Intensivierung der schlechten Rohstoffversorgung

Unerwartete Ereignisse im Jahr 2021 haben die Versorgung mit onehin schon knappen Rohstoffen wie Silizium- und Glassubstraten, Wafern, Quarzoszillatoren und Kunststoff verschlechtert. Infolgedessen wurde die Produktion für eine Vielzahl von Komponenten beeinträchtigt, was zu Engpässen bei ICs, CPUs und Speichern führte.

Im Laufe des 2. Quartals werden wir die Auswirkungen von unvorhersehbaren Störungen sehen, da sich weitere Rohstoffengpässe am Horizont abzeichnen.

Der Wafer Engpaß

Die Produktion von Halbleitern wird weiterhin durch den Mangel an 8-Zoll-Wafern  behindert, der sich seit der ursprünglichen Meldung im Jahr 2019 verschärft hat. Aufgrund von Kapazitätsengpässen und der Unberechenbarkeit der Auswirkungen der COVID-19-Pandemie verlagerten die Hersteller ihre Produktionslinien, um sich auf Branchen zu konzentrieren, die eine Nachfrage verzeichneten, wie z. B. für Unterhaltungselektronik. In letzter Zeit wurde verstärkt Druck auf Chiphersteller wie TMSC ausgeübt, ihren Fokus auf die Unterstützung der Automobilindustrie zu verlagern.

8-Zoll-Wafer werden für CMOS-Sensoren, Stromversorgungs-Controller, MCUs, RF-Komponenten, MEMS usw. benötigt, weshalb zahlreiche Branchen um diese Ressource konkurrieren. Da TSMC dabei ist, seine Produktion auf Automobilchips zu fokussieren, wird die Produktion anderer Branchen darunter leiden, zumal die Produktion in den letzten Monaten weiter beeinträchtigt wurde.

So verursacht der texanische Wintersturm beispielsweise großflächige Stromschwankungen und Blackouts. Texas ist ein US-Zentrum für die Elektronik- und Halbleiterproduktion und einige große Hersteller wie Samsung, NXP und Infineon waren betroffen. Wir werden das Ausmaß der Störungen wohl erst im weiteren Verlauf des 2. Quartals erkennen.

Der Silizium Engpaß

Die ABF-Substratknappheit hat am meisten zu den CPU-, GPU- und IC-Verknappungen beigetragen und es wird derzeit prognostiziert, dass sie bis 2023 andauern werden, da die Kapazitätsgrenze der Substratfertigungsanlagen erreicht ist. Verschärft wurde dies durch die Fabrikbrände bei Nittobo und Renesas, die Ende 2020 und Anfang 2021 auftraten. Dadurch wurde die Produktion für eine Vielzahl von Komponenten beeinträchtigt, z. B. bei Speicherprodukten.

Da ABF-Fertigungsanlagen eine Lieferzeit von 12 Monaten hat, konzentrieren sich die ABF-Hersteller eher auf die Steigerung der Ausbeute als auf die Erhöhung der Kapazität. Da keine Änderung des Liefersituation in Sicht ist, werden die Preise in den nächsten 6 Monaten weiter steigen und die Kunden den Preis dafür zahlen müssen. Die Aussichten auf eine Erholung sind düster, da die Substratknappheit weiter anhält.

Die anhaltende Dürre in Taiwan wird die Auswirkungen dieser Knappheit noch verstärken, zumal die taiwanesischen Werke und Fertigungsanlagen etwa 53 % der weltweiten Halbleiter produzieren. Da Wasser für die Verarbeitung von Silizium und die Chipproduktion von zentraler Bedeutung ist, könnten Engpässe bis Mai einen schweren Schlag für die Halbleiterproduktion darstellen.

Der Edelmetall Engpaß

Wie für das Jahr 2020 vorhergesagt, zeichnen sich weitere Rohstoffengpässe ab, wie z. B. bei Edelmetallen. Palladium, das in der Elektronik und als Schlüsselkomponente in Geräten zur Schadstoffreduzierung in Fahrzeugen verwendet wird, verzeichnet steigende Preise, da die Verwendung zunimmt. Die Preiserhöhungen, die derzeit von den Automobilherstellern gezahlt werden, könnten an die Kunden weitergegeben werden, wenn die Produktion wie vorhergesagt hinter der Nachfrage zurückbleibt.

Germanium, ein natürlicher Halbleiter der in Transistoren verwendet wird, ist ein weiterer Rohstoff, der von Engpässen betroffen ist. Germanium ist nämlich eine Alternative zu Silizium und führende Hersteller konzentrieren sich auf dessen Verwendung im Zuge des weltweiten Silizium-Chip Engpasses. Da die Nachfrage weiterhin nicht befriedigt werden kann, könnte auch dieses Metall im Jahr 2021 erschöpft sein.

Der Quarzoszillatoren Engpaß

Bestimmte Quarzoszillatoren, einschließlich TCXOs, sehen sich Lieferproblemen gegenüber, die durch den Brand bei Asahi Kasei Microdevices (AKM) im Oktober 2020 begünstigt wurden. Obwohl AKM mit der Auslieferung von Lagerbeständen durch seine Unterlieferanten begonnen hat, ist das Angebot äußerst begrenzt. Die Kunden werden dringend gebeten, auf Produkte anderer Hersteller zurückzugreifen, bis eine alternative Produktion verfügbar ist. Die Produktionslinien von AKM werden erst im März 2022 wieder voll einsatzfähig sein.

Da AKM plante, die Produktion seiner Quarzoszillatoren an Renesas auszulagern, hat der gleiche Fabrikbrand, der die Substratversorgung beeinträchtigt hat, auch die Engpässe an Quarzoszillatoren verschärft. Es ist möglich, dass sich das Angebot an TXCOs im 3. Quartal wieder erholt, da das Unternehmen eine Schätzung von 12 Monaten zur Erholung der Produktion angab, doch das muss sich erst noch zeigen.

Der Kunststoff Engpass

Auch bei den Chemikalien, die zur Herstellung von Kunststoffen verwendet werden, gibt es Einschränkungen. Kunststoffe werden in allen Arten von Produkten verwendet, von Verpackungen über Haushaltsgeräte bis hin zu Smartphones und Autos. Bestimmte Kunststoffe werden auch in der Produktion von Halbleitern benötigt, z. B. für Leiterplatten, elektrische Isolatoren, Reinstwassersysteme und Nassbänke, um nur einige zu nennen.

Die Versorgungsengpässe bei Kunststoffen haben in zahlreichen Branchen zu Fabrikschließungen, starken Preissteigerungen und Produktionsverzögerungen beigetragen. Da die Automobilhersteller stark auf Kunststoffe angewiesen sind, ist dies einer der Gründe, warum diese Hersteller gezwungen waren, Werke stillzulegen und die Produktion zu drosseln. Wenn diese Kunststoffe weiterhin knapp bleiben, können viele Halbleiter nicht mehr produziert werden.

Das Fazit

Die Rohstoffknappheit verschärft sich weiter, und es sieht leider nicht so aus, als würde sie in absehbarer Zeit enden.