هوش مصنوعی صنعت خودرو را به دردسر انداخت؛ بحران جدید تراشه در راه است؟

هوش مصنوعی صنعت خودرو را به دردسر انداخت؛ بحران تازه کمبود تراشه در راه است؟

رشد انفجاری هوش مصنوعی و ساخت دیتاسنترهای عظیم، حالا اثر غیرمنتظره‌ای بر صنعت خودرو گذاشته است. شرکت‌های بزرگ نیمه‌رسانا هشدار می‌دهند که افزایش تقاضا برای تجهیزات و تراشه‌های مرتبط با AI، بخشی از سرمایه و ظرفیت صنعت نیمه‌رسانا را از قطعات متداول مورد استفاده در خودروها دور کرده و زنجیره تأمین خودروسازان را با گلوگاه‌های تازه‌ای روبه‌رو کرده است.

این بار مسئله فقط کمبود پردازنده‌های فوق‌پیشرفته نیست. اتفاقاً نگرانی اصلی درباره قطعاتی است که شاید از نظر فناوری ساده‌تر به نظر برسند، اما بدون آنها حتی یک خودروی مدرن نمی‌تواند از خط تولید خارج شود؛ قطعاتی مانند میکروکنترلرها، دیودها، ترانزیستورها، مدارهای مدیریت توان، حسگرها و تراشه‌های ارتباطی.

هشدار مستقیم سازندگان تراشه

استفان تیلگر، مدیرعامل موقت شرکت هلندی Nexperia، در گفت‌وگو با رویترز اعلام کرده است که این شرکت با تقاضایی بسیار بیشتر از ظرفیت موجود روبه‌رو شده و وضعیت سفارش‌ها را «کاملاً بیش از ظرفیت» توصیف کرده است.

به گفته او، بخشی از مشکل به این موضوع برمی‌گردد که سرمایه‌گذاری کافی برای افزایش ظرفیت تولید فناوری‌های جاافتاده‌ای مانند دیودها و ترانزیستورها طی سال‌های گذشته انجام نشده، در حالی که اکنون رونق هوش مصنوعی منابع صنعت نیمه‌رسانا را بیش از پیش به سمت بخش‌های پردرآمد هدایت می‌کند.

مدیرعامل STMicroelectronics نیز هشدار مشابهی داده است. ژان‌مارک شری گفته برخی کارخانه‌های تولید تراشه و شرکت‌های بسته‌بندی نیمه‌رسانا در حال انتقال منابع خود از محصولات خودرو و صنعتی به سمت حوزه‌هایی هستند که به دلیل رونق AI سود بالاتری دارند.

ST به دلیل داشتن بخشی از ظرفیت تولید اختصاصی خود، در برابر این وضعیت تا حدی محافظت شده است؛ اما شرکت‌هایی که وابستگی بیشتری به کارخانه‌های تولید قراردادی دارند می‌توانند آسیب‌پذیرتر باشند.

مگر تراشه‌های خودرو با تراشه‌های هوش مصنوعی یکی هستند؟

نه؛ و همین موضوع این خبر را جالب‌تر می‌کند.

پردازنده‌هایی که برای آموزش مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی استفاده می‌شوند معمولاً در پیشرفته‌ترین فرآیندهای ساخت تولید می‌شوند. در مقابل، بخش بزرگی از قطعات خودرو روی فناوری‌های قدیمی‌تر و جاافتاده‌تر ساخته می‌شوند.

اما یک کارخانه تراشه فقط از دستگاه لیتوگرافی تشکیل نشده است. سرمایه، نیروی متخصص، تجهیزات بسته‌بندی، مواد اولیه، ظرفیت تست و شبکه تأمین همگی محدود هستند. وقتی بخش AI حاضر است برای ظرفیت تولید و بسته‌بندی پیشرفته پول بسیار بیشتری پرداخت کند، انگیزه اقتصادی تولیدکنندگان نیز به سمت آن بازار حرکت می‌کند.

مک‌کینزی می‌گوید رونق دیتاسنترهای هوش مصنوعی اکنون یکی از محرک‌های اصلی تقاضای جهانی نیمه‌رساناست و همین موضوع نقشه سرمایه‌گذاری صنعت تراشه را تغییر داده است.

چرا خودروسازان هنوز به تراشه‌های قدیمی نیاز دارند؟

قدیمی‌تر بودن فرآیند ساخت به معنای بی‌اهمیت یا منسوخ بودن تراشه نیست.

بسیاری از وظایف خودرو نیازی به پردازنده ۲ یا ۳ نانومتری ندارند. برای کنترل موتور شیشه‌بالابر، سیستم تهویه، چراغ‌ها، ترمز، موتورهای برقی کوچک، مدیریت توان یا بسیاری از حسگرها، استفاده از فناوری‌های جاافتاده ارزان‌تر، قابل‌اعتمادتر و گاهی حتی از نظر فنی مناسب‌تر است.

انجمن صنعت نیمه‌رسانای آمریکا می‌گوید خودروهای مدرن می‌توانند تا حدود ۳۰۰۰ تراشه داشته باشند. این قطعات از سیستم روشنایی و سنسورها گرفته تا مدیریت توان و سامانه‌های پیشرفته کمک‌راننده را کنترل می‌کنند.

بخش زیادی از این تراشه‌ها در گروهی قرار می‌گیرند که صنعت آنها را Mature Node یا فناوری‌های بالغ می‌نامد. این خانواده شامل انواع میکروکنترلر، تراشه آنالوگ، مدار مدیریت توان، دیود، ترانزیستور، سنسور و قطعات ارتباطی است.

چرا مشکل در خودروهای برقی می‌تواند شدیدتر شود؟

خودروهای جدید هر نسل الکترونیکی‌تر می‌شوند.

گسترش خودروهای برقی، سیستم‌های کمک‌راننده پیشرفته، دوربین‌ها، رادار، سیستم‌های ارتباطی، نمایشگرهای بزرگ و معماری‌های Software-Defined Vehicle باعث شده مقدار نیمه‌رسانای مورد استفاده در هر خودرو افزایش پیدا کند.

مک‌کینزی پیش‌بینی کرده ارزش تراشه‌های مورد استفاده در صنعت خودرو تا پایان دهه رشد قابل‌توجهی داشته باشد و دو عامل برقی‌شدن خودروها و توسعه سیستم‌های ADAS از محرک‌های اصلی این رشد باشند.

در نتیجه صنعت خودرو از یک طرف به تعداد زیادی قطعه ساده و ارزان نیاز دارد و از طرف دیگر برای خودروهای پیشرفته‌تر به پردازنده‌های قدرتمند نیز وابسته‌تر می‌شود.

رقابت عجیب یک تراشه چنددلاری با میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری AI

مشکل اقتصادی دقیقاً از همین‌جا شروع می‌شود.

یک تولیدکننده نیمه‌رسانا باید تصمیم بگیرد میلیاردها دلار سرمایه جدید خود را در کدام بخش قرار دهد. در یک طرف خودروساز قرار دارد که میلیون‌ها قطعه نسبتاً ارزان و با طول عمر بالا می‌خواهد و در طرف دیگر بازار هوش مصنوعی قرار گرفته که برای تراشه‌های گران، حافظه‌های پیشرفته، سیستم‌های مدیریت توان و تجهیزات دیتاسنتر تقاضای عظیمی ایجاد کرده است.

Deloitte برآورد کرده بازار جهانی نیمه‌رسانا در سال ۲۰۲۶ می‌تواند به حدود ۹۷۵ میلیارد دلار برسد و بخش قابل‌توجهی از این رشد تحت تأثیر سرمایه‌گذاری عظیم در زیرساخت AI قرار دارد. این مؤسسه هم‌زمان هشدار داده که صنعت تراشه باید میان سرمایه‌گذاری روی فناوری‌های پیشرفته AI و ادامه توسعه ظرفیت موردنیاز صنایع سنتی‌تر مانند خودرو تعادل ایجاد کند.

حتی STMicroelectronics اخیراً نسل جدیدی از میکروکنترلرهای خود را برای سیستم‌های قدرت دیتاسنترهای AI و رباتیک معرفی کرده است؛ نمونه‌ای از اینکه چگونه بازار AI اکنون در بخش‌هایی از محصولات نیمه‌رسانا با صنعت و خودرو همپوشانی پیدا می‌کند.

آیا بحران تراشه سال 2021 دوباره تکرار می‌شود؟

شباهت‌هایی وجود دارد، اما دلیل بحران متفاوت است.

در سال ۲۰۲۱، همه‌گیری کرونا باعث برهم خوردن زنجیره تأمین شد. هم‌زمان فروش لپ‌تاپ، تجهیزات شبکه و کنسول‌های بازی افزایش پیدا کرد و خودروسازانی که در ابتدای همه‌گیری سفارش تراشه خود را کاهش داده بودند، هنگام بازگشت سریع تقاضای خودرو دیگر نتوانستند ظرفیت تولید را پس بگیرند.

نتیجه تعطیلی و کاهش تولید در کارخانه‌های شرکت‌هایی مانند Ford، Toyota، Nissan، Stellantis و General Motors بود.

در سال ۲۰۲۶ داستان کمی متفاوت است.

این بار بخش بزرگی از فشار ناشی از یک بحران ناگهانی جهانی نیست؛ بلکه تغییر اقتصادی ساختاری در صنعت نیمه‌رسانا است. AI به بازاری بسیار سودآور تبدیل شده و شرکت‌ها طبیعی است که سرمایه و ظرفیت جدید را به سمت بخشی هدایت کنند که بازده بیشتری دارد.

بنابراین حتی اگر بحران فعلی هیچ‌گاه به شدت سال ۲۰۲۱ نرسد، می‌تواند ماندگارتر باشد.

کدام تراشه‌ها بیشتر در معرض فشار هستند؟

بیشترین نگرانی درباره تراشه‌هایی است که حاشیه سود آنها نسبتاً پایین است اما صنعت خودرو آنها را در حجم بسیار بالا مصرف می‌کند:

• میکروکنترلرها یا MCUها برای کنترل قسمت‌های مختلف خودرو

• دیودها و ترانزیستورها

• تراشه‌های آنالوگ

• مدارهای مدیریت توان

• سنسورها و تراشه‌های ارتباطی

• برخی قطعات Power Semiconductor مورد استفاده در خودروهای برقی

مشکل اینجاست که نبود یک قطعه چنددلاری می‌تواند تولید خودرویی چند ده هزار دلاری را متوقف کند.

این دقیقاً همان درسی بود که صنعت خودرو در بحران ۲۰۲۱ گرفت؛ ارزش اقتصادی یک تراشه کوچک ارتباط مستقیمی با اهمیت آن برای ادامه خط تولید ندارد.

خودروسازان چه کاری می‌توانند انجام دهند؟

یکی از درس‌های بحران قبلی، تغییر رابطه میان خودروسازان و تولیدکنندگان تراشه بود.

شرکت‌های خودرویی که قبلاً بخش زیادی از خرید نیمه‌رسانا را به تأمین‌کنندگان Tier 1 واگذار می‌کردند، حالا بیشتر تلاش می‌کنند مستقیماً با سازندگان تراشه قرارداد بلندمدت ببندند، موجودی استراتژیک ایجاد کنند و معماری الکترونیکی خودرو را ساده‌تر کنند.

حرکت به سمت معماری‌های مرکزی نیز می‌تواند در بلندمدت کمک کند. نسل قدیمی خودرو ممکن است ده‌ها واحد کنترل الکترونیکی جداگانه داشته باشد، در حالی که خودروهای Software-Defined جدید تلاش می‌کنند بسیاری از این وظایف را روی چند کامپیوتر مرکزی قدرتمند تجمیع کنند.

اما چنین تغییری یک‌شبه انجام نمی‌شود و میلیون‌ها خودرویی که امروز طراحی شده‌اند همچنان به طیف بزرگی از تراشه‌های سنتی وابسته هستند.

آیا قیمت خودرو دوباره بالا می‌رود؟

هنوز برای چنین نتیجه‌گیری زود است.

در حال حاضر مدیران صنعت تراشه از گلوگاه‌های تأمین صحبت می‌کنند، نه توقف گسترده خطوط تولید خودرو.

اما اگر کمبود قطعات تشدید شود، تجربه سال‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲ نشان داده خودروسازان ممکن است ابتدا تولید خودروهای کم‌سودتر را کاهش دهند و تراشه‌های محدود را به مدل‌های گران‌تر اختصاص دهند.

افزایش قیمت قطعات، طولانی شدن زمان تحویل خودرو و کاهش موجودی بعضی مدل‌ها نیز از پیامدهای احتمالی هستند.

بنابراین فعلاً بهتر است به جای عبارت «بحران قطعی»، از ریسک شکل‌گیری یک بحران جدید نیمه‌رسانا صحبت کنیم.

نکته عجیب: AI هم رقیب خودروست و هم آینده خودرو

تناقض اصلی همین‌جاست.

هوش مصنوعی در حال گرفتن بخشی از ظرفیت صنعت نیمه‌رسانا از خودروسازان است، اما همان خودروسازان برای نسل بعدی محصولاتشان به AI بیشتری نیاز دارند.

سیستم‌های رانندگی خودکار، تشخیص تصویر، دستیارهای هوشمند کابین، نگهداری پیش‌بینانه و بسیاری از قابلیت‌های خودروهای آینده همگی به پردازش هوش مصنوعی وابسته‌اند.

STMicroelectronics نیز در نوامبر ۲۰۲۶ پلتفرم جدید STM32 خود را طوری گسترش داده که خودرو، صنعت و Physical AI را در یک اکوسیستم مشترک پوشش دهد؛ نشانه‌ای روشن از نزدیک‌تر شدن این سه بازار.

به بیان ساده‌تر، خودروسازها برای ساخت خودروهای هوشمندتر به همان صنعتی وابسته‌اند که اکنون بخش بزرگی از ظرفیتش را رونق هوش مصنوعی می‌بلعد.

آیا سرمایه‌گذاری جدید مشکل را حل می‌کند؟

سرمایه‌گذاری در صنعت نیمه‌رسانا در حال افزایش است، اما ساخت ظرفیت جدید زمان‌بر و بسیار گران است.

مشکل دیگر این است که بیشتر سرمایه‌های خبرساز به کارخانه‌های پیشرفته برای پردازنده‌های AI و حافظه‌های پرسرعت اختصاص پیدا می‌کنند، در حالی که افزایش ظرفیت فناوری‌های قدیمی‌تر همیشه از نظر اقتصادی جذاب نیست.

صنعت نیمه‌رسانا سال‌ها با همین مشکل روبه‌رو بوده است: تراشه‌های Mature Node حجم بالایی دارند اما معمولاً حاشیه سود پایین‌تری نسبت به تراشه‌های پیشرفته دارند.

این همان مسئله‌ای است که Nexperia اکنون درباره آن هشدار می‌دهد.

صنعت خودرو هنوز وارد بحرانی مشابه سال ۲۰۲۱ نشده است، اما هشدار مدیران Nexperia و STMicroelectronics را نمی‌توان نادیده گرفت.

رونق هوش مصنوعی اقتصاد صنعت تراشه را تغییر داده است. شرکت‌ها، کارخانه‌ها و سرمایه‌گذاران به‌طور طبیعی به سمت محصولاتی حرکت می‌کنند که سود بالاتری دارند و در حال حاضر AI یکی از جذاب‌ترین بازارهاست.

اما خودروسازان همچنان به میلیاردها تراشه ساده، ارزان و بسیار حیاتی نیاز دارند.

اگر سرمایه‌گذاری در این بخش متناسب با افزایش تقاضای خودروهای برقی و هوشمند رشد نکند، ممکن است صنعت خودرو دوباره با همان کابوس آشنا روبه‌رو شود: خط تولیدی که به‌خاطر نبود یک قطعه کوچک چنددلاری متوقف می‌شود.

این بار اما عامل اصلی می‌تواند نه کرونا، بلکه بزرگ‌ترین موج فناوری این سال‌ها یعنی هوش مصنوعی باشد.