Передача, распределение и накопление электроэнергии

Дефицит полупроводниковых компонентов и его влияние на электроэнергетику

30 сентября 2021 г. в 10:36

Замедление экономики в результате пандемии коронавируса, казалось бы, должно было привести к значительному превышению предложения товаров на рынке над спросом. Но реальность преподнесла нам сюрприз — в обиход вернулось слово «дефицит», сначала применительно к полупроводниковым компонентам, а потом и к некоторым устройствам, где они используются. К августу 2021 г. ситуация стала уже критической, хотя одновременно появилась надежда на ее улучшение. Давайте разберемся, что стало причиной такого странного, на первый взгляд, явления и какое влияние оно окажет на развитие электроэнергетической отрасли.

Управляющий микрочип
Наибольший дефицит характерен для управляющих чипов

Во-первых, для производства электронных компонентов мало только очистить полупроводник (например, кремний) от примесей. Необходимо, чтобы вещество имело идеальную структуру без дефектов кристаллической решетки. Для этого изготавливают большие монокристаллы, которые потом нарезают на тонкие пластины. Процесс изготовления монокристалла называется выращиванием. Для наиболее часто используемого в современной электронике полупроводника кремния скорость роста составляет порядка 1 мм/сутки, поэтому на выращивание кристалла уходит 1-2 месяца. Более «экзотические» полупроводники могут выращиваться с еще меньшей скоростью.

Жесткий карантин длился в Китае около 3 месяцев, на это время установки по выращиванию полупроводниковых кристаллов в «мировой фабрике» были остановлены. Плюс еще потребовалось два месяца на выращивание кристаллов после возобновления работы установок. Итого в 2020 г. у китайских производителей полупроводников произошел сдвиг графика выпуска продукции как минимум на 5 месяцев (!) относительно плана. И, кстати, быстро увеличить производство монокристаллов, просто докупив соответствующие установки, не получится, поскольку они изготавливаются под заказ, ждать выполнения которого также приходится несколько месяцев.

Пластины для производства чипов
Пластины для производства чипов нарезают из монокристаллов полупроводника, которые выращивают 1-2 месяца

Во-вторых, с эпидемиями такого масштаба мир не сталкивался больше века. Прежний опыт оказался неприменим, поскольку в начале XX века был совершенно иной уровень развития высокотехнологичной промышленности. Поэтому не было возможности адекватно осуществить планирование работы заводов. В начале 2020 г. существовало представление, что проблемы в экономике, вызванные пандемией, неизбежно приведут к снижению спроса на электронные компоненты. Но все пошло по иному сценарию — пандемия подстегнула процессы цифровизации, в результате спрос на электронику только вырос. Кроме этого спрос стимулировался и мягкой кредитно-денежной политикой, которая стала проводиться по всему миру. В отличие от других сфер деятельности, электронная промышленность устроена таким образом, что плавно снизить или нарастить производство чипов практически невозможно. Есть только возможность законсервировать на время целую производственную линию, когда планируется снижение спроса. Собственно, это и было сделано на многих предприятиях в начале 2020 г. Потом потребовалось много времени, чтобы производственные линии расконсервировать, плюс еще 2 месяца на выращивание кристаллов.

В-третьих, Китай в 2021 г. неожиданно столкнулся с проблемой нехватки электроэнергии, особенно обострившейся к августу. Дело в том, что исторически основой электроэнергетики Китая всегда была угольная генерация. Это является сейчас серьезной проблемой, поскольку производимая в Поднебесной продукция имеет большой углеродный след, что активно используется на Западе как способ «попридержать» нового экономического лидера. К тому же, значительную часть угля Китай импортирует из Австралии, отношения с которой в последнее время ухудшились. Таким образом, давно назрела необходимость отказаться от угля. Китайские власти решили использовать связанное с пандемией падение спроса на электроэнергию в 2020 г., чтобы уменьшить объем угольной генерации. Но в 2021 г. неожиданный рост спроса на электроэнергию застал власти врасплох. Многие угольные электростанции уже закрыты, а новые мощности экологически чистой генерации еще не введены в строй. В результате Китай столкнулся с веерными отключениями электроэнергии, затронувшие в том числе и предприятия электронной промышленности.

Не только полупроводники

Помимо полупроводниковых компонентов, мир в 2021 г. столкнулся и с нехваткой таких важных для электроэнергетики деталей как конденсаторы. Например, они применяются в выпрямителях, инверторах, драйверах светодиодных светильников и т. п. устройствах. Причины здесь кроются, опять-таки, в ложных гипотезах о спаде рынков в результате пандемии, а также в высокой степени монополизации данного сегмента рынка. Примерно 50 % мирового рынка конденсаторов принадлежат японским компаниям Chemi-Con, Nichicon и Rubycon. Причем японцы любят размещать свои заводы в Малайзии, где в июле и августе 2021 г. был жесткий карантин с закрытием предприятий Chemi-Con и Nichicon. По некоторым оценкам, снижение поставок от этих производителей достигло 60 %.

Нарастить производство конденсаторов проще, чем полупроводниковых чипов, тем не менее, отставание от графика поставок составляет в итоге не менее 3 месяцев. Чтобы сократить его, конденсаторы из Малайзии доставляю теперь не по морю, а по воздуху, самолетами, что резко увеличило цены на них.

От конденсаторов во многом зависят качество, надежность и безопасность электрооборудования. Есть опасность, что в результате возникновения дефицита конденсаторов недобросовестные производители будут упрощать конструкцию своей продукции, например, выпускать светодиодные светильники с большим уровнем пульсации светового потока, что небезопасно для здоровья людей.

Что исчезло из продажи или подорожало?

Наибольший урон от проблем с выпуском полупроводников был нанесен солнечной энергетике. По данным информационного агентства Bloomerg, с января по август 2021 г. цены на солнечные панели выросли на 16 %. Причина очевидна — наиболее эффективные солнечные панели делают из монокристаллического кремния, который сейчас в дефиците. Тем не менее, и более дешевые поликристаллические солнечные панели тоже подорожали, потому что поликристаллы также производят методом выращивания, на что требуется много времени.

Солнечные панели
С января по август 2021 г. цены на солнечные панели выросли на 16 %, что снизило рентабельность солнечной энергетики

Наблюдается и дефицит мощных полупроводниковых компонентов. Конкретной статистики пока нет, но, по данным агентства Bloomberg, компания Toshiba прогнозирует дефицит силовой электроники до сентября 2022 г., причем заказы от некоторых клиентов она сможет выполнить только в начале 2023 г.

Интересная ситуация складывается и на рынке электромобилей. Как известно, в 2021 г. даже в США возникли большие очереди за самыми обычными автомобилями, поскольку в них используются управляющие чипы, ставшие дефицитом. Важно, что эти чипы применяются не только в автомобилях, но и в компьютерных системах, спрос на которые, в связи с повсеместной цифровизацией, вырос. В августе 2021 г. аналитическое агентство Canalys опубликовало данные, согласно которым рынок обычных электромобилей в первом полугодии 2021 г. хоть и вырос относительно аналогичного периода предыдущего года более чем на четверть, но показателей 2019 г. все еще не достиг. Очевидно, дефицит автомобилей из-за нехватки управляющих чипов здесь сыграл свою роль. Но что мы имеем с электромобилями? Согласно тому же отчету, в первой половине 2021 г. в мире было продано 2,6 млн электромобилей, что на 160 % выше, чем за тот же период годом ранее. Напомним, что даже в 2020 г. рост продаж электромобилей по итогам года составил 5 %. А как же дефицит полупроводниковых компонентов?

Ларчик открывается просто — за первое полугодие 2021 г. во всем мире, по данным агентства LMC Automotive, было продано чуть более 42 млн автомобилей разных систем. Таким образом электромобили в штучном изменении составляют около 6,2 % от общего рынка. В общем спросе на управляющие чипы электромобили «погоды не делают». Нет, конечно, в электромобиле обязательно применяются микропроцессоры, мало того, в отличие от обычного, он не сможет без них ездить. Тем не менее, об остановке производства электромобилей из-за нехватки управляющих чипов ничего не слышно.

Рискнем предположить следующее о причинах данного парадокса. Рынок электромобилей не такой конкурентный, как рынок традиционных авто. Соответственно, есть возможность закупать управляющие чипы для электромобилей на более привлекательных для поставщиков условиях. Что же касается силовой электроники (IGBT, MOSFET на карбиде кремния), то здесь нет ажиотажного спроса. Рост альтернативной энергетики, где применялись эти компоненты, замедлился из-за роста цен на солнечные панели.

Пути решения проблемы

Сейчас проблему нехватки полупроводниковых компонентов пытаются решить, просто наращивая производство в Китае. Но это тупиковый путь — когда-нибудь рынок насытится, что может привести к разорению ряда китайских предприятий. В нынешних условиях от этого пострадают экономики и других стран.

Системно проблему можно решить, если отказаться на глобальном уровне от сверхцентрализации производства электронных компонентов. Уже сейчас предпринимаются меры по возвращению электронной промышленности в США и страны Евросоюза. Да и в России активно предпринимаются меры по возрождению отечественной электронной промышленности. Децентрализация с размещением производства электроники вблизи рынков сбыта позволит защититься от глобальных сбоев в будущем.

Источник: Elec.ru. Иллюстрации: фотобанк Depositphotos.com

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Васильев Алексей Владимирович
Все новости и публикации пользователя Васильев Алексей в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Реле для проводок

В промышленном электрооборудовании существует разделение цепей на слаботочные и силовые. Последние предназначены для подачи питания к конкретным потребителям. Слаботочные цепи используются для питания ламп индикации, блоков управления и прочего оборудования, которое потребляет электрическую энергию на уровне не более 0,1 - 0,5 кВт. Такое разделение выполнено для того, что бы снизить износ, габаритные размеры и электропотребление оборудования управления. Для взаимодействия между цепями управления и силовыми линиями применяют реле различной конфигурации и назначения. Реле для проводок представляют собой корпус с определенным числом выведенных клемм для подключения. Как правило, на корпусе реле обычно указана его марка, допустимая нагрузка и изображена принципиальная схема работы. По механизму работы существует два основных типа реле: механические и электронные. Механические реле представляют собой подвижный переключатель с электромагнитной катушкой и контактные группы. При подаче питания на катушку происходит замыкание контактов, и реле приводится в действие. Электронные устройства по сравнению с механическими не имеют в своей компоновке подвижных механических деталей, применяются в основном для управления уровнем подачи питания (например, для поддержания заданной скорости вращения электродвигателя). Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе,...
Отдел продаж · Элснаб · 27 февраля · Россия · г Москва
Элснаб, ООО

ПРОДАМ: Катушки индуктивности со склада и под заказ

Компания "Премьер Комплект Сервис" рада Вам представить катушки индуктивности и прочие электронные компоненты: — Чип индуктивности; — Выводные индуктивности. Компания "Премьер Комплект Сервис" — это официальный прямой поставщик электронных компонентов и электротехнических изделий для всех областей промышленности и производств без посредников. Основные задачи нашей компании: — Предоставить российскому производителю электроники и электротехнического оборудования бесперебойную комплексную поставку электронных компонентов и электротехнического оборудования в любых количествах и по конкурентоспособным ценам непосредственно от производителя и ведущих мировых дистрибьюторов в кратчайшие сроки. — Предоставить российскому разработчику возможность использовать в своих разработках лучшие достижения мировых лидеров в производстве электронных компонентов и модулей, осуществляя весь необходимый для этого сервис: технические консультации, образцы, средства разработки и отладочного оборудования, наборы элементной базы для опытного производства. Для реализации этих задач наша компания пользуется и предоставляет нашим партнерам и клиентам весь потенциал услуг, которые предлагают ведущие производители электроники и электротехнического оборудования в странах США, Европы и Азии. Осуществляя оптовые поставки электронных компонентов на основании непосредственных контактов с производителями и ведущими мировыми дистрибьюторами, не затрагивая вторичный рынок, а также наличие хорошо организованного отдела логистики в нашей компании дает основания утверждать, что мы способны выполнять поставленные перед нами задачи.
Бахарев Денис · ПКС · 26 февраля · Россия · г Москва
Катушки индуктивности со склада и под заказ

ПРОДАМ: Продаем склад электрики, электрозапчасти, контакторы, трансформаторы, электронные компоненты.

Продаем СКЛАД: 0,3БПВ6-150 1 1,5БПВ7-150 4 228ЧП 160 228ЧП-110 60 228ЧП-1110 67 2Т630А, 2Т630Б (2004г) 800 2ТУЭ-111 -70…+150С 8 3ПС-18-8 18 3ПС-22-4 23 48КВ (Р-48К) 90 4ААМ63А4У3 250W 1380об 15 B15D-42МН 1372 АЗС-15 64 АЗС-30 70 АЗС-40 55 АЗС-5 44 АЗС-50 90 БЗ-30 2800 БК-1818 30 БС-2-1 2 ВВ-32 220В, ВВ-34 220в пневмовентиль 211 ВЕ-178А 9 ВК63-4В1К 6 ВКС160-4В1К 55 ВЛ-38 24В 1 ВП25-4К 2 ВС-10-31 УХЛ4 2-60С 110В 50ГЦ 18 ВС-10-31 УХЛ4 2-60С 220В 50ГЦ 6 ВС-10-32 УХЛ4 5-180С 110В 50ГЦ 27 ВС-10-32 УХЛ4 5-180С 127В 50ГЦ 1 ВС-10-33 УХЛ4 15С-9МИН 110В 50ГЦ 4 ВС-10-36 ~220В 50ГЦ 9МИН-4,5ЧАС 2 ВС-10-37 ~220В 50ГЦ 24МИН-10ЧАС 3 ВС-10-62 У4 ~110В 50ГЦ 5С…180С 13 ВС-10-62 У4 ~220В 50ГЦ 5С…180С 21 ВС-10-63 УХЛ4 ~110В 50ГЦ 15С…9МИН 9 ВС-10-63 УХЛ4 ~220В 50ГЦ 15С…9МИН 5 ВС-10-63 УХЛ4 12В 50ГЦ 15С…9МИН 1 ВС-10-64 УХЛ4 ~110В 50ГЦ 1…30МИН 6 ВС-10-64 УХЛ4 36В 50ГЦ 1…30МИН 1 ВС-10-65 УХЛ4 ~220В 50ГЦ 3…90МИН 2 ВС-10-67 У4 127В 50ГЦ 24МИН-10Ч 5 ВС-10-68 У4 110В 50ГЦ 1-24ЧАС 9 Д-1,6 27В 0,45А 6 Д-16-0,6 двигатель 38 ДАТ-75-40-У3 220/380В 2700ОБ/МИН 5 ДВП-4-3 132 ДВП-4-3В 126 ДРКС-500 (М) 10 ДРУФЗ-125-3 5 ДРШ-350-1 (М) 25 ДСМ-2П 420 ДШИ-200-3-1 50 ЕЛ-10-2У3 220В 14 ЕЛ-10-2У3 380В 7 ЗИП для двигателя Д-25Г 160 ИД1Т-0,6 МПА 4 ИП-75М, ИП-150, ИП-200, ИП-250 800 КМ100ДВ 10 КМ400В 13 КМ600ДВ 14 КН-7 2 КНЕ 030 7 КНЕ 220 8 ЛТ-4М 2 ЛФСМ 28-600+180 36 МГС-7 5Х6,5Х16 300 МГС-7 6,3Х8Х16 304 МГС-7 6,5Х8Х25 313 МГС-7 7Х20Х22 297 МГС-7 8Х16Х20 278 МГС-7 8Х16Х25 317 МГС-7 8Х20Х25 990 МГС-7 8Х20Х26 300 МГС-8 5Х10Х18 280 МДФ1-100 23 МИ-124-1 магнетрон 4 ОСМ1-0,1У3 0,1КVA 50/60 ГЦ 220/0/5/42 2 ОСМ1-0,25У3 0,25КВ 50ГЦ (220,0,12) 3 ОСМ1-0,25У3 0,25КВ 50ГЦ (220,0,5,12) 2 ОСМ1-0,63У3 0,63КVA 50-60ГЦ 220/0/5/42 2 ОСМ1-1,0 У3 1,0КVА 50-60ГЦ 220/0/5/42 1 ОСМ1-1,0М У3 1,0КVА 50-60ГЦ 220/0/5/42 2 ПВ-100АС 100А 30В 86 ПЖЗ-27-110ВТ 50 ПЛ-062 110В 90В 1500 ОБ/МИН 1 ПЛ-062 220В 90ВТ 1500ОБ/МИН 1 ПЛ-072 У3 220В 180ВТ 1500...
Иванов Сергей · Вертекс · 24 февраля · Россия · Удмуртская Респ
Вертекс, ООО

ПРОДАМ: Поставки конденсаторного оборудования для компенсации реактивной составляющей в электросетях. Каталог конденсаторов

Приглашаем торговых агентов в регионах РФ Сдельно Удалённо Подработка! Оптом цены заводские Гарантия завода Заявки по электронной почте рассматриваются в первую очередь! КРАТКИЙ КАТАЛОГ Официальный представитель завода в России http://unit-prom.narod.ru http://юнит-пром.рф Типономинал Группа: Конденсаторы Подгруппа: Конденсаторы электротермические мощностью от 300 до 650квар, h корпуса до 390 мм ЭЭВП — 0,8(1; 1,6; 2)-0,5 У3 ЭЭВП — 0,8(1; 1,6; 2)-1 У3 ЭЭВП — 0,5(0,8; 1; 1,6; 2)-2,4 (4) У3 ЭЭВП — 0,5(0,8; 1; 1,6; 2)-4 У3 ЭЭВП — 0,5(0,8)-10 У3 Подгруппа: Конденсаторы электротермические мощностью от 400 до 850квар, h корпуса до 450 мм ЭЭПВ — 0,8(1; 1,6; 2)-0,5 (1)-4У3 ЭЭПВ — 0,5-2,4-5У3 ЭЭПВ — 0,8(1; 1,6; 2)-2,4-4 У3 ЭЭПВ — 0,5-4-5У3 ЭЭПВ — 0,8(1; 1,6; 2)-4-4У3 ЭЭПВ — 0,5-10-5У3 ЭЭПВ — 0,8-10-4У3 Подгруппа: Конденсаторы электротермические мощностью 300квар, h корпуса до 300 мм ЭЭПВП — 0,5(0,8; 1) — 2,4-4У3 ЭЭПВП — 0,5(0,8) — 4-4У3 ЭЭПВП — 0,5(0,8) — 10-4У3 Подгруппа: Конденсаторы электротермические мощностью от 1330 до 2000квар, h корпуса от 500 мм до 900 мм * КЭЭПВ-0,8/93, ¾-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-0,8/155,5/2,4-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-0,8/335/1-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-0,8/424/1-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,5/212/0,5-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-0,8/169,19/2,5-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1/424/0,5-4У3 (2У3) Подгруппа: Конденсаторы электротермические мощностью от 2000 до 3000квар, h корпуса от 470 мм до 710 мм * КЭЭПВ-1,5/58,98/2,4-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,5/84,93/2,5-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,5/141,54/1-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1/79,6/4-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1/132,7/2,4-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1/318,5/1-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,5/171/1-4У3 (2У3) Подгруппа: Конденсаторы электротермические мощностью от 2000 до 3000квар, h корпуса от 900 мм до 1130 мм * КЭЭПВ-1,5/424/0,5-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,85/279/0,5-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,5/212,314/1-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-1,2/265,39/1-4У3 (2У3) * КЭЭПВ-2/318/0,25-4У3 (2У3) Примечание цена увеличивается в случае заказа малой партии неходовой продукции: 1-2...
Семенов Евгений · Юнит-пром · 19 февраля · Россия · Свердловская обл
Поставки конденсаторного оборудования для компенсации реактивной составляющей в электросетях. Каталог конденсаторов

ПРОДАМ: Диоды лавинные в штыревом исполнении Протон-Электротекс

ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС — это один из российских лидеров разработки и производства силовых полупроводниковых диодов, тиристоров, модулей, охладителей, IGBT (БТИЗов), а также силовых блоков для применения в различных преобразователях электрической энергии. Наша главная цель — обеспечить покупателей современной и надежной продукцией. Мы считаем, что для этого нужно работать по четырем направлениям: — Развитие персонала: мы делаем всё, чтобы привлечь талантливых разработчиков и помочь им себя проявить. Наши специалисты посещают крупнейшие мировые выставки в отрасли силовой электроники, проходят дополнительное обучение и размещают свои научные статьи в промышленных журналах; — Оптимизация организационной структуры: эффективное управление и планирование производства и отлаженное внутреннее взаимодействие позволяют нам быстро принимать и выполнять заказы; — Использование только высококачественных сырья и материалов: мы сотрудничаем с ведущими мировыми поставщиками компонентов полупроводниковых приборов; — Современное производственное и испытательное оборудование: автоматизированное производство и контроль качества — это отдельная гордость нашей компании.
Полостюк Михаил · Протон-Электротекс · 27 февраля · Россия · Орловская обл
Диоды лавинные в штыревом исполнении Протон-Электротекс
АО «Контактор» входит в число крупнейших заводов электротехнической промышленности России. Высококачественная продукция завода используется на всех ведущих предприятиях энергоемких отраслей России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья.