'เซมิคอนดักเตอร์ชิป' มันคืออะไรกันแน่และทำไมถึงเป็นปัญหาระดับโลก

โดย จิราธิป กุลกาญจนาธร

บลจ.เอ็มเอฟซี จำกัด (มหาชน)

ในปัจจุบันเซมิคอนดักเตอร์ชิปเป็นชิ้นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีสมัยใหม่ตั้งแต่สินค้าผู้บริโภค การสื่อสารคมนาคม คอมพิวเตอร์ ไปจนถึงเครื่องมืออุตสาหกรรมและระบบทางทหารที่ทันสมัย ตั้งแต่เครื่องใช้ไฟฟ้า สินค้ากลุ่มไอที สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต รถยนต์ ไปจนถึงเครื่องบินขับไล่

ดังนั้น ปัญหาเซมิคอนดักเตอร์ชิปขาดแคลนจึงถูกพูดกันในวงกว้าง และเป็นปัญหาสำคัญทั้งในภาคอุตสาหกรรมที่สามารถสร้างผลกระทบต่ออุตสาหกรรมอื่นๆ ได้ และยังมีผลต่อความมั่นคงทางการเมืองทั่วโลก ซึ่งผลกระทบเบื้องต้นจะเห็นได้จากราคาสินค้าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคมีแนวโน้มสูงขึ้น และผู้ผลิตรถยนต์ต้องลดกำลังการผลิตลงและบางแห่งหยุดการผลิตชั่วคราว

ภาวะการขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ชิปในปัจจุบันเกิดจากปัจจัยทั้งด้านอุปสงค์และอุปทาน ด้านอุปสงค์ ได้แก่ การแพร่ระบาดของโควิด-19 การเว้นระยะห่างทางสังคมเพื่อลดการแพร่ระบาดโควิด-19 ทั้งการทำงานที่บ้าน การเรียนออนไลน์ การทำกิจกรรมนอกบ้านที่น้อยลงทำให้เกิดความต้องการสินค้าอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้น อีกทั้ง กระแสความนิยมที่เข้าไปลงทุนในคริปโตเคอเรนซี (Cryptocurrency) หรือ สินทรัพย์ดิจิทัล ทำให้การขุดเหรียญ หรือการนำเครือข่ายคอมพิวเตอร์มายืนยันธุรกรรมต่างๆ ผ่านระบบ Proof of Work ก็ใช้ชิปเซมิคอนดักเตอร์เช่นกัน

ขณะที่ด้านอุปทาน ได้แก่ ภัยธรรมชาติที่เกิดขึ้นหลายแห่งทั่วโลก เช่น พายุหิมะในอเมริกา น้ำแล้งในไต้หวัน ทำให้การผลิตหยุดชะงักนอกจากนี้เทคโนโลยีการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชิปมีรายละเอียดที่ซับซ้อนและใช้เวลามาก จากการที่จะเปลี่ยนให้แผ่นซิลิคอนซึ่งทำมาจากทรายให้เป็นเครือข่ายของสวิชต์ที่เรียกว่า transistor ที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผมของมนุษย์จำนวนหลายสิบล้าน transistor ในแผ่นซิลิคอนที่เรียกว่า “wafers” ต้องใช้สถานที่เฉพาะทางในการผลิตทั้งห้องที่ปราศจากฝุ่นที่สะอาดกว่าห้องผ่าตัด 100 เท่าและอุปกรณ์กว่าหลายล้านดอลลาร์ ดีบุกเหลว และเลเซอร์ รวมทั้งแรงงานที่มีทักษะความชำนาญ

ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชิปมีผู้ผลิตที่เกี่ยวข้องตั้งแต่ต้นน้ำไปจนถึงปลายน้ำกระจายไปทั่วโลก เริ่มจากกลุ่มผู้ผลิตที่เรียกว่า Fabless เป็นบริษัท ออกแบบแผงวงจรไฟฟ้า ประกอบไปด้วยบริษัทหลักๆ ได้แก่ Qualcomm, Apple, Nvidia, AMD, Mediatek ที่ส่วนใหญ่จะอยู่ในสหรัฐอเมริกาและไต้หวัน ซึ่งบริษัทเหล่านี้จะไม่ผลิตเอง โดยส่งไปจ้างผลิตยังโรงงานผลิตชิปที่เรียกว่า “Foundry” หรือ Fab ที่มีเพียงไม่กี่บริษัทที่ยังคงลงทุนพัฒนาเทคโนโลยีการผลิต ได้แก่ TSMC ในไต้หวัน และ Samsung ในเกาหลีใต้ จากนั้นจะส่งต่อไปทำการประกอบเข้าแพ็กเกจซิปและทำการทดสอบให้กับกลุ่ม Outsourced Semiconductor Assembly and Test (OSAT) ที่กระจายอยู่ทั่วโลก ส่วนมากจะอยู่ในจีน ไต้หวัน และมาเลเซีย ซึ่งในขั้นตอนการผลิตจำเป็นต้องมีการนำเข้าอุปกรณ์การผลิตจากบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ ที่เรียกว่า Semiconductor Capital Equipment ที่ผลิต Wafer fab equipment (WFE) จากบริษัทในสหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น ยุโรป และเกาหลีใต้

จะเห็นได้ว่าความซับซ้อนของห่วงโซ่การผลิตได้กระจายไปทั่วโลกและไม่สามารถลอกเลียนแบบได้ง่ายจากทั้งในด้านทรัพย์สินทางปัญญาและในด้านความรู้ความสามารถของบุคคลากรในประเทศ จึงเป็นข้อจำกัดของการเพิ่มอุปทานในเวลาอันรวดเร็วหากปัญหายังคงอยู่ต่อไปทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคจะได้รับผลกระทบจากต้นทุนราคาที่สูงขึ้น และอาจกระทบความสามารถในการแข่งขันของบริษัท โดยเฉพาะบริษัทที่เป็นผู้ผลิตขนาดกลางและเล็กที่ไม่สามารถหาเซมิคอนดักเตอร์ชิปเพื่อมาผลิตสินค้าให้ทันตามเวลา อีกทั้งหากการผลิตขาดเซมิคอนดักเตอร์ชิปไปเพียงบางส่วนก็อาจะทำให้การผลิตต้องหยุดชะงักไปทั้งวงจรการผลิต และกระทบต่อการผลิตไปทั้งห่วงโซ่อุปทานตั้งแต่ปลายน้ำย้อนกลับไปยังต้นน้ำ

จะเห็นได้ว่าการแก้ปัญหาไม่สามารถทำได้ง่ายๆ ในระยะสั้น และรัฐบาลในประเทศที่เป็นกำลังการผลิตที่สำคัญ เช่น สหรัฐฯ เกาหลีใต้ ไต้หวัน และจีน ได้มีแผนสนับสนุนการลงทุนในกลุ่มเซมิคอนดักเตอร์ชิปเพื่อบรรเทาปัญหา อาจกล่าวได้ว่า เซมิคอนดักเตอร์ได้กลายเป็นอุตสาหกรรมที่เป็นสินทรัพย์ในเชิงยุทธศาสตร์ของแต่ละประเทศ เนื่องจากมีการลงทุนที่สูง และยากที่จะเกิดการประหยัดต่อขนาด (Economies of Scale) รวมถึงขั้นตอนการผลิตที่มีความซับซ้อนและอาศัยทักษะแรงงานคุณภาพสูง