan dekke den blomstrende etterspørselen. Kravet kan avta eller ikke. Folk kommer ikke til å slutte å kjøpe ting – det kan endre seg. Men ettersom disse nye fasilitetene kommer på nett, kommer vi til å legge til mye chipforsyning etter at problemet er løst. Det virker ikke som om disse tingene stemmer overens med meg.

Jeg er enig med deg. Vil du vite hva jeg ville gjort?

Hva er det?

Jeg ville investere i grunnvitenskap. Og la meg gi deg et parallelt eksempel. Når vi ser på disse mRNA-vaksinene mot COVID-19, ser mange på det og sier, for en fantastisk prestasjon, alle disse amerikanske selskapene, Pfizer og Moderna, de gjorde det på 18 måneder. Vel, faktisk er det ikke akkurat sant fordi mRNA -vaksiner først ble foreslått i 1990. Moderna, for eksempel, hadde jobbet med det i et tiår med 1 milliard dollar investert privat kapital. Men det som virkelig skjedde var på slutten av 80 -tallet ut på 1990 -tallet, den amerikanske regjeringen investerte enorme mengder i genomikk, det menneskelige genomprogrammet, bioteknologi, molekylærbiologi, biovitenskap, helsevitenskap generelt. Og vi hadde denne bølgen av innovasjon og oppdagelse, som la grunnlaget for selskaper som Moderna, teknologier som mRNA -vaksiner. Og forresten, DARPA hadde finansiert pandemisk beredskapsforskning ved Moderna for et halvt tiår siden.

Så da pandemien rammet, kunne vi svinge og deretter kunne BARDA, Biomedical Advanced Research Development Agency, legge 10 milliarder dollar inn i den og si “La meg få fart på produksjonen din. La meg få fart på dine kliniske studier. ” Og vi ser hva resultatet av det ble.

Hvis vi investerte i den ledende halvlederteknologien, ville selskaper som TSMC og Samsung si: “Jeg må sette flere fabrikker nærmere hvor denne innovasjonen er fordi forskningsinstitusjonen ved universitetene eller hvor forskningen blir gjort, trener mennesker . Og det er det jeg trenger for å drive alle disse stedene. ” Jeg fortalte en person i Washington, sa jeg, hvis du ser på investeringene i genomikk og bioteknologi, tidlig på 2000 -tallet, flyttet Novartis, den sveitsiske legemiddelgiganten, sitt FoU -hovedkvarter fra Basel, Sveits, til Cambridge, Massachusetts, å være i hjertet av det. Og alle disse andre globale farmasøytiske selskapene har gjort det samme. De har flyttet til USA. De flyttet til Massachusetts Bay-området fordi de må være i nærheten av der den ledende forskningen er. Det er det vi burde gjøre.

Ser du noe glimt av det som skjer akkurat nå i noen av administrasjonsforslagene?

Jeg ser at folk snakker om det. Jeg prøver å formulere det, men utfordringen er at dette er et veldig komplisert bilde, og du må forstå alle de bevegelige delene, og du må forstå de lange tidshorisontene i noen av disse løsningene. Og det er en utfordring fordi mange mennesker ikke har vært inne i disse fablene, ikke har sett på dette problemet, ikke forstår den grunnleggende teknologien. Så som pedagog er et av mine mål å prøve å lære folk så mye jeg kan om dette.

Vi spør mange konsernsjefer, når tenker du vil chipmangel være over? Det er alltid lenger ute enn jeg vil. Og det er aldri sikkert. Det virker som det kommer til å vare lenge. Når tror du det er over? Og tror du det er over?

Vel, det kommer ikke til å bli som at båndet går i stykker ved målstreken, og det er en klar slutt på dette. Snarere vil det være at noen sektorer kommer til å bli bedre før enn andre. Jeg tror at hvis du leter etter “Når skal vi slutte å snakke om det fordi problemet ikke er like alvorlig?” Jeg tror det kommer til å være midten av neste år.

Og det er fordi tilbudet vil stige for å dekke etterspørselen, eller fordi etterspørselen vil avta? < /p>

En kombinasjon av ting. Tilbudet vil stige for å dekke etterspørselen. Etterspørselen vil stabilisere seg på et mer rasjonelt nivå, og folk vil ha mye inventar å jobbe med.

Når du sier at etterspørselen vil stabilisere seg, er det sånn at folk nettopp har kjøpt nok bærbare datamaskiner?

Vel, ja. En av tingene jeg synes er veldig komisk om dette er å lytte til noen av produktprodusentene som sier at de tror at salget av bærbare datamaskiner kommer til å fortsette i samme takt som i fjor. De glemmer at disse tingene varer mer enn et år, og de har faktisk en oppgraderingssyklus som vanligvis hadde vært tre år på fem. Og du må tro under pandemien, mange av disse oppgraderingene ble trukket frem, så mitt råd til folk, hvis du kan vente, får du en god avtale på ikke altfor lang tid.

Ja. Det er gode råd. Professor Shih, det var fantastisk å snakke med deg. Tusen takk for at du var på Dekoder .

Takk for at du hadde meg.

Dekoder med Nilay Patel

En podcast fra The Verge om store ideer og andre problemer Abonner nå!