De Domino's vallen voor het tekort aan halfgeleiders in de automobielindustrie

Michael Knight, president van TSG, laat zien hoe het tekort aan halfgeleiders voor de automobielproductie een probleem is met vele facetten waar al jaren aan gewerkt wordt.

Naarmate 2020 vorderde door de COVID19-pandemie, schudden alle soorten industriële bedrijven de schok van zich af en begonnen ze doelgericht te bewegen, net als een geschrokken opossum die herstelt van een waargenomen dreiging. Dit gold vooral voor de elektronica-industrie.

Toen 2021 begon, behandelden artikelen deze heersende tekorten aan halfgeleiders en het effect dat ze hebben op het vermogen van OEM's om de productie van alles op te voeren, van gameconsoles tot auto's. Het nieuws specifiek voor auto's was bijzonder grimmig. Voorafgaand aan de pandemie was de markt voor personenauto's al enkele jaren ver achter haar piekproductieniveau en werd de productie nog verder verlaagd naarmate de pandemie zich uitbreidde.

Maar er gebeurde iets grappigs.

De autoverkopen hielden stand en begonnen zelfs te stijgen, en de dealervoorraden slonken snel. Dus de fabrikanten van personenauto's maakten zich op en begonnen bestellingen voor onderdelen in hun toeleveringsketen te laden, een groeiend deel met elektronische componenten.

Figuur 1. De autoverkopen zijn gestegen, waardoor de voorraden van dealers zijn aangetast en autofabrikanten onder druk komen te staan.

Hoewel toenemende doorlooptijden en toewijzingen in de halfgeleidersector het autonieuws hebben gedomineerd, is het vermeldenswaard dat veel andere sectoren van elektronische componenten ook onder druk staan ​​als gevolg van de opleving van de autoproductie. Dingen zoals keramische condensatoren met hoge capaciteit, stroominductoren en connectoren voor hoge temperaturen en hoge vermogens zijn ook schaars. Zelfs als er veel chips waren, zouden de auto-, vrachtwagen- en SUV-fabrikanten in de problemen komen, omdat er maar één ontbrekend onderdeel nodig is om een ​​productielijn stil te leggen.

Wat veroorzaakt deze honger naar componenten?

Dus hoe is dit gebeurd met een industrie die net zoveel koopkracht heeft als de auto-industrie? Nou, het begint met het feit dat de elektronische inhoud van nieuwe voertuigen aan het sneeuwballen is. Dit geldt met name voor hybride en volledig elektrische voertuigen, waarvan de productie de komende jaren naar verwachting zal verdubbelen tot meer dan 12 miljoen per jaar. Al met al voorspellen de voorspellingen een toename van de elektronica-inhoud per voertuig met maar liefst 30 tot 50% in de komende jaren.

Figuur 2. De vraag naar elektrische voertuigen zal de komende jaren exponentieel groeien, waardoor elektronische componenten belangrijker worden voor de auto-industrie.

Bovendien zijn veel van de elektronische componenten die in een nieuwe auto passen, speciaal ontworpen voor autotoepassingen. Het toevoegen van extra capaciteit gebeurt niet in slechts enkele momenten, of zelfs maanden; het duurt kwartalen, soms zelfs meer dan een jaar, om nieuwe capaciteit online te brengen voor veel elektronische componenten - in de eerste plaats halfgeleiders. En veel van de 50 tot 150 chips die in het gemiddelde voertuig worden gebruikt, zijn gemaakt met oudere fantastische technologieën waar de halfgeleiderbedrijven niet graag meer geld aan uitgeven, omdat de nieuwere technologieën efficiënter en winstgevender zijn.

Verbruik van elektronische componenten gaat verder dan auto's

Deze trend in de richting van een toenemend verbruik van elektronische componenten is niet beperkt tot de transportsector. Consumentenelektronica, telecommunicatie en informatica zijn ook voorbeelden in de industrie waar de productie per eenheid en het verbruik van componenten beide groeien.

Figuur 3. De groei van TDDI IC-zendingen van 2019 tot 2021 voor smartphones (links) en tablets (rechts). Eenheden zijn in miljoenen. Afbeelding met dank aan TrendForce.

De nieuwe 5G-smartphones die mainstream beginnen te worden, gebruiken bijvoorbeeld 50% meer keramische condensatoren dan hun 4G-voorgangers, en de productie van notebooks steeg vorig jaar met 22% (volgens TrendForce) als reactie op de groeiende beweging van thuiswerken.

Vrijwel alle fabrikanten van elektronische componenten die de transportsector bedienen, verkopen ook in deze andere sectoren en deze algemene stijgende vraag heeft hen opties gegeven waarop klanten prioriteit krijgen. Dit heeft geleid tot een "tweede schoen" die op de autofabrikanten valt.

Met hun volumes en redelijk lange productlevenscycli (vergeleken met bijvoorbeeld de mobiele-telefoonbusiness waar nieuwe modellen vaak voor hun tweede verjaardag worden vervangen), staan ​​de autofabrikanten erom bekend dat ze harde afspraken maken met hun toeleveringsketens. Ze eisen en krijgen de beste prijs voor componenten, just-in-time voorraadondersteuning en zeer gunstige voorwaarden die hen in staat stellen om met weinig tot geen kennisgeving opnieuw te plannen, lage aansprakelijkheid op zich te nemen voor het niet nakomen van een overeenkomst, en verlenen hen de mogelijkheid om een ​​leverancier een aanzienlijke financiële sanctie te treffen in het geval van een productieonderbreking.

Dus toen de output van de industrie in de jaren voorafgaand aan COVID19 afnam, verplaatsten fabrikanten van componenten de vrijgekomen capaciteit naar andere elektronicasectoren waar de voorwaarden niet zo zwaar waren, en de marges waren beter en leerden leven met minder autogerelateerde volumes die door hun fabrieken liepen.

Chipfabrikanten hebben hun aanbod verschoven

Als snapback van autofabrikanten verwachtten ze dat dezelfde capaciteit er zou zijn, wachtend op hen, alleen om te ontdekken dat deze volledig was geabsorbeerd door bedrijven die apparaten, medische apparatuur, computers, enzovoort maken. En vanwege de industriebrede praktijk van de automobielindustrie van just-in-time inventaris en rechtstreeks kopen bij de fabrikanten van onderdelen in plaats van gebruik te maken van de supply chain-services van distributeurs en contractfabrikanten, was er geen voorraadbuffer die in de coulissen wachtte om de dag te redden.

Als deze dynamiek in de sector niet uitdagend genoeg is, hebben de aanhoudende handelsgeschillen tussen de VS en China de zaken enorm gecompliceerd voor prijsgevoelige Amerikaanse autofabrikanten wiens toeleveringsketens sterk afhankelijk zijn geworden van Chinese bronnen. Wat de zaken verder compliceert, is de toename van jaarlijkse zware weersomstandigheden die regelmatig schakels binnen alle toeleveringsketens verbreken, waardoor bedrijven miljarden dollars aan gederfde winst kosten als gevolg van kosten die verband houden met het herstellen van hun toeleveringsketens, en verkopen die worden gemist tijdens het herstelproces. Dit heeft bijgedragen aan de "perfecte storm" die de toeleveringsketen van personenauto's heeft overspoeld.

De uitdaging van internationale toeleveringsketens

Bedrijven in veel bedrijfstakken met complexe, internationale toeleveringsketens hebben te maken met het feit dat hun toeleveringsketens niet erg ziekteresistent of weerbestendig zijn.

Hoe meer schakels in de keten, hoe problematischer dit wordt. Uit een vorig jaar door Jabil Electronics uitgevoerd onderzoek bleek dat de typische autofabrikant 250 eersteklas leveranciers heeft en maar liefst 18.000 leveranciers in hun uitgebreide toeleveringsketens. Dat zijn veel verschillende operaties die kunnen worden getroffen door een brand, overstroming, aardbeving, politieke onrust, tarief en/of besmettelijke ziekte. Als je erover nadenkt, is het een wonder dat de dingen zo goed werken als ze doen.

Er zijn geen snelle en gemakkelijke oplossingen voor deze valkuilen en obstakels. Dus voorlopig zal de auto-industrie te maken krijgen met maar liefst $ 61 miljard aan verloren verkopen en miljarden aan daarmee samenhangende verloren inkomsten als gevolg van verstoringen van de toeleveringsketen, dit keer geleid door, maar niet beperkt tot, halfgeleiders.

Industrieartikelen zijn een vorm van inhoud waarmee branchepartners nuttig nieuws, berichten en technologie kunnen delen met lezers van All About Circuits op een manier waarop redactionele inhoud niet goed geschikt is. Alle brancheartikelen zijn onderworpen aan strikte redactionele richtlijnen met de bedoeling de lezers nuttig nieuws, technische expertise of verhalen te bieden. De standpunten en meningen in brancheartikelen zijn die van de partner en niet noodzakelijk die van All About Circuits of zijn schrijvers.