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A escassez de chips está impulsionando a fabricação nos EUA

Quando você não puder comprar aquela picape Ford F-150 ou o console de jogos Steam Deck , culpe a falta de chips . Um problema mundial desencadeado pela pandemia COVID-19 metastatizou-se em um rompimento de anos de tudo eletrônico. A escassez de produtos está causando problemas para o mais impressionante exercício de poder do consumidor, a temporada de compras natalinas nos Estados Unidos.

Se você não consegue comprar seu console de videogame ou laptop preferido, você não é o único que está todo irritado. A escassez está levando a indústria de tecnologia e os políticos a tentar reverter a importância cada vez menor dos EUA no negócio de microprocessadores. O governo dos EUA não está feliz com a dependência da economia e das forças armadas do país da manufatura asiática de alta tecnologia. E os fabricantes de chips, salivando com os subsídios do governo para financiar pesquisas e novas fábricas, e prevendo um aumento generalizado na demanda de chips, estão investindo como nunca antes.

No geral, a escassez de chips está trazendo um novo holofote para o estado da manufatura nos Estados Unidos e quanto dela saiu do país. A Intel, que caiu para o terceiro lugar atrás da Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. ( TSMC ) e Samsung Foundry , espera tirar vantagem dos ventos favoráveis ​​- demanda crescente e financiamento do governo – para recuperar sua posição de liderança.

“Não queremos criar uma situação em que os Estados Unidos, que criaram a indústria de semicondutores e o Vale do Silício, sejam completamente dependentes de outras nações para esse produto”, disse Al Thompson, que lidera as relações da Intel com o governo dos Estados Unidos.

O novo rumo da indústria de chips é parte do que alguns chamam de desacoplamento, que pelo menos até certo ponto está separando as economias da China e dos Estados Unidos. Ninguém espera cadeias de suprimentos sem links no exterior, mas a resposta à escassez de chips definitivamente tem um sabor nacionalista.

O que começou a escassez de chips?
Em suma, a pandemia COVID-19 e muitas ondas de choque que atravessaram a economia mundial. A demanda por tecnologia para trabalhar em casa, como PCs, tablets e webcams, superou a capacidade da indústria de fabricação de semicondutores de fornecer chips – não apenas os grandes cérebros de CPU de um laptop, mas também a série de chips de suporte necessários para produzir coisas como máquinas de lavar louça, baby monitores e luminárias LED. A escassez de chips logo se estendeu além das necessidades remotas do trabalho e da escola para produtos de entretenimento doméstico como tablets, consoles de jogos, TVs e placas de vídeo para PCs de jogos, todos os quais as pessoas presas em casa estavam comprando em números recordes. Para agravar o problema: um incêndio na fabricante de chips japonesa Renesas Electronics e o clima de inverno insuportável no Texas que desligou mais de 70 usinas de energia e reduziu o consumo de uma usina de chips da Samsung.

Os bloqueios de COVID levaram as montadoras a suspender os pedidos de chips. Essas empresas dependem desproporcionalmente de processadores mais baratos que não exigem tecnologia de ponta para a fabricação de chips. Quando perceberam que a demanda estava aumentando, as fábricas de chips já haviam alocado sua capacidade para outros clientes.

E não foi só isso. O excesso de transporte e a escassez de contêineres gerou entregas não apenas de produtos acabados, mas também de seus componentes e matérias-primas. Carros e computadores requerem centenas de componentes eletrônicos, mas apenas um componente ausente significa que o produto não pode ser vendido. Para um processador avançado, provavelmente apenas uma empresa o está construindo.

Quanto tempo vai durar a falta de chips?
Provavelmente não vai piorar, mas provavelmente vai durar mais vários meses. Os fabricantes de chips trabalharam para extrair o máximo de capacidade nova possível de suas instalações de fabricação, ou “fábricas”, mas leva anos para construir novas fábricas e aumentar a produção.

O presidente-executivo da Intel, Pat Gelsinger, disse à CNET que acha que estamos quase passando pelo pior da escassez de chips, que vai durar até o segundo semestre de 2021. Ele prevê que isso diminuirá gradualmente até 2022 e desaparecerá em 2023.

As incompatibilidades no fornecimento e na demanda de chips são comuns há décadas, mas não assim. “Sempre passamos por ciclos. Desta vez é diferente”, disse a CEO da AMD, Lisa Su, em setembro na conferência Code . Ela também espera que a falta de chips diminua em 2022. Mas o CEO da IBM, Arvind Krishna, acha que é mais provável que a falta de chips dure até 2023 e até 2024 .

O que está sendo afetado pela falta de chips?
É mais fácil dizer o que não está sendo afetado. Quase tudo que tem um cabo de alimentação hoje em dia usa chips, então a escassez atingiu fornos de microondas , TVs , marca-passos , máquinas de lavar e muito mais.

A pior parte é a indústria automobilística. Os carros agora estão repletos de chips de computador que controlam tudo, desde sistemas de infoentretenimento até freios antibloqueio, e a indústria automobilística depende muito da compra “just-in-time” que corta custos, mas significa que não há grande estoque de peças para proteger contra a escassez . A situação reduziu sua receita em cerca de US $ 210 bilhões em 2021 , de acordo com um estudo da AlixPartners, e a fabricação de automóveis pode sofrer até 2023 .

A escassez forçou os fabricantes de automóveis a interromper a produção , incluindo Ford Motor , General Motors , Toyota , Nissan, Subaru e Stellantis (anteriormente Fiat Chrysler). Algumas montadoras enviaram automóveis sem acessórios que precisam de chips ausentes , deixando os clientes sem telas sensíveis ao toque em seus carros novos. A Tesla recebeu crédito por resistir à tempestade melhor do que a maioria, mas ainda está sofrendo de restrições de chip .

Os consoles de jogos também foram duramente atingidos. A escassez de chips significava disponibilidade e caçadores fitful de levantar preços para o Sony PS5 e Microsoft Xbox Série X . O Nintendo Switch e o Steam Deck da Valve também chegaram atrasados .
O que os fabricantes de chips estão fazendo para aumentar a fabricação?
Os fabricantes de semicondutores estão trabalhando mais duro para espremer até o último wafer em suas fábricas. Mas não há muito que eles possam fazer sobre a escassez imediata.

Leva anos para construir uma fábrica. A Intel acaba de começar a construir duas novas instalações, Fab 52 e 62 no Arizona, a um custo de US $ 20 bilhões. Mas eles não começarão a fabricação em massa até o segundo semestre de 2024, disse Keyvan Esfarjani , líder da cadeia de produção e fornecimento da Intel.

Mas a escassez de hoje está acelerando o investimento de amanhã. Fabricantes de chips como Samsung, GlobalFoundries, Intel e TSMC veem a demanda por semicondutores crescendo à medida que a tecnologia digital se espalha muito além dos computadores e smartphones.

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Ele também pediu às montadoras que mudassem seus processadores para tecnologias de fabricação mais novas que, graças à miniaturização, podem extrair mais chips de um único wafer de silício de 300 mm de largura. No entanto, essa não é uma mudança fácil, visto que grande parte da indústria automotiva seleciona e valida componentes que são usados ​​por anos. Isso poderia ajudar no esforço da Intel de se tornar uma fundição que fabrica chips de terceiros, não apenas seus próprios produtos.

OK, quão caro é esse investimento?
Rapaz, olá. Os próximos investimentos de capital dos fabricantes de chips são extraordinários. A Intel anunciou US $ 23,5 bilhões em gastos este ano nos Estados Unidos, seguidos de planos para dois “megafabs” nos próximos anos, totalizando US $ 200 bilhões. “Esses são locais grandes – algo como mais de 1.000 acres”, cada um com espaço para oito fábricas, disse Esfarjani.

A TSMC espera gastar US $ 100 bilhões em três anos, incluindo uma nova fábrica no Arizona, e acaba de anunciar uma nova parceria de fábrica no Japão com a Sony. A Samsung espera gastar US $ 145 bilhões até 2030.

“Cinco anos atrás, as pessoas diziam que éramos chatos”, disse Su. “O mundo realmente percebeu que isso agora é uma parte essencial do que as pessoas fazem.”

A escassez também deu novo poder a fabricantes de chips menos conhecidos que ainda desenvolvem chips com tecnologia de fabricação de “nó legado” da geração anterior. Isso inclui ST Microelectronics, Onsemi, Microchip, NXP Semiconductors e Infineon. GlobalFoundries, a divisão de fabricação da AMD desmembrada em 2018 , realizou sua oferta pública inicial apesar da falta de lucratividade e desistiu da corrida para acompanhar os três fabricantes de chips de ponta: Intel, Samsung e TSMC.

A GlobalFoundries está investindo US $ 1 bilhão para aumentar sua capacidade atual de fabricação em Nova York e adicionar outra fábrica lá. Também está construindo uma fábrica em Cingapura e expandindo uma na Alemanha.

As fábricas são caras, mas os clientes de chips podem dividir os custos de investimento. Para garantir capacidade para produtos futuros, empresas “sem fábricas” como Nvidia, AMD e Qualcomm pagam bilhões de dólares aos fabricantes de chips. A Intel espera esses pagamentos antecipados também por meio de seu novo negócio de fundição.

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