De halfgeleidercrisis: kleine chips, grote gevolgen

Door het tekort aan microchips zijn er in 2021 dik 10 miljoen minder voertuigen geproduceerd dan gepland, met grote verliezen voor de makers en lange wachttijden voor de kopers tot gevolg. Hoe is het zover kunnen komen?

Hoewel het werkingsprincipe van halfgeleiders al sinds de 19de eeuw wordt bestudeerd, heeft het tot de tweede helft van de 20ste eeuw geduurd eer de microcomputers onder de motorkap van een auto zouden belanden. Daar werden ze initieel gebruikt als Engine Control Unit (ECU) oftewel de motorsturing, om de brandstofinjectie te controleren en de emissies te reduceren. Sinds de jaren 90 vallen halfgeleiders niet meer weg te denken uit onze gedigitaliseerde wereld, die auto’s gaandeweg tot het ultieme mobile device heeft gepromoveerd. Het zijn krachtige computers geworden die je niet zozeer in je broekzak meedraagt, maar waar je letterlijk in kunt zitten en op de koop toe semiautonoom mee kunt rijden.

De prijs die we voor deze automobiel(r)evolutie betalen, is recht evenredig met het aantal chips dat eraan te pas komt. Zitten er in budgetvriendelijke auto’s algauw 150 halfgeleiders, dan zijn dat er in elektrische luxewagens gemakkelijk 3000 en meer. Ontwikkelingen zoals over-the-air updates en 5G-connectiviteit doen daar nog een schepje bovenop, om van het dashboard een heus entertainmentcenter met video en surroundgeluid te maken. Toch hoef je niet zo ver te kijken om het belang van chips in auto’s te begrijpen, vermits zelfs banale onderdelen zoals deursloten en schuifdaken vandaag de dag verschillende halfgeleiders nodig hebben om correct te functioneren.

Zitten er in budgetvriendelijke auto’s 150 halfgeleiders, dan zijn dat er in elektrische luxewagens gemakkelijk 3000 en meer.

De perfecte storm

Dat er vroeg of laat een tekort aan microchips zou ontstaan, stond al even in de sterren geschreven. Maar dat de nood zo hoog zou worden als vandaag het geval is, hadden maar weinigen zien aankomen. Analisten beschrijven de oorzakelijke kettingreactie van begin 2020 dan ook als de perfecte storm. Eerst legde de uitbraak van Covid-19 het leven lam, waardoor de bevoorrading in het gedrang kwam en fabrieken moesten sluiten. De daaropvolgende lockdown deed de vraag naar elektronische toestellen boomen, omdat iedereen zijn werk en vrije tijd van thuis uit ging organiseren. Ondertussen moesten de autoconcessies dicht maar bleven de pakjesdiensten open, waardoor alle beschikbare chips naar de entertainmentindustrie werden afgeleid.

Waarom de chipindustrie de productie dan niet gewoon heeft opgedreven? Omdat de fabricage van halfgeleiders een enorm complex en bovendien erg kostelijk proces is. Daardoor is het aantal fabrieken wereldwijd beperkt en bovendien gecentraliseerd in Azië, met Taiwan als absolute koploper. Dat land kende de afgelopen jaren geopolitieke spanningen en had bovendien te kampen met grote droogte, wat de zaak er niet gemakkelijker op maakte. China sprong voor een stuk in de bres, maar had zelf te lijden onder de handelsoorlog met Amerika, terwijl een grote chipfabriek in Japan net op dat moment getroffen werd door een zware brand die de productie voor zes maanden lam zou leggen.

Dat er nieuwe fabrieken moeten komen, is bijgevolg zeker. Het liefst in Europa en Amerika om de respectieve auto-industrieën minder afhankelijk te maken van Aziatische toeleveranciers. De Europese Commissie werkt een plan uit om de Europese productie tegen 2030 te verviervoudigen, zodat we tegen het einde van het decennium goed moeten zijn voor 20% van de wereldproductie. Daarvoor is veel tijd en nog meer geld nodig. De gemiddelde halfgeleiderfabriek is twee voetbalvelden groot en bestaat voor 95% uit hoogtechnologische machines die een investering van 7 à 15 miljard dollar vragen. De opstart alleen neemt jaren in beslag, terwijl je voor elke nieuwe chip minstens 6 maanden ontwikkeling moet rekenen. Een bestaande auto ombouwen om met chips van een nieuwe generatie te werken, duurt dan weer 18 maanden, met als gevolg dat de beste prognoses ervan uitgaan dat het chiptekort minstens tot 2023 en allicht tot 2025 gaat aanhouden.

De beste prognoses gaan ervan uit dat het chiptekort minstens tot 2023 en allicht tot 2025 gaat aanhouden.

Beperkt aanbod

Tot zover de theorie, tijd voor de praktijk. In België werden er vorig jaar 42.909 oftewel 10,1% minder nieuwe auto’s ingeschreven. Vergeleken met het niet-coronajaar 2019 scheelt dat zelfs 29,5%. Het gros daarvan gaat op conto van de terughoudendheid bij particuliere kopers. Uit de jongste VAB-Mobiliteitsbarometer blijkt dat heel wat mensen die  plannen hadden om een nieuwe auto te kopen, die aankoop even uitstellen. Vaak omdat er twijfel is over de geschikte aandrijflijn, maar de lagere productie en de lange levertermijnen zijn voor 6% van de ondervraagden in de enquête een even belangrijke factor. Constructeurs moeten immers kiezen waar ze de beperkte voorraad chips voor inzetten. Doorgaans krijgen auto’s met hogere winstmarges prioriteit, om de tijdelijke stillegging van de fabrieksbanden financieel te compenseren. Het probleem daarbij is dat duurdere auto’s veel luxefeatures hebben die allemaal door chips aangestuurd worden, wat de bouwers tot creatieve oplossingen noopt. Zo zijn er merken die onafgewerkte auto’s stockeren om later af te monteren, terwijl andere hun wagens afleveren met een beperkt aantal features om ze naderhand te updaten. Sommige constructeurs geven zelfs kortingen, omdat sommige modellen minder features aan boord hebben dan in de brochure beschreven staat.

Ook worden er met de vleet opties – en in sommige gevallen zelfs motoriseringen – geschrapt, vaak tijdelijk maar soms ook definitief. Denk daarbij aan klassieke schuifdaken, elektrisch verstelbare stuurkolommen en inductieladers voor smartphones. Andere merken leveren dan weer geen plug-in hybrides meer om de overgang naar een volledig elektrisch wagenpark te versnellen. Dat al die kunstgrepen voor lange wachttijden en stijgende prijzen zorgen, is zeker. Daarnaast heeft ook het aanbod op de tweedehandsmarkt onder het aanhoudende chiptekort te lijden, omdat de doorstroom van jonge tweedehandswagens stokt en de vraag ernaar stijgt omdat ze doorgaans meteen beschikbaar zijn. En dat allemaal omdat smartphones en gameconsoles lucratiever zijn voor de chipproducenten dan de huidige generatie auto’s.

Nog maar het begin

Komt daar nog bij dat de doorgedreven elektrificatie van het wereldwijde wagenpark nog goed en wel moet beginnen, terwijl er nog tal van andere evoluties voor de deur staan. Artificiële intelligentie (AI) is daar een goed voorbeeld van, om meer autofuncties zelflerend en minder afleidend te maken. Zeker zo ingrijpend is de weg naar het semiautonome rijden, die uitgestippeld wordt door de EU om het aantal verkeersdoden verder te verlagen. Ondertussen wordt ook het 5G-netwerk uitgerold, dat al die slimme auto’s met de cloud moet verbinden en nog meer rekenkracht verlangt. Geen wonder dus dat de halfgeleiderproducenten de volgende 30 jaar een investering van minstens 3 biljoen nodig achten om aan de globale vraag te kunnen voldoen. En de autoproducenten? Die kunnen het oude just-in-time leveringsprincipe maar beter vergeten en investeren in nieuwe architecturen die met moderne chips werken, beter dan de goedkoopste te gebruiken waar de producenten nauwelijks nog aan verdienen en bijgevolg ook geen prioriteit meer aan willen geven.