המשבר בשרשרת האספקה רחוק מסיום. חברת ABI Resaerch צופה שהמשבר והמחסור בשבבים שאיפיין את השנתיים האחרונות יימשך גם בשנת 2022 ואולי אפילו יעמיק. במסגרת תחזית טכנולוגית שנערכה על-ידי כל האנליסטים בחברת המחקר, היא העריכה שהמשבר בשרשרת האספקה בתעשיית האלקטרוניקה רחוק מסיומו, ושהוא נובע ממגוון סיבות שונות – החל ממגיפת הקורונה וכלה במלחמת הסחר בין סין וארה"ב.

ההפרעה שיצרה מגיפת הקורונה פגעה בכל מרכיבי שרשרת האספקה, החל מחומרי גלם בסיסיים לייצור מוצרים ורכיבים אלקטרוניים, וכלה ברכיבי לוגיסטיקה פשוטים כמו מכולות או משטחי העמסה,שבלעדיהם המערך הלוגיסטי מושבת. חברות רבות מנסות להתמודד עם הבעיה באמצעות אגירת מלאים, אולם במקרים רבים המהלך הזה רק מעצים את המשבר. בתעשיית השבבים, המצב יישאר כזה לפחות עד שנת 2023. להערכת החברה, כבר היום עובדות יצרניות רבות בתפוקה של 100% – אבל הן לא מצליחות להדביק את הדרישה הגוברת לרכיבים עבור מערכות מקושרות ואבזרי IoT.

הטעות הגדולה של תעשיית הרכב

למחסור הזה יהיו השלכות רבות, כשאחת מהבולטות שבהן היא הקפאון בתעשיית הרכב. אפילו בשנת 2021 צמחו המכירות של יצרני הרכב האירופים בכ-1.3%. אולם בשנת 2022 הן צפויות להישאר ללא שינוי. "יצרניות המכוניות לא מצליחות לעמוד בביקוש בגלל המחסור בשבבים קריטיים. במשך שנים רבות הן הסתמכו על רכיבים המיוצרים בתהליכים מיושנים שקיבולת הייצור שלהם מוגבלת, וכיום קשה להתמודד עם הבעיה שנוצרה לאורך זמן". בנוסף, הן ביצעו טעות גדולה מאוד כאשר בשנת 2020 הן ביטלו את ההזמנות שלהן באופן חד-צדדי. לכן, להערכת ABI, לא יהיה ניתן לתקן את המצב הזה לפני 2023.

המחסור נובע משילוב של השפעות המגיפה ביחד עם גורמים אחרים, כמו למשל "הזמנות פאניקה" שאינן קשורות למכירות ממשיות אלא לאגירת מלאים, תופעות בלתי צפויות כמו השבתת מפעלי שבבים בסין עקב המחסור בפחם, ומאבקים גיאו-פוליטיים. החברה מודאגת במיוחד מהמתיחות בין טאיוואן וסין, אשר עשויה להשפיע על פעילותה של חברת TSMC, המחזיקה כיום בכ-53% משוק קבלנות ייצור השבבים (Foundry) העולמי. יותר מזה, TSMC היא אחת משתי החברות היחידות בעולם (השנייה היא סמסונג) אשר מייצרות שבבים בתהליך מתקדם של 5 ננומטר ומתכננות להיכנס בתוך כשנה לייצור המוני של רכיבי 3 ננומטר.

ארה"ב מוסיפה שמן למדורה

העיצומים האמריקאים על התעשייה הסינית מגבירים את חוסר הוודאות בשוק ומייצרים הפרעה נוספת בשרשרת האספקה. אחת מהקורבנות הבולטים ביותר של מלחמת הסחר בין סין ואה"ב היא חברת וואווי, אשר צפויה להיזרק לחלוטין משוק הסמארטפונים. מדובר בשוק כל-כך תחרותי, שאפילו חברת LG הקוריאנית החליטה לצאת ממנו. אולם הבעייה של וואווי גדולה בהרבה: "בעקבות העיצומים האמריקאים והתלות של וואווי בטכנולוגיות זרות, היא איבדה חלקים גדולים מהשוק שלה למתחרות כמו אפל, סמסונג, שיאומי, OPPO ו-Vivo. אנחנו צופים שב-2022 יתמוטט קו מוצרי הפרימיום שלה, בגלל מחסור בטכנולוגיות מתקדמות".

הנקמה הסינית תגיע בדור הששי (6G)

"החברה תהיה תלויה לחלוטין בשוק הסיני, בחלקים מאסיה ובאפריקה, ותפעל בעיקר ברמת מכשירי הדור הרביעי (4G). יש לצפות שעד 2023 היא תצא לגמרי מהשוק". המאבק הבין-גושי הזה מסבך שווקים נוספים: אומנם השוק הסיני הוא כעת השוק הגדול בעולם של מערכות 5G, אולם העיצומים האמריקאים מגבילים את החברות הסיניות לשוק המקומי בלבד, ומגדילים את החשיפה שלהן למחסור בשבבים הפוגע בתעשייה כולה. אלא שבטווח הארוך המדיניות הזאת דווקא תחזק את סין.

ABI Resaerch: "חברות סיניות כמו וואווי, ZTE וחברות נוספות ביצעו השקעות מו"פ עצומות בדור השישי (6G) וימשיכו במדיניות הזאת גם בשנת 2022. פירוש הדבר שעיקר הקניין הרוחני של הדור הבא יהיה בשליטת החברות הסיניות. ואם העיצומים יימשכו או אפילו יתחזקו, ייתכן שהדבר יביא להתפתחות תקנים שונים במקביל, מכיוון שהיצרניות הסיניות לא יוכלו לפעול בשווקים הזרים".

המשבר של ARM מזעזע את התעשייה

הפרעה אחרת מגיעה ממקום בלתי צפוי: המשבר הטכנולוגי של חברת ARM. החברה הבריטית מספקת את ארכיטקטורת הליבה של כל המוצרים הניידים, וכעת גם של מחשבים חזקים ומערכות משובצות של רוב היצרניות. אלא שהיא מתקשה להתמודד עם צורכי התעשייה. להערכת ABI, חברת ARM נמצאת במשבר עמוק, המשפיע לרעה על כל התעשייה.

"עיסקת הרכישה על-ידי אנבידיה, שעדיין לא ברור אם תצא אל הפועל, חשפה את העובדה ש-ARM תקועה במודל קניין רוחני (IP) שאינו מתאים לצורכי התעשייה ואין לה מענה לצורך הגובר בחדשנות טכנולוגית". היא מאמינה ש-ARM צריכה להגדיל את המשאבים הטכנולוגיים שלה ולחדש את המודל העסקי שלה, מכיוון שהארכיטקטורה שלה היא פלטפורמת ליבה בעולם המחשוב הנייד. "אם המצב הנוכחי יימשך, ARM לא תעמוד ביעדים העסקיים שלה ותגרום לקושי אשר ישפיע לרעה על כל התעשייה".

חברת SiFive האמריקאית, אשר הוקמה על-ידי המפתחים המקוריים של ארכיטקטורת RISC-V, הכריזה החודש על המעבד החזק ביותר בתעשייה, P650, המבוסס על 64 סיביות וכולל 16 ליבות. הוא כולל הרחבות של הארכיטקטורה המאפשרות וירטואליזציה והפעלת יישומי בינה מלאכותית. החברה לא מסרה פרטים נוספים, אולם העריכה שהיא תאפשר ללקוחות נבחרים לבדוק אותו במהלך המחצית הראשונה של 2022. ארכיטקטורת RISC-V פותחה לפני כ-11 שנים באוניברסיטת ברקלי במתכונת של ממשק ISA פתוח שיכול להריץ מחשבים חזקים בעלי אורך מילה של עד 128 סיביות.

במקביל, חברת StarFive הסינית הודיעה לפני שבוע שהיא החלה באספקת מעבדים חזקים בארכיטקטורת RISC-V. המעבדים ממשפחת Dubhe מיוצרים בחברת TSMC בתהליך של 12 ננומטר ועובדים במהירות שעון של עד 2GHz. החברה דיווחה שהיא מסרה מעבדי להערכה בחברות מתחום מרכזי הנתונים, רשתות תקשורת מהירות ואפילו יצרני מחשבי PC. המעבדים החדשים כוללים הרחבה המאפשרת לבצע וירטואליזציה ועיבוד וקטורי הממוקד ביישומי בינה מלאכותית.

במקביל, החברה הכריזה על ערכת הפיתוח ללינוקס עבור המעבדים החדשים, אשר מבוססת על הקוד הפתוח שנוצר במסגרת Yocto Project. חברת StarFive נוסדה בשנחאי בשנת 2018 על-מנת לספק מעבדים מבוססי RISC-V עבור השוק הסיני. מייסד ומנכ"ל החברה, תומאס שו, הגיע אליה עם נסיון רב בתחום השבבים: במשך 11 שנים הוא עבד בחברת HP ארה"ב, והיה שותף לפרוייקטי הפיתוח של משפחת מעבדי PA-RISC ו-Itanium.

גם ישראל משחקת במגרש ה-64 סיביות

מעניין לציין שגם בישראל נעשה פיתוח חלקי של מעבד RISC-V בעל 64 סיביות. הוא בוצע במסגרת מאגד GenPro שסיים בחודש שעבר את פעילותו. ל-Techtime נודע שבשלב זה המעבד הישראלי לא הגיע לבשלות מסחרית, והתכנון שלו פתוח רק בפני החברות והחוקרים מהאקדמיה שהשתתפו במאגד. בטאיוואן נכנסה לתמונה חברת אנדס (Andes) שדיווחה בתחילת החודש שיש בידה טכנולוגיה של מעבד RISC-V בעל 64 סיביות, אולם לא מסרה פרטים נוספים.

החברה הוקמה כמעט בחשאי בשנת 2005 במטרה לפתח ארכיטקטורת RISC שנועד להתחרות במעבדים של חברת ARM. בשנים האחרונות היא נטשה את הארכיטקטורה הקניינית שלה, ועברה לפיתוח קניין רוחני המבוסס על ארכיטקטורת RISC-V, שאחת ממטרותיה הראשוניות היא להוזיל את המחיר באמצעות תחרות בקניין הרוחני של ARM. המודך העסקי שלה מבוסס על מכירת תכנונים (IP) ולא על מכירת מעבדים.

קרש ההצלה של סין

להערכת חטיבת המחקר של דלויט (Deloitte), הארכיטקטורה הפתוחה מעוררת התלהבות בשוק, אולם ייקח זמן עד אשר יהיה לה משקל כלכלי מהותי, מכיוון שלמרות ששוק ליבות העיבוד של RISC-V מראה סימני צמיחה מהירים, המספרים עדיין קטנים. בשנת 2021 הוא הסתכם בכ-400 מיליון דולר, ולאור המגמות הנוכחיות הוא צפוי להגיע להיקף של כ-1 מיליארד דולר בשנת 2024. אלא שיש גורם נוסף אשר מתחיל להיכנס למשוואת השוק, ואשר עשוי לשנות אותה מהקצה אל הקצה: מלחמת הסחר בין סין וארה"ב.

"הסנקציות של ארצות הברית יצרו חשש בקרב היצרניות הסיניות שהן יאבדו את הגישה אל הארכיטקטורות (ISA) המרכזיות בשוק, x86 של אינטל או אל ארכיטקטורת העיבוד של ARM. להערכתן, בכל רגע נתון ארה"ב יכולה 'למשוך מתחת לרגליהם את שטיח ה-ISA'. אימוץ ארכיטקטורת RISC-V הפתוחה מאפשר להן לעקוף את הבעיה הזאת ולסייע למדינה להשיג את היעד השאפתני שלה, של צימצום התלות בייבוא שבבים. הדבר כבר בא לידי ביטוי בכך שכשליש מחברי ארגון הגג התעשייתי RISC-V Foundation הם סינים, ומהריבוי היחסי של חברות סיניות אשר הכריזו על שבבים קיימים מבוססי RISC-V".

חברת טאואר סמיקונדקטור (Tower) ממגדל העמק הכריזה על השלמת פרוייקט משותף עם חברת ג'וניפר נטוורקס (Juniper Networks), שבמסגרתו פותח פלטפורמת סיליקון פוטוניקס (SiPho) ראשונה מסוגה בעולם המשלבת לייזר III-V המיוצר מ-InGaAsP, מגברים אופטיים, מאפננים אופטיים (modulators) המאפשרים העברת מידע על-גבי גל בעל תדירות גבוהה, וגלאים – הכל בשבב יחיד. טאואר הודיעה שהטכנולוגיה זמינה כעת בפני כל הלקוחות שלה ולא רק עבור ג'וניפר נטוורקס.

"תהליך הפיתוח המשותף עם טאואר היה מוצלח במיוחד והניב טכנולוגיה ייחודית ופורצת דרך בתחום הסיליקון פוטוניקס," אמר מנכ"ל ג'וניפר נטוורקס, רמי רחים. "באמצעות היכולת הזו הפתוחה לכלל התעשיה, אנחנו יכולים להפחית משמעותית את מחירי הרכיבים האופטיים". לדברי מנכ"ל טאואר, ראסל אלוונגא, "אנחנו החברה היחידה המציעה טכנולוגיה זו לכלל הלקוחות בתעשייה".

פלטפורמת הייצור החדשה מתאימה ליישומים רבים, בהם: טלקום, מרכזי נתונים (data centers), LiDAR ועוד. טאואר הודיעה שערכות הפיתוח (PDK) עבור התהליך החדש יהיו מוכנות עד סוף 2021. ברבעון השני של 2022 היא תפרסם תכנוני ייחוס ראשונים של רכיבים מוכללים הכוללים סיליקון פוטוניקס ולייזר, המספקים יכולת העברת מידע בקצבים של 400Gb/s ו-800Gb/s.

מטרת-העל: שירותי ייצור אופטיים מקיר לקיר

סיליקון פוטוניקס הוא אחד מהתחומים בעלי הצמיחה המהירה ביותר בתחום השבבים. להערכת חברת Emergen Research, הוא יצמח בשנים הקרובות בשיעור של כ-22.7% בשנה, ויגיע בשנת 2027 להיקף מכירות של כ-4.6 מיליארד דולר, בהשוואה למכירות של 980 מיליון דולר בשנת 2019. אלא שכדי שהתחום הזה יעמוד בתחזיות, יש צורך בשני תנאים מוקדמים: אבני בניין טכנולוגיות המאפשרות ליישם פתרונות מורכבים, ותשתית של שירותי ייצור המעניקה גישה לטכנולוגיה גם לחברות קטנות ובינוניות.

חברת טאואר נמצאת בתקופה האחרונה בתהליך חיזוק שתי הזרועות האלה. בתחום הזמינות, היא תאפשר ללקוחות חדשים להתנסות בטכנולוגיה החדשה במסגרת שירות Multi-Project Wafer – MPW שנועד להפחית את עלויות ההתנסות ובדיקות ההיתכנות של תכנונים חדשים. התוכנית מאפשרת חברות לשלב את התכנון שלהם בתהליך ייצור של פרוסות סיליקון שיש בהן מקום פנוי או שהן מיועדות רק לפרוייקטי ניסוי, באופן שבו הלקוחות משתתפים אחד עם השני בעלויות הייצור.

המרכיב השני בא לידי ביטוי בסדרת טכנולוגיות אופטיות שהיא רכשה בשנים האחרונות, בהן: יכולת ייצור דיודת לייזר מבוססת סיליקון גרמניום העובדת באורך הגל של התקשורת האופטית, פוטו דיודות המשמשות לגילוי האותות והמרתן לאות חשמלי, מודולטורים, מוליכי גלים אופטיים מסוגים שונים, ועוד.

לאחרונה היא גם הכריזה על שיתוף פעולה עם סינופסיס ושיתוף פעולה עם Anello Photonics האמריקאית ליישום טכנולוגיה המאפשרת לייצר חיישני ג’ירוסקופ בתוך שבב (Silicon Photonic Optical Gyroscope) ולא באמצעות סיבים אופטיים. מטרת-העל היא לבנות את טאואר כקבלנית הייצור (Foundry) הראשונה בתעשייה אשר מספקת שירותי ייצור מלאים בתחום הסיליקון פוטוניקס.