Yarı İletken Tedarik Zinciri

Otomotivden tarım ve sağlık sektörüne kadar bir çok sektör çip krizinden etkilendi. Otomobil üreticileri, üretimlerini kısmak zorunda kaldı. Tıbbi cihaz üreticileri, çiplere dayanan ultrason ekipmanları, kalp pilleri, ventilatörler gibi tıbbi cihazlara olan talebi karşılamakta zorlandı. Ani yükseliş ve düşüşler; çift haneli pazar büyümesi dönemlerini hemen durgunluk veya düşüşlerin takip etmesi yarı iletken pazarında sık karşılaşılan bir durumdu. Geçen yazıda, Mouré’dan (2022) aktardığım gibi bu ani yükseliş ve düşüşlerde şirketlerin iş stratejilerinin de rolü vardı. Ama şimdi tüm musibetler arka arkaya gelmişti: COVID-19, doğal felaketler ve ABD-Çin teknoloji savaşı.

COVID-19 nedeniyle uzaktan çalışma ve uzaktan eğitimin artması hem PC ve dizüstü bilgisayarlara hem de veri merkezi ve sunucu ekipmanlarına olan talebi artırdı. Ayrıca insanlar evde kaldıkça oyun konsolları gibi eğlence araçlarına daha çok yatırım yaptılar. COVID-19, yarı iletken talebini artırdığı gibi üretim sürecini de olumsuz etkiledi. Bir çok fabrika pandemideki kapanmalar nedeniyle faaliyetlerini bir süre durdurmak zorunda kaldı. Ayrıca elektrik kesintilerine yol açan depremler, yangınlar, kar fırtınaları, kuraklıklar ve insan hataları zaten ani talep artışıyla boğuşan tedarik zincirinde daha fazla aksamalara neden oldu.

Yarı iletken tedarik zinciri, talepteki ani artışlar ve üretimde yaşanan sıkıntılarla zor günler yaşarken ABD-Çin teknoloji savaşı, riskleri ve belirsizlikleri arttırıyor. Çin, ABD kökenli yarı iletken teknolojilerine bağımlı ve ABD hükümeti, küresel tedarik zincirini yeniden düzenleme girişimleri ve ihracat kısıtlamalarıyla Çinli şirketlerin önünü kesmeye çalışıyor. Ama bu da beklenmedik sonuçlar doğurabiliyor. Örneğin, 2019’da ABD’nin Huawei’ye ihracatı kısıtlamasında sonra sıranın kendilerine geleceğini düşünen Çinli şirketlerin pazardaki çipleri toplayıp stoklaması çip kıtlığının nedenlerinden biri olarak gösteriliyor.

Bu yazıda, verimli ve yenilikçi olduğu kadar aynı zamanda oldukça kırılgan olan yarı iletken tedarik zincirini ve zincirin tıkandığı yerleri ele alacağım. Şimdiye kadar küresel düzeyde örgütlenen yarı iletken tedarik zinciri ABD, Tayvan, Güney Kore, Japonya, Avrupa ve Çin’e yayılmış durumda. Ekonomik verimlilik nedeniyle firmalar çoğunlukla süreçteki belirli adımlar (tasarım, üretim ve montaj) veya teknolojiler (hafıza çipleri, işlemciler) üzerine uzmanlaşıyorlar. ABD’nin fabrikasız, sadece tasarım yapan, yarı iletken şirketleri çiplerinin üretimini Tayvanlı fabrikalara yaptırıyor. Bu fabrikalar ise üretim için gerek duydukları ekipmanları, silikon plakaları ve kimyasalları ABD, AB ve Japonya’dan alıyor.

Hükümetler son zamanlarda stratejik özerklik, teknolojik egemenlik ve kendine yeterlikten daha çok söz etmeye başladılar. Dış kaynak kullanımı ve küreselleşmeci söylemlerin yerini milliyetçi ve korumacı söylemler alıyor. Ancak hem ABD’nin yarı iletken tedarik zincirini yeniden yapılandırarak ve çeşitli kısıtlamalar getirerek Çin’in yükselişini durdurabilmesinin hem de Çin ve AB’nin ABD’den bağımsız bir teknoloji politikası oluşturabilmesinin önünde yarı iletken tedarik zincirinin yapısından kaynaklı zorluklar var. Kleinhans ve Baisakova’nın (2020) belirttiği gibi yarı iletken değer zinciri, güçlü iş bölümleri, derin karşılıklı bağımlılıklar ve birçok farklı düzeyde “tıkanma noktaları” ile tanımlanıyor. Bu da herhangi bir ülkenin, diğer aktörleri dikkate almadan bir politika izlemesini zorlaştırıyor.

​Yarı İletkenler

Yarı iletkenleri yedi gruba ayırabiliriz: bellek, mantık, mikro, analog, optoelektronik, ayrık devre ve sensörler. İlk dört grup, entegre devreler olarak (çipler) biliniyor ve yarı iletken satışlarının büyük bir bölümünü oluşturuyor. Günümüzdeki tartışma ağırlıkla entegre devreler üzerine. Örneğin 2019’da toplam 412 milyar dolar olan yarı iletken satışlarının %80’i entegre devrelerdi. Sensörlerin, optoelektronik (LED’ler) ve ayrık yarı iletkenlerin (tek transistörler) payı ise sadece %20’ydi (age).

Çiplerin üretimi üç temel adımda gerçekleşiyor: tasarım, üretim ve montaj. Bu adımlar, tek bir şirketin bünyesinde olabileceği gibi şirketler bir iş bölümü çerçevesinde de hareket edebiliyorlar. Entegre cihaz üreticileri (Integrated device manufacturers – IDMs) olarak adlandırılan Intel ve Samsung gibi şirketler, tüm üretim sürecini şirket içinde gerçekleştiriyorlar. Bu iş modeli, yarı iletken teknolojisinin ilk yıllarında başat iş modeli olmasına karşın gelişmiş çiplerin tasarımı ve imalatı ile ilgili artan karmaşıklık ve maliyetler şirketleri belirli bir üretim adımında uzmanlaşmaya zorladı. Sadece tasarım yapan ve imalatı başka şirketlere yaptıran şirketler fabrikasız (fabless) olarak adlandırılıyor. Qualcomm (ABD), Nvidia (ABD) ve HiSilicon (Çin) gibi fabrikasızlar dökümcülerle (foundry) yakın iş birliği içinde çalışıyorlar. Dökümcüler çiplerin üretimini tamamladıktan sonra çiplerin test edilmesi, montajının yapılması ve dış etkenlerden korunması için paketlenmesi gerekiyor. Bu son adımı dökümcülerin kendileri yapıyor ya da yarı iletken montaj ve test şirketlerine (Outsourced Semiconductor Assembly and Test – OSAT) yaptırıyor.

Bir IDM olan Intel, tüm işlemcileri çoğunlukla baştan sona kendisi üretiyor. Bir diğer işlemci şirketi AMD ise fabrikasız kategorisindeki şirketlerden. Tasarladığı işlemcileri TSMC’nin Tayvan’daki fabrikalarında ürettiriyor ve bu işlemciler SPIL adlı OSAT tarafından paketleniyor. Çip tasarımı daha kalifiye iş gücüne, yüksek maliyetli Ar-Ge faaliyetlerine gerek duyuyor. Çip imalatı, 15 milyar doları aşabilen pahalı tesis ve ekipman harcamaları nedeniyle sermaye yoğun bir iş. Montaj ise emek yoğun, kâr marjı düşük bir iş. Bunun yanında, iş modelleri ve pazar yoğunlaşmaları yarı iletken türüne göre farklılaşabiliyor. Aşağıda göreceğimiz gibi bir çok çipte ABD’li şirketlerin açık bir üstünlüğü var ve Çin’li şirketler pazara girmenin yollarını arıyorlar.

​DRAM (Dynamic Random Access Memory – Dinamik Rastgele Erişimli Bellek)

İşlenmekte olan verileri geçici olarak depolamak için kullanılıyorlar. Modern araçlardan enerji şebekelerine ve uçaklara kadar birçok teknoloji DRAM çiplerinden yararlanıyor. Son 15 yıldır DRAM pazarında büyük bir yoğunlaşma yaşanıyor. 2005’te 25 milyar dolarlık DRAM pazarındaki sekiz şirket, piyasanın %97’sine hakimdi. 2019’da ise pazar hacmi 65 milyar dolara çıktı ve üç büyük şirket (Güney Kore’den Samsung ve SK Hynix ile ABD’den Micron) pazarın %95’ini ele geçirdi. DRAM satıcıları, IDM olarak çalışıyorlar.

Çin, sermaye yoğunlaşmasının yüksek olduğu bu pazara girmeye ve yabancı DRAM çiplerine bağımlılığını azaltmaya çalışsa da ABD’nin yaptırımları Çin’in önünde büyük bir engel. Örneğin, 2016 yılında kurulan JHICC (Fujian Jinhua Integrated Circuit Company) adlı şirket 2018’de ABD tarafından, kurumsal casusluk ve Micron’un fikri mülkiyetlerini çalmakla suçlandı. Bu suçlamanın ardından ABD Ticaret Bakanlığı, JHICC’ye ihracatı yasakladı. Bir diğer Çinli şirket CXMT (ChangXin Memory Technologies) ise farklı bir yol izliyor. ABD’nin patentlerinden kaçınarak 2009’da iflas eden Alman Qimonda şirketinin patentlerine dayanan bir DRAM teknolojisi geliştirmeye çalışıyor. Çin, henüz üç büyük DRAM şirketi ile rekabet edebilir durumda değil ama CXMT, Çin’in uzun vadeli, kendi kendine yeterlilik stratejisi doğrultusunda ilerliyor.

​NAND: Bilgi işlem cihazları için uzun süreli bellek

Sabit disk sürücülerinin modern versiyonu olan NAND flash bellek çipleri, günümüzün bilgi işlem cihazlarının çoğu için uzun süreli bellek görevi görüyor. 46 milyar dolar hacimli NAND pazarı altı şirketin kontrolünde: Samsung ve SK Hynix (Güney Kore), KIOXIA (Japonya), Micron ve Intel (ABD). DRAM’de olduğu gibi NAND’de de üretim hacminin ve ölçek ekonomilerinin kilit önemi var. NAND’lerde de IDM iş modeli yaygın; üretim baştan sona şirket içinde gerçekleşiyor. Çin, 2016’da kurulan YMTC (Yangtze Memory Technologies) ile NAND pazarına girmeye çalışıyor.

​Analog Çipler

Dijital çipler yalnızca 0’lar ve 1’lerle çalışırken analog çipler analog olan fiziksel dünyayla etkileşime giriyorlar. Elektriğe gerek duyan cihazlar analog çiplerle çalışıyorlar. Örneğin, bir pili şarj etmek, elektrikli motoru hareket ettirmek, telefon aramaları yapmak, müzik dinlemek analog çipler yardımıyla gerçekleşiyor.

Dijital çiplerde, bir milimetre kare silikona daha fazla transistör sığdırma çabası analog çiplerde o kadar önemli değil. Bunun yerine alan uzmanlığı öne çıkıyor. Çünkü bir elektrikli araçta kullanılan analog çiplerle akıllı telefonda veya bilgisayarda müzik dinlemeye yarayan dijitalden analoga çeviricilerde kullanılan analog çipler farklı uzmanlıklara dayanıyor. Alan uzmanlığının önem kazanması ve son teknoloji üretim tesislerine yatırım zorunluluğu olmadığından yoğunlaşma DRAM ve NAND çiplerine göre daha az; 2019’da on şirketin toplam pazar payı %62’ydi. Çoğunlukla ABD, Japonya ve Avrupa kökenli olan analog çip üreticilerinin bir kısmı üretim sürecini tamamen kendi içinde yürütürken bir kısmı bazı çiplerin (ama hepsini değil!) üretimini şirket dışındaki dökümhanelere yaptırıyor.

​Otomotiv Çipleri

Otomotiv çiplerinde alan uzmanlığı gereksinimi daha çok öne çıkıyor. Hem analog hem de dijital çiplere gerek duyan otomotiv endüstrisinin tüketici elektroniğinden farklı gereksinimleri var. Otomotiv endüstrisinde, geniş bir sıcaklık aralığında ve diğer çevre koşullarında çipin nasıl çalışacağını belirten şartnameler oluyor. Buradaki şirketler de ya tüm üretim sürecini kendi içlerinde organize ediyor ya da bazı çipleri dışarı yaptırıyor. Hedef sektörün özgünlüğünden dolayı bir şirketin ürettiği çipleri otuz yıl boyunca devam ettirebilmesi gerekiyor.

​İşlemciler

İşlemci sektörü de az sayıda şirketin kontrolünde. Örneğin, sadece Intel (ABD), AMD (ABD) ve VIA Technologies (Tayvan), dizüstü ve masaüstü bilgisayarlarda kullanılan x86 temelli işlemciler için gerekli patentlere sahip. İşlemci ve yazılım şirketleri arasındaki ilişki tekelleşmeye de zemin hazırlıyor. Örneğin, Microsoft Windows, x86 temelli işlemciler üzerine tasarlandı. 1980’lerden beri Microsoft ve Intel’in başarıları birbirini besliyor. Microsoft ürünlerinin kullanımı artıkça yazılımcıların başka işlemci mimarileri için yazılım geliştirme motivasyonu ortadan kalktı. Kişisel bilgisayarlarda kullanılan işlemci mimarisinin iki ABD’li şirkete ait olması Çin’i yerli alternatifler geliştirmeye zorladı. Bu doğrultuda, Çin’in Shanghai Municipal Government şirketi, AMD ve Intel dışında x86 lisanslarına sahip tek şirket olan VIA Technologies (Tayvan) ile Zhaoxin çatısı altında bir araya geldi. 2020’de HP, Zhaoxin işlemcili bilgisayarları Çin’de satmaya başladı. Çin’in Zhaoxin işlemcileri Intel ve AMD’nin çok gerisinde olmasına karşın Zhaoxin’in ABD dışı bir seçenek olması önemli.

Akıllı telefonlar, tabletler ve nesnelerin internetinde ise ARM tabanlı işlemciler kullanılıyor. ARM komut kümesi Birleşik Krallık kökenli ARM Limited tarafından geliştirildi. Intel ve AMD işlemci satarken ARM Limited, tasarım satıyor ve fikri mülkiyet haklarından para kazanıyordu. Böylece Apple, Samsun ve Huawei ARM’in tasarımını alarak kendi işlemcilerini geliştiriyorlardı. 2016’da ARM, Softbank (Japonya) tarafından satın alındı. ARM Limited, Softbank tarafından satın alındıktan sonra şirketin Ar-Ge birimleri ABD’de bulunmasına rağmen fikri mülkiyetleri İngiltere kökenli olduğundan Huawei, ABD yaptırımlarına maruz kalmadı. Daha sonra ARM’nin Nvidia (ABD) tarafından alınma girişimi ortadan kalkınca Huawei (en azından şimdilik!) rahat bir nefes aldı. ARM şimdilik daha çok mobil cihazlarda kullanılıyor. Ama bu durum değişebilir. Dünyanın en hızlı bilgisayarı Fugaku da ARM tabanlı ve bilgisayar üreticilerin ARM’yi mobil dışı bilgisayarlarda kullanma planları var.

YZ çipleri, yapay öğrenme modellerinde kullanılmak üzere tasarlanıyorlar. Günümüzde akıllı telefonlarda kullanılan bir çok modern SoC’da (çip üzerinde sistem – system-on-a-chip) entegre YZ hızlandırıcılar var. Bunlar yüz tanıma gibi yapay öğrenme görevlerinin yerine getirilmesinde kullanılıyorlar. Yüzden fazla şirketin YZ çipi veya hızlandırıcısı geliştirdiği bu sektörde henüz pazara hakim bir işlemci mimarisi bulunmuyor.

Kısacası BİT (Bilgi ve İletişim Teknolojileri) sistemleri ABD’den gelen işlemcilere ve analog çiplere, Güney Kore’den gelen DRAM’e, Japonya’dan gelen NAND’a ve Avrupa’dan gelen fikri mülkiyet haklarına bağlılar. Hiçbir bölge tüm yarı iletken tiplerini kendi sınırları içinde üretemiyor. Ama yazının devamında göreceğimiz gibi tedarik zincirinin kendisi de çok fazla bağımlılık içeriyor. Tüm üretim sürecini kendi içinde gerçekleştiren IDM’ler bile çok sayıda ekipman ve kimyasal madde satıcısına bağımlılar.

​Yarı İletken Tedarik Zinciri Nasıl Çalışıyor?

Tedarik zinciri, başlıca üç adımdan oluşuyor: Tasarım, imalat ve montaj. Çipleri tasarlayanlar IDM’ler ve fabrikasız şirketler, tasarım yazılımlarına ve fikri mülkiyet haklarına bağımlılar. IDM’ler ve dökümhaneler çiplerin imalatında çeşitli ekipmanlara, kimyasallara ve silikon plakalara gerek duyuyor. Montajı yapan IDM’ler ve OSAT’lar, çeşitli ekipmanlar ve kimyasallar kullanıyor. Bu nedenle, yarı iletken tedarik zinciri ister istemez ABD, Tayvan, Güney Kore, Japonya, Avrupa ve Çin arasındaki işbirliği ve ticarete dayanıyor. Kleinhans ve Baisakova’nın (2020) çalışmasında anlatıldığı üzere zincirdeki bağımlılık ilişkileri herhangi bir bölgenin tüm tedarik zincirini kendi sınırları içine taşımasının önünde büyük bir engel.

​Çip Tasarımı

Çiplerin tasarımı oldukça maliyetli ve daha ileri teknolojilere dayanan çipler tasarlamak istediğinizde maliyet artıyor. 2016 yılında 10 nm (nanometre) düğümler için bir çip tasarlamanın maliyeti 170 milyon dolardı. 2020’de, 5 nm’lik düğümler için çip tasarlamanın maliyeti 540 milyon doları aştı. Alibaba, Alphabet (Google), Amazon, Facebook, Tesla gibi şirketler kendi çiplerini tasarlıyorlar. Çünkü YZ hızlandırıcılar gibi belirli bir iş üzerinde uzmanlaşmış, uygulamaya özel çiplere ihtiyaç duyuyorlar.

Çip tasarımında en yüksek pazar payı ABD’li şirketlerin. Onları, Tayvanlı şirketler takip ediyor. Aşağıdaki grafikte 2019’da ABD’li, Tayvanlı ve Avrupalı şirketlerin pazar paylarını görüyoruz. Ancak Çin’in fabrikasız şirketlerinin 2019’daki toplam pazar payı %15’ti. Huawei’nin çip tasarım yan kuruluşu HiSilicon, halka açık bir fabrikasyon şirket olsaydı, dünya çapında ilk beş arasında yer alacaktı (Kleinhans ve Baisakova, 2020).

Çip tasarımı, bir dökümhanedeki belirli bir üretim sürecine uymak zorunda ve bu nedenle fabrikasız şirketlerin TSMC (Tayvan) ve Samsung (Güney Kore) gibi dökümhanelerle çok yakın çalışmaları gerekiyor. Ayrıca en son teknoloji SoC’lar için çip tasarımı çok pahalı olduğundan şirketler, ölçek ekonomisinden yararlanmak amacıyla, akıllı telefonlar gibi tüketici elektroniğine yöneliyorlar.

​Yazılım: Elektronik Tasarım Otomasyonu

Başta Çin olmak üzere birçok yerde fabrikasız şirketlerin sayısı artıyor ve birçok şirket özel amaçlı çipler geliştirmeye çalışıyor. Ama EDA (Electronic Design Automation – Elektronik Tasarım Otomasyonu) adı verilen araçları kullanmak zorundalar. EDA pazarı, üç ABD kökenli şirket tarafından kontrol ediliyor: Cadence Design Systems, Synopsys ve Mentor. Mentor, 2017 yılında Siemens tarafından satın alındı ama şirket merkezi hâlâ ABD’de bulunuyor. Tedarik zincirindeki en fazla Ar-Ge harcaması yapanlar EDA’lar. EDA şirketleri gelirlerinin %35’inden fazlasını Ar-Ge için harcıyor.

Endüstrinin son derece kısa inovasyon döngülerine ayak uydurmak zorunda olan EDA’lar dökümhanelerle ve ekipman üreticileriyle yakın temas halindeler. Bu zorunluluk nedeniyle son yıllarda EDA sektöründe çok sayıda birleşme ve satın alma gerçekleşti. Sadece Synopsys, 2010’dan beri 46 şirketi ve teknolojiyi bünyesine kattı.

Pazardaki yoğunlaşma oldukça yüksek. Neredeyse tüm endüstri, bir ülkedeki bu üç satıcıya bağlı. ABD’nin Çin’e yönelik yaptırımları tedarik zincirinin bu adımında oldukça etkili oldu ve Huawei’nin (HiSilicon) tasarım yeteneklerini oldukça sınırladı.

​Fikri Mülkiyet

Fikri mülkiyet (Intellectual Property – IP), tedarik zincirinin tüm adımlarında etkili olmasına rağmen özellikle çip tasarımında önemli. EDA satıcıların yanında çok sayıda şirket yarı iletkenlerde fikri mülkiyet haklarına sahip. Fikri mülkiyetler, kimi zaman ürünün tamamını kapsadığı gibi kimi zaman da USB ve ağ arayüzü gibi standart fonksiyonlarla ilgili olabiliyor. Fikri mülkiyet, Çin’in en zorlandığı konulardan biri ve şirket alımlarıyla konumunu iyileştirmeye çalışıyor. Örneğin, Çin’de devlet mülkiyetindeki bir şirket, grafik üzerine temel fikri mülkiyetlere sahip İngiltere merkezli Imagination Technologies’i satın aldı. ARM China da İngiltere’deki ARM Holdings’in %49, Çinli yatırımcıların ise %51 hisseye sahip olduğu bir şirket. Uzun dönemde ARM China’nın fikri mülkiyet alanında etkili olması hedefleniyor.

Fabrikasız şirketler, EDA satıcıları ve IP sağlayıcıları, bir tasarımı belirli bir süreç düğümüyle eşleştirmek için dökümhanelerle yakın işbirliği içinde çalışıyor. Geliştirme sürecinin en başında, fabrikasız şirketler çiplerini hangi fabrikadan inşa etmek istediklerine karar vermeliler. Örneğin, bir çip tasarımını Samsung’un 7nm düğümünden TSMC’nin 7nm düğümüne geçirmek, neredeyse tamamen yeniden tasarım ve dolayısıyla yıllarca çalışma anlamına geliyor.

​İmalat

Çip tasarımları üretim için plaka imalat tesislerine gönderilir. İmalat tesisleri, IDM’ler veya dökümhaneler tarafından işletilir. Buralarda üretim ekipmanları ve kimyasallar kullanılarak çip tasarımlarını içeren silikon plakalar üretilir. Son yirmi yılda bu süreç giderek daha karmaşık ve pahalı oldu. İmalat, sermaye yoğun bir üretim gerektiriyor. Daha güçlü çipler için daha küçük transistörler üretme yarışı nedeniyle, gerekli üretim ekipmanı giderek daha pahalı hale geliyor ve modern fabrikaların maliyetlerinin çoğunu oluşturuyor. TSMC, bir sonraki 3 nm fabrikasının yaklaşık 19,5 milyar dolara mal olacağını tahmin ediyor.

Ancak sermaye büyüklüğünün yanında bir fabrikayı başarılı bir şekilde çalıştırmak, karmaşık süreç hakkında derin bilgi gerektiriyor. Plaka üretimi, düzinelerce farklı ekipman türüne yayılmış yüzlerce işlem adımını içeriyor. Tecrübeli üreticiler bile yeni süreç düğümlerini devreye alırken zorlanıyorlar. Bu nedenle döküm pazarında sadece birkaç oyuncu var. TSMC, pazarın %50’den fazlasına hakim durumda. Onu Samsung takip ediyor ve şirket, 2030 yılına kadar dökümhanelerine 116 milyar dolar yatırım yapacağını duyurdu. Samsung, hem IDM olarak çalışıyor hem de dökümhane işletiyor. TSMC ve Samsung 7 nm ve altında düğümlere sahip en ileti teknoloji çiplerin üretimini gerçekleştiren şirketler. Intel de aynı üretim kapasitesine sahip olmakla beraber üretimi sadece kendisi için yapıyor.

2019’da 14nm’lik düğümlerde çip üretmeye başlayan Çin’in en büyük dökümhanesi SMIC ise TSMC’nin en az dört yıl gerisinde. 40-250 nm’lik düğümler SMIC’in 2019’daki gelirinin %90’ını oluşturuyordu. Buna karşın, 2020’nin ikinci çeyreğinde TSMC’nin gelirinin %70’i 7-28 nm’lik düğümlere dayanıyordu. SMIC, ABD yaptırımlarına rağmen ilerlemeye çalışıyor (https://www.theregister.com/2022/07/22/china_smic_7nm_chips/).

Kısacası, Tayvan ve Güney Kore çip üretimi için kritik bölgeler. Çin’in aylık kapasitesi gelecekte Japonya’yı geçebilir. Ama söz konusu kapasitenin büyük bir kısmı Çin’deki TSMC, SK Hynix ve Micron gibi daha düşük teknolojili yabancı fabrikalardan gelecek. Avrupa’nın plaka kapasitesi ise giderek azalıyor. Gelecekte her şey ABD’nin plaka üretimini kendi bölgesine taşıyıp taşıyamayacağına bağlı.

​Ekipmanlar

Fabrikalar, çok sayıda satıcının sunduğu çeşitli yarı iletken ekipmanlarını (semiconductor manufacturing equipment – SME) kullanıyorlar. En büyük SME satıcılarından Applied Materials (AMAT), Lam Research (LAM) ve KLA, ABD’de; ASML, Avrupa’da; Tokyo Electron (TEL) Japonya’da bulunuyor. Fakat ne kadar büyük olurlarsa olsunlar çoğunlukla üretim sürecinin belirli bir adımında uzmanlaşıyorlar. KLA, kalite kontrol için ölçüm ekipmanlarında çok güçlü; AMAT, plazma dağlama adımına hakim; Hollandalı ASML fotolitografi ekipmanında lider. ASML’nin uç morötesi litografi ekipmanı (extreme ultraviolet lithography – EUV) 7 nm’den küçük çiplerin üretiminde kullanılıyor.

Fabrikaların SME satıcılarına bağlı olması gibi onlar da fazlasıyla uzmanlaşmış tedarikçilere bağlılar. Örneğin ASML’nin Avrupa, Asya ve ABD’ye dağılmış 5000’den fazla tedarikçisi var. Ama EUV örneğinde olduğu gibi bazen sadece bir yerden temin edilen kritik bir teknoloji tedarik zincirinde bir zayıflığa neden oluyor. Bu nedenle EUV’nin tedarikçilerinden TRUMPF Group’un sahibi ve CTO’su şirketinin önemini şu sözlerle anlatıyor (https://www.laserfocusworld.com/lasers-sources/article/16548167/market-insights-trumpf-is-riding-the-tiger): “Başarısız olursak, Moore kanunu devam edemez. Elbette dünya TRUMPF’a bağımlı değil. Ama TRUMPF olmadan çip dünyası yapamaz. Etkisi, çip endüstrisiyle de sınırlı kalmaz. Akıllı telefon endüstrisi ve elektronik cihaz endüstrisinin tamamı işleyişini değiştirmek zorunda kalır.”

​Kimyasal Maddeler

Yarı iletken üretiminde modelleme, biriktirme, aşındırma, parlatma ve temizleme gibi farklı işlem adımları için farklı türde birçok kimyasal madde kullanılıyor. SME ve EDA tedarikçileri gibi, kimyasal tedarikçileri de fabrika ve ekipman üreticileriyle yakın işbirliği içinde çalışıyorlar.

Yalnız ABD değil, Japonya da ihracat kısıtlamalarından yararlanarak rakiplerini saf dışı bırakmaya çalışıyor. Önde gelen kimyasal madde tedarikçilerinden olan Japonya, Temmuz 2019’da Güney Kore fabrikalarına yapılan kimyasal madde ihracatına çeşitli kısıtlamalar getirdi. Kısıtlama getirilen maddeler, Güney Kore yarı iletken endüstrisi için kritik girdilerdi. Bunun üzerine Güney Kore, kendi kimyasal madde kapasitesini geliştirmek için adımlar attı.

​Plakalar (Wafers)

Plakalar farklı boyut ve tiplerde üretiliyor. En yaygın ve önemli olan, silikon plakalar. Ancak belirli uygulamalar için galyum arsenit (GaAs), galyum nitrür (GaN) ve silisyum karbür (SiC) plakalar da kullanılıyor. Bugün, 300 mm silikon plakalar, işlemciler, SoC ve bellek gibi gelişmiş yongalar için standart. Ancak tüm çaplarda silikon plaka pazarında oldukça yüksek bir yoğunlaşma var. 1990’da 20’den fazla silikon plaka üreticisi varken 2019’de 5 şirket pazarın %90’ını kontrol ediyordu. Aşağıda 5 büyük plaka tedarikçisinin pazar payı gösteriliyor. Silikon plakalar, üretimdeki operasyonel maliyetin ufak bir kısmını, %5-10’unu oluşturuyor. Kleinhans ve Baisakova (2020) yakın zamanda plaka endüstrisinde köklü bir değişiklik olmayacağını düşünüyor:

​Montaj

Fabrikadaki üretim sürecinden sonra silikon plakalar çok sayıda entegre devre içerir. Bunların kesilmesi, test edilmesi ve hasar görmelerinin engellenmesi için paketlenmesi gerekir. Daha önce fabrikalarda gerçekleşen adımların tamamı başlangıç (front-end) olarak adlandırılırken buradaki işlemler bitiş (back-end) olarak adlandırılır. Plaka üretimi, daha sermaye yoğundur. Montaj ise daha emek yoğundur ve düşük kâr marjına sahiptir.

Yarı iletken üretim sürecinin bitiş aşamasında yer alan şirketler Yarı İletken Montaj ve Test şirketleri (Semiconductor Assembly & Test OSAT) olarak adlandırılır. OSAT pazarı da hızla büyüyen bir pazar. 2009’da 17 milyar dolarken 2019’da 30 milyar dolara ulaştı. OSAT iş süreçlerinde de çeşitli ekipmanlara ve kimyasallara ihtiyaç duyulur fakat bu daha küçük ölçekte gerçekleşir. Örneğin 2018’da yeni bir montaj bandını hayata geçirmenin maliyeti 100 ila 200 milyon dolar arasındaydı. Bununla beraber önceki üretim adımlarına göre daha az sermaye yoğunlaşması var. 2009’da en büyük 20 OSAT şirketi pazarın %70’ine sahipken bu oran 2019’da %90 olmuş. On yılda, Singapurlu ve Malezyalı şirketlerin pazar payı düşerken JCET gibi Çinli şirketlerin kayda değer oranda pazar paylarını artırdıkları görülüyor. Çinli şirketler, montaj adımında hâlâ rakiplerinin gerisinde ama silikon üretimi, EDA yazılımı ve üretim ekipmanlarında olduğu kadar büyük bir uçurum yok.

​Yarı İletken Tedarik Zincirinin Temel Özellikleri

Yarı iletken tedarik zincirinin işleyişini ve dış etkilere tepkisini değerlendirirken zincirin altı temel özelliğini dikkate almak yararlı olacaktır: Yüksek iş bölümü, yüksek sermaye yoğunluğu, yüksek bilgi yoğunluğu, uzun süreli üretim döngüleri, ulusötesilik ve güçlü bağımlılık (lock-in) etkileri.

Kleinhans ve Hess’in (2021) çalışmasında tartışıldığı gibi tedarik zincirinin temel özellikleri ve hangi dinamiklerin zincirin işleyişini aksatabildiği günümüzdeki ve gelecekteki (!) krizleri daha iyi anlayabilmek için önemli.

Yüksek iş bölümü: Yarı iletken endüstrisinin yüksek seviyedeki yenilikçiliği ve verimliliği, son derece uzmanlaşmış ve birbirine bağlı bir ekosisteme dayanıyor. Tedarik zinciri, binlerce şirketin belirli konulardaki yüksek uzmanlığı üzerinde yükseliyor. Fikri mülkiyetin önemli olduğu ve EDA yazılımlarının kullanıldığı tasarım aşamasından sonraki imalat ve montaj aşamalarında çok sayıda şirket tarafından üretilen ekipmanların ve farklı tedarikçilerden satın alınan kimyasal maddelerin kullanıldığı bir süreç var. Yüksek iş bölümü, sürekli yenilik yapma baskısının sonucunda oluşuyor. Zincirde belirli işleri rakiplerinden daha iyi yapan ve liderliğini sürdürebilmek için Ar-Ge faaliyetlerini belirli bir konuda yoğunlaştıran çok sayıda şirket var.

Yüksek sermaye yoğunluğu: Modern bir fabrika oluşturmak için milyarlarca ABD doları harcanması gerekir. Sadece ASML’den son teknoloji tek bir litografi makinesinin maliyeti 175 milyon ABD dolarıdır ve büyük fabrikaların bunlardan yaklaşık 20 tane alması gerekir. Son teknoloji üretim için gereken yüksek sermaye harcamaları, pazarda birkaç şirketin söz sahibi olmasıyla sonuçlandı.

Yüksek bilgi yoğunluğu: Tüm sektörlerde, yarı iletken şirketleri en yüksek Ar-Gr harcamalarından birine sahiptir. 2020’de yarı iletken endüstrisi gelirinin %14’ünü Ar-Ge için harcadı. Çip tasarımında bu oran çok daha fazla; NVDIA, AMD ve MediaTek gelirinin %20-25’ini Ar-Ge’ye harcıyor. Ayrıca yarı iletken üretimi onlarca yıllık deneyime ve vasıflı işçilerin kapsamlı süreç bilgisine dayanıyor.

Uzun süreli üretim döngüleri: Tek bir çipin üretimi her biri yüzlerce değişkene dayalı adımlardan oluşur; adım sayısı kimi zaman 1500’e kadar çıkabilir. Plaka üretimi sırasında oksidasyon ve kaplama, litografi, aşındırma ve katkılama gibi bazı işlem adımları bazı çiplerde yüzlerce kez tekrarlanır. Plaka üretimi 12 ila 20 hafta sürer ve daha sonra montaj-test-paketleme adımlarına geçilir. Bir yarı iletkenin üretimi altı aydan fazla sürebilir. Ayrıca yarı iletken endüstrisinde müşterilerin siparişlerini çok önceden verdiği uzun vadeli planlamalar vardır.

Ulusötesilik: AB, Japonya, Güney Kore, Tayvan, AB, Çin ve birkaç Güneydoğu Asya ülkesi, yarı iletken değer zincirinde kritik roller oynar. Hiçbir bölge gerekli tüm girdileri tedarik edemez ve her işlem adımını kendi sınırları dahilinde gerçekleştiremez.

Güçlü bağımlılık (lock-in) etkileri: Önceki bölümde yazdığım gibi tedarik zincirinde bir çok şirket, yakın çalışmak zorundadır. Fakat bu da şirketler arasında bağımlılıklara neden olur; tedarikçi veya üretici değiştirmek zorlaşır. Örneğin, yeni bir çip tasarımı için bir dökümhanenin süreç düğümünü seçerken stratejik bir karar verilir. Tasarım şirketleri kolayca Samsung’un 5 nm sürecinden TSMC’nin 5 nm sürecine geçemezler. Ya da üretim ekipmanları, bir Ar-Ge işbirliği nedeniyle en iyi özellikle bir satıcıdan sağlanan kimyasal maddelerle çalışıyor olabilir.

Tedarik zincirinin bu altı özelliğinin sonucunda tedarik zincirinde aşağıdaki dinamikler ortaya çıkar:

• Pazara girmek isteyen yeni aktörler için çok fazla engel vardır.
• Fabrikalar, tam kapasiteye yakın çalışır ve kapasite artırımlarında çok ölçülüdürler.
• Sınırlı kaynaklara bağımlılıklar vardır.
• Üretim belirli coğrafyalarda yoğunlaşmıştır.

Bu dinamikler sonucunda yarı iletken tedarik zincirinin ani talep artışları ve dış şoklar (pandemi, doğal felaketler) karşısında esnekliği ve dayanıklılığı azdır.

​Talepteki Ani Artış Tedarik Zincirini Neden Bozdu?

Talep arttığında ve halihazırdaki şirketler bunu karşılayamadığında yüksek sermaye yoğunluğu ve yüksek bilgi yoğunluğu nedeniyle yeni şirketler pazara giremediler veya var olan işlerini pazarın ihtiyacını karşılayacak şekilde dönüştüremediler. Örneğin pandemi nedeniyle, bar ve restoranlar kapandığında damıtımevleri el dezenfektanı üretimine başladı. Ama aynı esneklik yarı iletkenler için söz konusu değildi.

Halihazırdaki şirketlerin artan talebi karşılaması beklendi. Ama şirketler fabrikalarını donatırken fabrikaların 7/24 ve %80’in üzerindeki kullanım oranlarıyla çalışması durumunda kâr edeceklerini öngörüyorlardı. Bir diğer deyişle, talebe göre esnek olan geniş bir kullanım oranı aralığı yoktu. Pandemiyle beraber talep artışı ortaya çıktığında fabrikalar zaten %95 kapasiteyle çalışıyorlardı. Daha sonra Intel, Samsung, TSMC gibi şirketler kapasite artırımına gideceklerini duyurdular. Ama sektörde ne pahasına olursa olsun aşırı kapasiteden kaçınma eğilimi oldukça yaygın.

Tedarik zincirindeki bilgi yoğunluğu, yüksek iş bölümü, güçlü bağımlılık etkileri nedeniyle tekellere ve yarı tekellere sık rastlanıyor. Şirketler rekabet güçlerini korumak için belirli alanlarda uzmanlaşıyorlar. TSMC ve Samsung, son teknoloji dökümhanelere sahipler; ASML, en gelişmiş litografi ekipmanı için tek tedarikçi; Japon Tokyo Electron, kaplayıcı geliştirici (coater/developer) ekipmanında küresel pazarın %90’ına sahip; rekabet eksikliği veya son derece özelleşmiş süreçler nedeniyle bazı kimyasallar ve plakalar için tek bir kaynak var. Dolayısıyla talep arttığında zincirin tüm adımlarında aynı anda üretim artırılamıyor veya bir yerde yetersiz olan üretimi başka bir kaynakla telafi etmek mümkün olmuyor. Sonuçta zincirin en zayıf halkası, tedarik zincirinin gücünü belirliyor.

​Dış Şoklar Neden Değer Zincirini Bozuyor?

Bunun başlıca nedeni uzun süreli üretim döngüleri. Sadece plakaların üretimi bile 12 hafta veya daha fazla sürüyor ve bir dökümhanede yaşanan güç kesintisi 12 haftalık bir üretim kaybı anlamına geliyor.

Ayrıca yarı iletken değer zinciri, çeşitli coğrafi bölgelere ve yetki alanlarına yayılmış durumda. Fakat başta ileri teknoloji plakaların üretimi olmak üzere çip üretimi ve bitiş işlemleri (montaj, test ve paketleme) bazı bölgelerde yoğunlaşmış. Samsung (Güney Kore) ve TSMC (Tayvan) dökümhaneleri küresel döküm kapasitesinin %75’ini oluşturuyor. Doğu Asya, bitiş işlemleri için en önemli bölge. Bu bölgesel yoğunlaşmanın devlet teşvikleri ve gelişmiş ülkelerin emek yoğun üretim adımlarını iş gücünün ucuz olduğu ülkelere kaydırması gibi çeşitli nedenleri var. Ama sonuç olarak, bölgesel yoğunlaşma doğal afetler (deprem, tsunami, sel, kuraklık vb.) veya pandemiyle gelen kapanmalarda tedarik zincirinin aksama riskini artırıyor.

Kleinhans ve Hess (2021), ani talep artışı ve dış şokların tedarik zincirini nasıl etkilediğini dört örnek olayla tartışıyor.

​1. Otomotiv Sektörü

COVID-19’un gelecekteki talepleri olumsuz etkileyeceğini düşünen otomobil üreticileri, 2020’nin birinci ve ikinci çeyreğinde çip siparişlerini iptal ettiler. Dökümhanelerde ve IDM’lerde boşalan plaka kapasitesi, tüketici elektroniği şirketlerinden gelen siparişlerle hızla doldu. Fakat otomotiv sektörü, beklenenden hızlı toparlandı ve araba üreticilerinin genellikle stoklardan kaçınmaya çalışan sıfır stoklu (just-in-time) tedarik zinciri modeli nedeniyle çipleri hızla tükendi.

Yeni çiplere ihtiyaç duydular ama bu talebin karşılanabilmesi başlıca üç nedenden dolayı olanaklı değildi. Birincisi, 2020’nin son çeyreğinde otomobil sektörü yeni çipler talep ettiğinde dökümhanelerin ve IDM’lerin tüm kapasiteleri dolmuştu. Ayrıca, %12’den daha az küresel pazar payına sahip otomotiv yarı iletkenleri, tüketici elektroniği veya telekomünikasyona kıyasla pazarda daha küçük bir rol oynuyordu. İkincisi, yarı iletken ve otomobil tedarik zincirlerinin doğalarının farklı olmasıydı. Arzın istikrarlı olduğu dönemde bir çipin üretilmesi dört ila altı ay sürüyordu. Bu uzun üretim süreleri, otomotiv tedarik zincirinin son derece karmaşık ve şeffaf olmayan sıfır stoklu çalışma prensibiyle çelişiyordu. Pandemi ile bu çelişki daha da belirginleşti. Üçüncüsü, otomobil üretim sürecinin çipler de dahil olmak üzere onaylanması gereken katı güvenlik gereksinimlerinin (hava koşullarına dayanıklılık, hata toleransı, fazlalık vb.) olmasıydı. Bu, otomotiv çipi tedarikçilerinin güvenebileceği fabrikaların sayısını sınırlıyor ve kıtlık zamanlarında zaten tedarik zinciri üzerindeki baskı daha da artıyordu.

​2. Kimyasallar Maddeler

Üretimde yüzlerce kimyasal maddeden yararlanılıyor. Bazen ABF (Ajinomoto Build-up Film) substrat gibi bir kimyasal maddede yaşanan sıkıntı, domino etkisiyle tüm süreci aksatabiliyor. Bir çip içindeki farklı bileşenleri birbirine bağlayan bir katman olarak işlev gören ABF substratları, grafik kartları, sunucular, akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlardaki çiplerde yaygın olarak kullanılıyor. Pandemide oyun konsolları ve grafik kartlarına talebin artmasıyla ABS substrat talebini de artırdı. Ancak büyük bir ABF substrat tedarikçisi olan Unimicron’da Ekim 2020 ve Şubat 2021’de iki yangın çıktı. Ayrıca üç farklı tedarikçide (Unimicron, Nan Ya, Kinsus) düşük verimle (%70’ten az) ilgili sorunlar yaşandı. Bir yandan talebin artarken diğer yandan arzın düşmesinden tüm tedarik zinciri olumsuz etkilendi. AMD, TSMC, Samsung ve Intel gibi büyük müşteriler, ABF substrat tedariklerini güvence altına almak için Unimicron ve Ibiden gibi tedarikçilerle stratejik işbirlikleri kurmaya çalıştılar.

ABF’de yaşanan sorunun nedenlerini üç başlık altında ele alabiliriz. Birincisi, ABF’nin kapasite yatırımlarında çok ölçülü olmasıydı. Substratlar düşük marjlı bir iş olduğundan substrat tedarikçileri üretim kapasitelerini genişletirken tereddütlü davranıyorlar ve ek kapasitelere yatırım yapmaktan kaçınıyorlar. Uzun yıllar tam kapasite çalışan substrat tedarikçileri talep artışı ve dış şoklar yaşandığında zaten tam kapasite çalışıyordu ve talebi karşılamada yetersiz kaldılar. İkincisi kaynakların yetersiz olmasıydı. Unimicron, iki yangın yaşadığında müşteriler pazar payı %6 olan bir başka tedarikçiye, Nan Ya’ya yöneldiler. Fakat o da Unimicron’dan gelen tüm müşterilerin taleplerini karşılayamadı. Üçüncüsü, coğrafi yoğunlaşmaydı. Başlıca ABF tedarikçileri Tayvan ( Unimicron Technology, Kinsus Interconnect Technology, Na Ya ) ve Japonya’da (Ibiden, Shinko Electric) bulunuyor. Ama bölgesel sorunlarda (doğal afetler ve pandemi nedeniyle kapanmalar gibi) herkes aynı anda zarar gördüğünden olumsuzluk, tüm tedarik zincirini etkiliyor.

​3. Ekipmanlar

Çalışmakta olan bir fabrikanın kapasitesini artırmak yeni bir fabrika inşa etmekten çok daha hızlıdır. Fakat belirli üretim ekipmanı türleri için tedarik kısıtlamaları, kısa vadeli kapasite genişletmelerini de zorlaştırıyor. Örneğin, mikro denetçiler gibi sonda bulunan bileşenlerin paketlenmesinde kullanılan teller, sınırlı kaynaklar ve fazla ölçülü kapasite yatırımları nedeniyle tedarik zincirinin işleyişini aksatabiliyor. Çip paketleme şirketlerinden ASE Technology, daha fazla tele ihtiyaç duyduğunda tedarikçisi Kulicke & Soffa zaten tam kapasite çalışıyordu. Fakat paketleme şirketleri ve ekipman tedarikçileri yakın çalıştığından (güçlü bağımlılık ilişkileri), bu ekipmanı başka bir tedarikçiden hızlı bir şekilde tedarik etmeyi imkanı da olmadı.

Bir diğer ekipman sıkıntısı da ekipman sağlayıcıların daha çok modern fabrikalar için üretim yapması nedeniyle yaşandı. Eski fabrikalar için ekipman ihtiyacı aniden arttığında ekipman tedarikçileri bu ihtiyacı karşılayamadılar. Bunun sonucunda da dökümhaneler ve paketleme şirketleri kapasitelerini artıramadılar.

​4. Plaka Üretimi

Şubat 2021’de Samsung, NXP ve Infineon, Austin’deki (Teksas) büyük kar fırtınalarının neden olduğu elektrik kesintileri nedeniyle fabrika operasyonlarını birkaç haftalığına geçici olarak askıya almak zorunda kaldı ve bu da üretim kaybına neden oldu. Samsung dökümhanesinin müşterileri, üretimlerini farklı bir dökümhaneye kolayca taşıyamadı çünkü bir çip tasarımı her zaman belirli bir şirketin proses düğümüne dayalıydı. Plaka üretimi ortalama olarak üç ay sürdüğü için, böyle bir dış şokta üretim aksadı ve tedarik süreleri uzadı.

​Tedarik Zinciri Nasıl Daha Dirençli Yapılabilir?

Küresel yarı iletken değer zinciri dört dinamiğin (pazara giriş engellerinin yüksekliği, sınırlı kaynaklar, fabrikaları en yüksek seviyede çalıştırma, coğrafi yoğunlaşma) etkileşimi nedeniyle talepteki ani artışlara hızla uyum sağlayamıyor. Kleinhans ve Hess (2021) ilk iki dinamiğin yakın zamanda değişmesini pek olası görmüyor. Fakat üçüncü dinamik hakkında yapılabilecekler var.

Müşteriler, bir fabrikanın talep dalgalanmasına karşı yedekte tutacağı kapasitelere yatırım yapmıyor. Şirketler ise ek kapasiteye veya yeni bir fabrikaya yatırım yaparken bunun kârlı olup olmadığına bakıyorlar. Ancak çip talebi arzdan fazla olduğunda yeni fabrikalar kuruluyor. Çünkü fabrikalar kıtlık zamanlarında en üst kapasitelerde çalıştırıldıklarında daha fazla para kazandırıyorlar. Devlet sübvansiyonları ve öngörülemeyen talep artışlarına karşı daha fazla fabrika inşa etmek bu dinamiği temelden değiştirmeyecek. Ekonomik baskı, bu fabrikaları da yüksek kullanım oranları elde etmeye zorlayacak.

Fakat günümüzdeki kıtlıklar, talep görünürlüğünü iyileştirmek ve değer zincirini daha dirençli hale getirmek için bir fırsat olabilir; fabrikalar ve müşterileri arasındaki iş ilişkilerini geliştirebilir. Bazı dökümhaneler, müşteri başına garantili plaka kapasitesi karşılığında uzun vadeli anlaşmalar ve ön ödemeler için pazarlık yapmaya başladılar. İptal edilemeyen veya iade edilemeyen çip siparişleri dökümhaneler için daha öngörülebilir bir sürecin önünü açabilir.

Bunun yanında, yüksek iş bölümü ve bağımlılık etkileri nedeniyle bazı şirketlerin vazgeçilmez olduğu, müşterileri tek veya sınırlı kaynaklara bağımlı bırakan değer zincirindeki darboğazların belirlenmesi ve alternatiflerin geliştirilmesi önemli. Yukarıdaki örneklerden de gördüğümüz gibi bazen tek bir ekipman veya kimyasal madde temininde yaşanan aksaklık domino etkisiyle tüm süreci aksatabiliyor.

İlk iki dinamik (pazara giriş engellerinin yüksekliği ve sınırlı kaynaklar) yakın zamanda değişmeyecek, üçüncü dinamiği ( fabrikaları en yüksek seviyede çalıştırma) kontrol üzerinde duruluyor. Peki ya da dördüncü dinamik (coğrafi yoğunlaşma)?

​Küreselleşmenin Sonu mu?

Yarı iletkenlerin gündelik yaşamdaki rolü artıkça dünyanın dört bir yanındaki şirketler ve hükümetler, küresel yarı iletken tedarik zincirlerinin dayanıklılığını artırma baskısıyla karşı karşıya kalıyor. Coğrafi yoğunluğun azaltılması birçok ülke için kritik öneme sahip. Buna ilaveten ABD, Çin, Tayvan, Güney Kore, Japonya ve Avrupa arasında ulusal güvenlik gerekçesiyle yerli yarı iletken üretimini genişletmeye yönelik küresel bir yarış var.

Yarı iletkenler, Çin’in aşil topuğu ve Çin, ABD’nin hakimiyetindeki yarı iletken endüstrisinde üretim yeteneklerini geliştirmeye çalışıyor. Ancak tüm çabalarına karşın hâlâ ABD’nin çok gerisindeler. ABD ise Çin’in bu zayıflığının farkında ve yarı iletken tedarik zincirine müdahalelerle Çin’in teknolojideki ilerleyişini durdurmak istiyor. Tedarik zincirinde, özellikle Çin’in zayıf olduğu aşamalarda, Çin’in temel hizmet, ürün ve teknolojilere erişimini engellemeye çalışıyor.

Ancak hem ABD içinde hem de ABD’nin müttefikleri arasında bazı çelişkiler var. Örneğin bir tarafta, Çin’in ABD’nin yarı iletkenlerdeki liderliğini tehdit ettiğini ve bu tehdidin er ya da geç gerçekleşeceğini savunan bir kesim var. Bu kesim süreci jeopolitik dengeler çerçevesinde değerlendiriyor ve Çin’i bir güvenlik tehdidi olarak algılıyor. Diğer taraf ise bu tehdidin abartıldığını düşünüyor. ABD’nin yarı iletken üretimini yeniden yapılandırma girişiminin kritik çiplerin arzına zarar verebileceğine dikkati çekiyorlar. Bu görüşün ana savunucuları, Çin pazarına sürekli erişime ihtiyaç duyan ABD yarı iletken ve BİT şirketleri. ABD’nin her zamanki müttefikleri de ABD’nin tedarik zincirine müdahalesine doğrudan bir destek sunmuyor. ABD’nin iki müttefiki, Güney Kore ve Tayvan, ABD-Çin teknoloji savaşının ortasında kalmış durumda. Bu nedenle, Çin’e yönelik tedarik zinciri kontrollerini çekincesiz benimsemeleri pek mümkün değil. TSMC ve Samsung, ABD’li şirketler gibi, Çin pazarından vazgeçmek istemiyor. Çin, AB için de önemli bir ticari ortak. Avrupalı liderler için Çin bir düşmandan ziyade bir rakip. Bu nedenle, ABD ve Çin arasındaki teknoloji savaşında, sadece ABD’nin hakimiyeti devam etsin diye, bir taraf olmak istemiyorlar (Ernst, 2021).

ABD’nin hem kendi sınırları içinde hem de uluslararası çapta Çin’in yarı iletken teknolojilerine erişimini engelleme veya zorlaştırma girişimleri kuşkusuz Çin’e zarar veriyor. Ama yarı iletkenlerdeki küresel tedarik zincirleri uzadıkça ve derinleştikçe, tedarik zinciri katmanlarındaki paydaş çeşitliliği de artıyor. Artan tedarik zinciri karmaşıklığıyla birlikte, Çin’e karşı etkili düzenleyici tedarik zinciri kontrolleri uygulamak daha zor ve maliyetli hale geliyor. Çin, Japonya veya Avrupa’daki diğer Amerikan dışı kaynaklardan kritik teknolojilere erişebilir. Ama ABD düzenleyici tedarik zinciri kontrolleriyle Çin’i engellemek isterken kendi endüstrisine, kamu araştırma laboratuvarlarına ve üniversitelerine de tali zararlar veriyor. Özellikle küçük ve orta ölçekli ABD’li tedarikçiler, karmaşık idari prosedürlere uyumun maliyetli ve zaman alıcı olması nedeniyle zarar görecekler ve bunun sonucunda yabancı rakiplere karşı dezavantajlı olacaklar. Ayrıca ABD’nin Çin’e karşı tedarik zinciri kontrolleri, yarı iletken tedarik zincirinin birçok katmanında güveni aşındırıyor. Güven olmadan, bilgi paylaşımı da olmuyor ve küresel yarı iletken inovasyon sistemi bundan zarar görüyor (age).

Küresel tedarik zinciri yerini bölgesel tedarik zincirlerine bırakırsa şirketler eskisi gibi ölçek ekonomisinin (üretim arttıkça ortalama maliyetler azalması) getirilerinden yararlanamayacaklar. Kendi kendine yeterlik hedefi, şirketler için son derece maliyetli fazla kapasiteye yol açabilir. Ayrıca tedarik zincirindeki şirketlerin iş bölümü ve uzmanlaşmanın etkisiyle artan inovasyon kabiliyetinin yeni bölgesel tedarik zincirlerinde devam edip edemeyeceği hakkında da şüpheler var.

Çip kıtlığının tartışıldığı bir dönemde ABD’nin jeopolitik bir rakibe yönelik bu hamlelerinin ne kadar başarılı olabileceğini, küresel tedarik zincirinde ne gibi sonuçlar doğuracağını göreceğiz. İnternet’in geleceğini tartışırken birbiriyle mücadele eden farklı modelleri ve internetin bölünmesini tartışıyorduk. Şimdi yalnız İnternet değil, BİT altyapısı da farklı bölgelere/teknolojilere ayrılabilir.

​Kaynaklar

Ernst, D. (2021). Supply Chain Regulation in the Service of Geopolitics: What’s Happening in Semiconductors?. Centre for International Governance Innovation.

Kleinhans, J. P., & Baisakova, N. (2020). The Global Semiconductor Value Chain: A Technology Primer for Policy Makers. Stiftung Neue Verantwortung, Oktober.

Kleinhans, J. P., & Hess, J. (2021). Understanding the Global Chip Shortages. Why and How the Semiconductor Value Chain Was Disrupted. Stiftung Neue Verantwortung. https://www. stiftungnv. de/sites/default/files/understanding_the_global_chip_shortages. Pdf.

Mouré, C. (2022). No Shortage of Profit: Technological Change, Chip ‘Shortages’, and Capital Accumulation (Doctoral dissertation, York University Toronto).