Vážený uživateli, je nám líto, ale Váš prohlížeč nepodporuje plné zobrazení webu. Doporučujeme Vám přejít na jeho aktuálnější verzi (MS Edge) nebo na některý z nejčastějších prohlížečů (Chrome, Firefox, Safari).

Auta, čipy a covid

PPF banka

5/9/2021 | 9 minut čtení

Vytisknout
Kopírovat odkaz

Ekonomický šok způsobený pandemií a opatřeními na omezení jejího šíření má řadu forem. Jednou z těch, které stále trvají a mají výrazný dopad na funkci světové ekonomiky, je narušení dodavatelsko-odběratelských řetězců. Světová ekonomika se kvůli kombinaci globalizace, internetu a stále složitějších produktů v posledních několika desetiletích vyvinula do podoby, kdy je produkce výrobků často závislá na řadě subdodávek z různých koutů světa. Neustále se také prodlužují a komplikují řetězce subdodávek.

Tento systém fungoval před pandemií až neuvěřitelně dobře a spolehlivě, přestože občasné výpadky ukazovaly jeho zranitelnost. Pandemie však situaci změnila: složitost a zranitelnost globálního ekonomického systému je jedním z faktorů, který se podílel na hloubce propadu v loňském roce a který i nyní komplikuje a zpomaluje oživování světové ekonomiky. Na příkladu vztahu mezi subdodavateli polovodičů a automobilkami analyzujeme, proč tomu tak je a jak dlouho ještě může současná nepříznivá situace trvat.

Trocha historie – jak se pandemie podepsala na výrobě elektronických součástek

Problém s nedostatkem polovodičů se do pozornosti širší veřejnosti začal dostávat na přelomu letošního a minulého roku, jak ukazuje graf intenzity vyhledávání související fráze ve vyhledávači Google. 

Vývoj frekvence vyhledávání fráze "semic onductor shortage"

Problém samotný však samozřejmě vznikl už o měsíce dříve a měl několik příčin. Jedna z důležitých se datuje už z doby před začátkem pandemie. Hospodářské spory mezi USA a Čínou za bývalého prezidenta Trumpa a jeho tlak na čínské technologické společnosti (především Huawei) vedly ke snaze čínských firem předzásobit se pro případ, že by byly odstřiženy od dodávek ze států mimo Čínu. To vytvořilo tlak na výrobní kapacity výrobců čipů a tento tlak vedl k tomu, že i některé západní společnosti vyrábějící podobné výrobky (například mobily) jako postižené čínské společnosti, které tento vývoj registrovaly, se začaly raději předzásobovat pro případ, že by došlo k nedostatku výrobních kapacit. Takže výrobní kapacity výrobců polovodičů byly kvůli tomu přetížené ještě před začátkem pandemie.

S pandemií spojená práce, vyučování z domova a všeobecně více času tráveného doma vedly k výraznému růstu poptávky po elektronice (počítače a jejich příslušenství, zábavní elektronika).

Tržby za polovodiče podle sektorů (mld USD)

Zároveň se propadla poptávka po automobilech a automobilky byly nuceny omezovat výrobu a snižovaly proto objednávky subdodávek včetně polovodičů. Uvolněnou kapacitu okamžitě využili výrobci elektroniky. U polovodičů je normální, že se součástky objednávají dlouho dopředu. Když se ukázalo, že propad poptávky bude relativně krátkodobý, a tedy bude možné obnovit výrobu automobilů, zjistily automobilky, že výrobci polovodičů mají kapacity na dlouhé měsíce dopředu do značné míry vyčerpané.

Abychom pochopili, proč se situace tak vyvinula a měli představu, jak se asi bude vyvíjet dále, musíme se podívat jednak na to, jak funguje polovodičový průmysl a jednak na to, jakým způsobem fungují subdodávky v automobilovém průmyslu.

S čipy je vše na dlouhé lokte

Výroba polovodičových součástek je nejnáročnějším a nejsložitějším průmyslovým odvětvím. Výrobní proces se skládá z několika fází (výroba materiálů, samotných čipů, jejich testování a pouzdření). Technologickou špičku představují i zařízení používaná při výrobě. Z toho plyne, že jednak samotná výroba polovodičových součástek trvá dlouho (čtyři měsíce a déle) a také že velmi dlouho trvá vyprojektování, postavení a zprovoznění výrobních závodů. (Postavení závodu trvá rok až rok a půl, zprovoznění 6–18 měsíců.) Problém je i to, že některá klíčová výrobní zařízení jsou úzkoprofilová a objednávají se až na léta dopředu.

Výroba polovodičových součástek je navíc extrémně kapitálově náročná. Vybudování moderního výrobního provozu stojí řádově miliardy dolarů, přičemž s každou další generací technologie (jednotlivé generace se liší rozměry součástek, ty se stále zmenšují) náklady rychle rostou.

Náklady na výrobní linku integrovaných obvodů (mld.USD)

A výroba polovodičů je také velmi náročná na znalosti a zkušenosti, bez nich je velmi obtížné rozjíždět výrobu, i když by byla výrobní zařízení k dispozici. Z toho všeho plyne, že polovodičový průmysl reaguje na změny v poptávce velmi pomalu. Výrobci polovodičů silně preferují uzavírání dlouhodobých kontraktů, protože kvůli vysoké kapitálové náročnosti potřebují mít maximálně vytížené výrobní kapacity. Výrobci elektroniky se tomu dávno přizpůsobili. Přesto výroba polovodičových součástek vždy byla a stále je vysoce cyklická. Cykly se řídí primárně zaváděním nových generací technologií, které je v tomto oboru relativně velmi rychlé (několik málo let) a s ním souvisejícím otevíráním nových výrobních kapacit.

Automobilky preferují just-in-time dodávky

Automobilový průmysl má sice podstatně delší tradici než výroba polovodičových součástek, ale s elektřinou pracuje prakticky od počátku. Po velmi dlouhou dobu však šlo o relativně malý počet součástek, navíc nepříliš komplikovaných a sofistikovaných. Sofistikovanější systémy se zprvu do aut dostávaly především v podobě doplňkové zábavní elektroniky, která byla z hlediska samotné funkce automobilu postradatelná. Situace se však začala měnit s tím, jak se stále více všudypřítomné elektronické součástky začaly více využívat pro řízení a regulaci samotných klíčových funkcí automobilu.

Elektronizace je stále na postupu, takže pro moderní automobil už je elektronika zcela nepostradatelná. Automobilový průmysl má přitom specifické požadavky na kvalitu integrovaných obvodů: vyžaduje větší než obvyklou odolnost a spolehlivost. Tempo elektronizace ještě urychluje nástup elektromobilů a na obzoru už jsou i automobily s autonomním řízením. Například při výrobě hybridů se používá zhruba 3500 jednotlivých elektronických součástek a stačí, aby chyběla jediná, a auto není kompletní a provozuschopné. Automobilový průmysl se tak stává větším a větším zákazníkem výrobců polovodičů a je na nich také stále závislejší.

V současné situaci je důležitý také způsob, jakým automobilky řeší subdodávky. Automobilka Toyota vyvinula produkční systém just-in-time, kdy pomocí optimalizace zásob výrazně vylepšila ekonomii produkce. Tento systém postupně přebraly všechny ostatní automobilky. V systém just-in-time se pracuje s precizním řízením subdodávek a stavu zásob tak, aby se jejich úroveň minimalizovala.

Systém je sice ekonomicky výhodný, ale je velmi náročný na přesnou spolupráci mezi dodavateli a odběrateli a citlivý na narušení dodávek. Zároveň vyžaduje vysokou míru pružnosti na straně subdodavatelů. Ti se požadavkům automobilek dokázali přizpůsobit, do značné míry díky tomu, že výrobní cyklus těchto subdodávek je relativně krátký. To však neplatí pro výrobce polovodičových součástek zvyklé na zcela jiný způsob spolupráce s jejich odběrateli.

Podíl elektroniky na ceně auta (%)

Střetly se zde tedy dvě značně odlišné kultury. Do pandemie se výrobci polovodičových součástek do značné míry přizpůsobovali automobilkám. Mohly to dělat, protože především u složitějších integrovaných obvodů, kde je výrobní cyklus nejdelší, a tedy nejméně pružný, byly automobilky do značné míry marginální zákazník, tedy jimi poptávané objemy byly malé ve srovnání s výrobci elektroniky.

Pandemie však situaci změnila. Automobilky zjistily, jak moc jsou zranitelné výpadkem subdodávek polovodičových součástek a jak obtížné je situaci řešit. Zároveň výrobci polovodičových součástek reagují a snaží se zvýšit svoji produkční kapacitu, a to nejen s ohledem na požadavky automobilek, ale i svých dalších zákazníků. Ve sdělovacích prostředích se poměrně často problém redukuje na technologicky nejvyspělejší výrobní kapacitu, která je soustředěna v několika málo společnostech (především tchajwanský TSMC, korejský Samsung, americký Intel). Problém je však širší, netýká se jen těchto nejvyspělejších součástek, protože především u automobilů je značná část subdodávek elektronických součástek jednodušší a je vyráběna staršími technologiemi.

Hlavními dodavateli součástek pro automobily jsou společnosti jako STMicroelectronics (EU), Infineon Technologies (Německo), NXP Semiconductor (EU), Texas Instruments (USA) a Toshiba (Japonsko). Automobilky si aktuálně stěžují především na nedostatek součástek od společností Renesans (Japonsko) a Bosch (Německo). U starších technologií je problém, že jejich výrobní kapacity jsou dané a fixní – nikdo se příliš nehrne do investování do technologických linek, které jsou za zenitem, obzvlášť v situaci, kdy není úplně jasné, jak velká část problémů s kapacitou je způsobena snahou předzásobit se. Přitom k tomu, aby nebylo možné automobil dokončit, stačí výpadek jediné součástky.

Dopad pandemie na automobilový průmysl

Automobilky prošly největšími výpadky v počátcích pandemie, především ve druhém čtvrtletí minulého roku. Příčinou tehdy nebyl primárně nedostatek polovodičových součástek, ale kombinace všeobecného narušení dodavatelsko-odběratelských řetězců, přísných opatření komplikujících logistiku a také nejistoty ohledně dalšího vývoje pandemie, která vedla k redukci produkce. Výrazně přispěl také masivní propad prodejů: v Evropě klesly o 80 %, v Číně o 70 % a v USA téměř o 50 %. Nedostatek polovodičových součástek se jako dominantní problém začal objevovat až po rozjezdu výroby na podzim minulého roku. Problémy přetrvávají do současnosti a mají globální charakter.

Využití produkční kapacity - automobily (%)

Například Škoda ČR musí část nedokončené výroby skladovat. Přesto je podle přiloženého grafu aktuální využití výrobní kapacity v českých automobilkách nad úrovní před pandemií, nejvyšší za posledních deset let. Japonská automobilka Toyota nedávno oznámila, že bude muset kvůli nedostatku čipů v září krátkodobě omezit produkci o 40 %.

Jak lze vyřešit nedostatek čipů?

Principiálním řešením problému nedostatku polovodičových součástek je zajištění dostatečné kapacity pro jejich produkci. Výrobci polovodičů ovšem jsou kvůli extrémní kapitálové náročnosti odvětví ochotni investovat pouze v případě, že mají pro nové kapacity s dostatečnou mírou jistoty zajištěný odbyt. Ten si primárně zajišťují pomocí dlouhodobých kontraktů. Aby automobilky motivovaly výrobce polovodičových součástek k investicím, budou muset v jejich případě upravit svůj zaběhlý zásobovací model a také přistoupit k závazným dlouhodobým kontraktům. 

Produkce automobilů (index)

V tisku se objevují spekulace o možnosti, že by si automobilky produkovaly čipy samy, ale tato možnost je jen velmi málo realistická kvůli složitosti výroby a také kvůli nutnosti co nejvíce využívat úspory z rozsahu, to znamená vyrábět co nejširší spektrum součástek v kategorii, na kterou se daný výrobce specializuje. Automobilky se ovšem mohou finančně podílet na investicích polovodičových společností a tím uspíšit vznik nových kapacit přednostně zaměřených na plnění jejich požadavků.

Jak dlouho bude nedostatek čipů ještě trvat?

K problému nedostatku polovodičových součástek se vyjadřuje v médiích řada představitelů jak automobilek, tak výrobců polovodičů. Jejich názory na dobu trvání nedostatku se však poměrně výrazně liší. Od optimistické části názorového spektra, počítající s tím, že problémy budou vyřešeny v řádu měsíců, po pesimistickou část spektra názorů počítající s trváním problémů v řádu několika let. Realita je zatím taková, že u některých typů součástek se stále prodlužují dodací lhůty, jinde se situace už začíná zlepšovat nyní. To je také jedním z důvodů rozporu v názorech. Široké spektrum vyráběných součástek vede k tomu, že v některých případech skutečně může být úzký profil vyřešen v řádu několika měsíců, jinde to může být podstatně složitější. Situaci navíc komplikuje, že automobilky nejsou zdaleka jedinými odběrateli polovodičových součástek a že jejich spotřeba roste stále rychleji s tím, jak jsou stále více využívány v různých oborech a jak se elektronika stává stále více součástí běžného života v masovém měřítku a globálně.

Dalším faktorem, který znesnadňuje odhad doby trvání problémů, je nejistota kolem vývoje pandemie. Lokální zhoršení stále mohou mít za následek jak problémy při produkci, tak logistické problémy. Aktuálním příkladem narušení produkce kvůli pandemii je Malajsie, kde je soustředěna řada provozů na testování a pouzdření čipů. Podle našeho názoru je však spíše pravděpodobné, že většinu nejhorších problémů se podaří vyřešit poměrně rychle, patříme tedy k optimistické části názorového spektra. Důvodem našeho optimismu není ani tak očekávání rychlého růstu produkční kapacity výrobců čipů, jako spíše schopnost průmyslu přizpůsobit se dané situaci. Produkce automobilů se bude muset přizpůsobit pomocí konstrukčních úprav a preference modelů, u kterých jsou potřebné součástky k dispozici. Na straně producentů půjde o hledání cest, jak zajistiti produkci nejpotřebnějších a nejméně postradatelných komponentů.

Závěr

Současná civilizace je kvůli kombinaci stále většího počtu sofistikovaných zařízení a systémů, na kterých jsme stále více závislí, stále zranitelnější. Pandemie covidu-19 tuto zranitelnost na jedné straně zřetelně odhalila, na druhé straně také ukázala, jak pružný a odolný globální systém je. V řádu několika měsíců se nejhorší ekonomický šok od druhé světové války do značné míry podařilo zvládnouta přes extrémní výpadek globální produkce ve druhém čtvrtletí minulého roku nedošlo k žádným skutečně závažným trvalým škodám.

Průmyslu se podařilo velmi rychle obnovit prakticky stejnou úroveň produkce, jakou měl před pandemií, na rozdíl od části služeb, které byly a jsou pandemií postihovány mnohem bezprostředněji. Problémy ve výrobním sektoru však částečně přetrvávají. Ekonomický šok pandemie sice způsobil značné problémy, dlouhodobě však může mít pozitivní dopady, pokud ho využijeme k poučení se a zlepšení fungování globálního ekonomického systému tak, aby byl robustnější, pružnější a efektivnější.

Sdílet na sociálních sítích

Sdílet na sociálních sítích

Vytisknout

Kopírovat odkaz