รู้จักอุตฯเซมิคอนดักเตอร์ สมองของอุปกรณ์ดิจิทัล-อีวี
คอลัมน์ : ระดมสมอง ผู้เขียน : ธีระภูมิ วุฒิปราโมทย์ Bnomics : ธนาคารกรุงเทพ
ในยุคที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความสำคัญสำหรับการใช้ชีวิตประจำวันเพิ่มขึ้นมาก หลายคนใช้เวลาไปกับการเล่นมือถือ หรือคอมพิวเตอร์หลายชั่วโมงต่อวัน แต่อุปกรณ์เหล่านี้จะไม่สามารถทำงาน ได้เลยหากไม่มีชิ้นส่วนอย่างเซมิคอนดักเตอร์ (ชิป) ที่ทำหน้าที่เป็นมันสมอง เป็นหน่วยประมวลผล ความต้องการชิปจึงเพิ่มขึ้นทุกวัน
ชิปถือเป็นชิ้นส่วนสำคัญ จะถูกนำมาผลิตแผงวงจรต่าง ๆ ซึ่งทำหน้าที่ ได้หลากหลาย เช่น เป็นตัวควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ เป็นเสมือนคลังเก็บข้อมูลชั่วคราว หรือประมวลผล
กระบวนการผลิตชิป
อุตสาหกรรมผลิตชิป แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก ๆ คือ 1) fabless 2) foundry และ 3) outsourced semiconductor assembly & testing (OSAT)
1.fabless คือบริษัทที่มีความเชี่ยวชาญในด้านการออกแบบพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ แต่ไม่ได้ผลิตเอง จะใช้วิธีว่าจ้างบริษัทที่มีความเชี่ยวชาญในการผลิตและมีเทคโนโลยีขั้นสูงให้ผลิตให้แทนด้วยการดำเนินธุรกิจในรูปแบบนี้ ทำให้ fabless สามารถประหยัดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเช่น การสร้างโรงงาน และการซื้อเครื่องจักร เป็นจำนวนเงินมหาศาล และสามารถโฟกัสกับการวิจัยและพัฒนา (R&D) ชิปได้อย่างเต็มที่ โดยบริษัท fabless ที่มีชื่อเสียง ได้แก่ บริษัท Qualcomm, Broadcom และ Nvidia
2.foundry คือบริษัทที่ผลิตชิปให้กับบริษัท Fabless หรือเรียกว่า “fabs” โดยมีการประเมินว่าหากต้องการเปิดโรงงาน fabs อาจต้องใช้เงินทุนกว่า 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือราว 3 หมื่นล้านบาท โดยบริษัท foundry ที่ได้ยินชื่อกันบ่อย ๆ คือ บริษัท GlobalFoundries, TSMC และ UMC
สุดท้ายคือ outsourced semiconductor assembly & testing (OSAT) คือบริษัทที่ให้บริการเข้าแพ็กเกจชิปและตรวจเช็กการทำงานของชิป โดยผู้ผลิตชิปมักจะเอาต์ซอร์ซการประกอบและการทดสอบให้กับผู้ประกอบการ OSAT เพื่อลดภาระงานและต้นทุนในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการเข้าแพ็กเกจชิป
ทำไมถึงขาดแคลนในช่วงที่ผ่านมา
มีหลายปัจจัยด้วยกันที่ทำให้ชิปขาดแคลน ปัจจัยแรกเป็นผลมาจากการแพร่ระบาดของโควิด-19 ที่ทำให้ผู้คนจำนวนมากจำเป็นที่จะต้องอยู่บ้าน ส่งผลทำให้ความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นวิดีโอเกม เพิ่มขึ้นมาก ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ล้วนต้องใช้ชิปทั้งสิ้น
และการแพร่ระบาดของโควิด-19 ยังส่งผลทำให้ยอดขายรถยนต์ปรับลดลงมากในช่วงต้น เพราะรัฐบาลล็อกดาวน์ให้ประชาชนอยู่บ้าน ด้วยเหตุนี้ค่ายรถยนต์หลายแห่งจึงลดปริมาณการผลิตรถยนต์ลง เป็นผลทำให้การสั่งซื้อเซมิคอนดักเตอร์ลดลงตามไปด้วย
เมื่อความต้องการชิปที่ใช้ในอุตฯรถยนต์ ลดลง ผู้ผลิตชิปหลายรายจึงหันไปรับออร์เดอร์การสั่งซื้อจากอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่น อุตสาหกรรมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มากขึ้นกว่าเดิม แต่เมื่อสถานการณ์แพร่ระบาดของโควิด-19 เริ่มดีขึ้น และอุตสาหกรรมรถยนต์ก็ฟื้นตัวได้ไวกว่าที่คาด
ค่ายรถยนต์ต่าง ๆ วางแผนสั่งซื้อชิปเพื่อเพิ่มกำลังการผลิต แต่ผู้ผลิตชิปไม่สามารถผลิตชิปให้กับบริษัทรถยนต์ได้ เนื่องจากมีออร์เดอร์จากอุตฯอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ส่งผลทำให้บริษัทรถยนต์ยักษ์ใหญ่หลายราย เช่น โตโยต้า, เจนเนอรัล มอเตอร์ส, ฟอร์ด และอีกหลายบริษัทต้องพบเจอกับปัญหาชิปขาดแคลน
นอกจากนี้ ปัญหาภัยธรรมชาติยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้ชิปขาดแคลน ในสหรัฐ อากาศที่หนาวเย็นจัดในเดือน ก.พ. 2564 ส่งผลให้ไฟฟ้าดับในโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในเมืองออสติน และกระทบต่อการผลิต
ขณะที่ไต้หวัน ที่สามารถผลิตชิปที่มีความซับซ้อนได้มากที่สุดของโลก เผชิญกับภัยแล้งเลวร้ายที่สุดเมื่อปีที่แล้ว ขณะที่การผลิตชิปต้องใช้น้ำปริมาณมาก ส่งผลทำให้ผู้ผลิตชิปรายใหญ่ของโลกอย่าง Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) ถูกรัฐบาลขอให้ลดการใช้น้ำลงประมาณ 7%
ผู้นำแห่งอุตฯเซมิคอนดักเตอร์
ข้อมูลของ Semiconductor Industry Association (SIA) ระบุว่า ยอดขายชิปทั่วโลกปรับตัวขึ้นมากในปี 2563 ขยายตัวเพิ่มขึ้น 6.5% มาอยู่ที่ราว 4.4 แสนล้านดอลลาร์สหรัฐ (14 ล้านล้านบาท) โดยยอดขายในจีนและอเมริกาโตขึ้น 5% และ 20% ตามลำดับ
หากพิจารณาถึงปริมาณการผลิต ทวีปเอเชียสามารถผลิตชิปได้มากกว่าสหรัฐ โดยจีนผลิตอยู่ที่ 24% ของกำลังการผลิตทั่วโลก ตามมาด้วย ไต้หวัน 21% เกาหลีใต้ 19% ญี่ปุ่น 13% ส่วนสหรัฐและยุโรป 10% และ 8% ตามลำดับ
ทุ่มสุดตัวเพื่อเป็นผู้นำตลาด
ตอนนี้หลายบริษัทก็เล็งเห็นถึงโอกาสที่จะขยายกำลังการผลิตเพื่อรองรับความต้องการที่มีมากขึ้นจนทำให้ชิปขาดแคลน โดยผู้ผลิตชิปเจ้าใหญ่อย่าง TSMC ในไต้หวัน วางแผนที่จะลงทุนด้วยเงินกว่า 4.4 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ ในปี 2565 เพื่อขยายกำลังการผลิต โดยได้เริ่มสร้างโรงงานผลิตชิปในรัฐ แอริโซนาแล้ว และเตรียมจะสร้างโรงงานแห่งแรกในญี่ปุ่น โดยได้รับการสนับสนุนจากบริษัท Sony รายใหญ่ของบริษัท
ส่วน Intel คู่แข่งของ TSMC ก็วางแผนลงทุนมูลค่ากว่า 2 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อสร้างศูนย์กลางการผลิตชิปในเขตชานเมืองโคลัมบัส รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา โดยบริษัทตั้งเป้าว่าจะต้องเป็นผู้ผลิตชิปรายใหญ่ที่สุดของโลกให้ได้ จึงก่อสร้างโรงงานผลิต 2 แห่ง ในเมืองนิวอัลบานีแล้ว และคาดว่าจะแล้วเสร็จพร้อมดำเนินการภายในปี 2568