كيف واصلت تويوتا إنتاج وصناعة السيارات عندما كان إنتاج الرقائق الإلكترونية متوقفًا
إن أزمة أشباه الموصلات والرقائق الإلكترونية في العالم كانت كارثية، لكن كانت إحدى العلامات الأكثر تفاؤلاً على التعافي من أزمة كورونا هي الارتفاع العالمي في شهية المستهلكين للسيارات الجديدة. لكن هذا الزخم توقف بشكل صارخ بسبب النقص المعوق في أشباه الموصلات – وهو النقص الذي ترك مصنعي السيارات يبطئون الإنتاج أو حتى يوقفوا الإنتاج وهم يندفعون لتأمين ما يكفي من الرقائق لبناء المركبات.
لم يكن الارتفاع غير المتوقع في الطلب هو العامل الوحيد في النقص: فقد أدت سلسلة من الكوارث غير المتوقعة أيضًا إلى تشابك سلسلة توريد أشباه الموصلات. وأدت موجة برد غريبة في ولاية تكساس في فبراير إلى إغلاق المصانع في كبرى شركات تصنيع الرقائق. وهدد الجفاف في تايوان في نفس الوقت تقريبًا بتجفيف إمدادات الجزيرة من أشباه الموصلات (لأن صناعة الرقائق تتطلب بركًا من المياه لغسل المواد الكيميائية الصناعية). وفي آذار (مارس)، اندلع حريق في مصنع في شركة Renesas اليابانية – المورد الرئيسي للرقائق في هذه الصناعة.
كانت تويوتا رائدة في استراتيجية التصنيع في الوقت المناسب، وفيما يتعلق بالرقائق الإلكترونية، قررت الصانعة اليابانية تخزين ما أصبح مكونات رئيسية في السيارات منذن عقد من الزمان، وقبل كارثة فوكوشيما. التي تسببت في قطع سلاسل التوريد لشركة Toyota في 11 مارس 2011 ، وأدركت أكبر شركة لصناعة السيارات في العالم أن المهلة الزمنية لأشباه الموصلات كانت طويلة جدًا للتعامل مع الصدمات المدمرة مثل الكوارث الطبيعية.
توصلت تويوتا لخطة استمرارية الأعمال (BCP) التي تطلب من الموردين تخزين ما قيمته من شهرين إلى ستة أشهر من الرقائق لشركة صناعة السيارات اليابانية، اعتمادًا على الوقت الذي يستغرقه الأمر من الطلب إلى التسليم.
تويوتا تحمي نفسها من خطر النقص العالمي في أشباه الموصلات
إن تويوتا لم تتضرر حتى الآن إلى حد كبير من النقص العالمي في أشباه الموصلات بعد زيادة الطلب على السلع الكهربائية في ظل عمليات الإغلاق الناجمة عن فيروس كورونا الذي أجبر العديد من شركات صناعة السيارات المنافسة على تعليق الإنتاج.
وفاجأت تويوتا المنافسين والمستثمرين الشهر الماضي مؤكدة أن إنتاجها لن يتأثر بشكل كبير بنقص الرقائق الإلكترونية، والتي أجربت فولكس فاجن وجنرال موتورز وفورد وهوندا وستيلانتس، من بين آخرين ، على إبطاء أو تعليق بعض إنتاجها.
شركة Harman International المتخصصة في أنظمة صوت السيارة وشاشات العرض وتقنية مساعدة السائق: “كانت تويوتا ، صانع السيارات الوحيد المجهز بشكل مناسب للتعامل مع نقص الرقائق”. بالتعاون مع شركة هارمان، وبينما رفعت تويوتا إنتاج سياراتها للسنة المالية المنتهية هذا الشهر ورفعت توقعات أرباحها للعام بأكمله بنسبة 54٪.
الحل الكلاسيكي لأزمة أشباه الموصلات والرقائق الإلكترونية
إن شركة Harman ي جزء من شركة Samsung Electronics في كوريا الجنوبية، وكانت تعاني من نقص في وحدات المعالجة المركزية (CPUs) والدوائر المتكاملة لإدارة الطاقة في وقت مبكر من نوفمبر من العام الماضي. ولم تقم هارمان Harman بتصنع الرقائق الإلكترونية، نظرًا لاتفاقها المستمر مع Toyota، وقد اضطرت هارمان إلى إعطاء الأولوية لشركة صناعة السيارات تويوتا، والتأكد من أن لديها ما يكفي من أشباه الموصلات للحفاظ على إمدادات أنظمتها الرقمية لمدة أربعة أشهر أو أكثر.
إن الرقائق الإلكترونية التي تعاني نقصًا في المعروض الآن هي وحدات تحكم دقيقة (MCUs) تتحكم في مجموعة من الوظائف مثل الكبح والتسارع والتوجيه والاشتعال والاحتراق ومقاييس ضغط الإطارات وأجهزة استشعار المطر.
غيرت تويوتا الطريقة التي تشتري بها MCU والرقائق الدقيقة الأخرى بعد زلزال 2011 ، الذي تسبب في تسونامي قتل أكثر من 22000 شخص وأدى إلى انهيار مميت في محطة الطاقة النووية في فوكوشيما. وفي أعقاب الزلزال، قدرت تويوتا أن مشترياتها من أكثر من 1200 قطعة ومواد قد تتأثر، فوضعت قائمة تضم 500 عنصرًا ذا أولوية ستحتاج إلى إمداد آمن لها في المستقبل، بما في ذلك أشباه الموصلات التي صنعها مورد الرقائق الياباني الرئيسي Renesas Electronics .
كانت تداعيات الكارثة خطيرة للغاية، حيث استغرقت شركة تويوتا ستة أشهر لإعادة معدل الإنتاج خارج اليابان إلى المستويات الطبيعية، بعد أن فعلت ذلك في مصانعها باليابان قبل شهرين. لقد كانت صدمة كبيرة لنظام تويوتا، فالتدفق السلس للمكونات من الموردين إلى المصانع إلى خطوط التجميع – بالإضافة إلى المخزونات الهزيلة – كان أمرًا محوريًا لبقائها كشركة رائدة في الصناعة من حيث الكفاءة والجودة.
في الوقت الذي أصبحت فيه مخاطر سلسلة التوريد في المقدمة والمركز في كل صناعة تقريبًا، تُظهر هذه الخطوة كيف كانت تويوتا مستعدة لطرح القواعد الخاصة بها عندما يتعلق الأمر بأشباه الموصلات، وأثمرت خطتها عن استمرار عملها، وهي تجني التخطيط المستقبلي، وذكر متحدث باسم تويوتا إن أحد أهداف إستراتيجيتها للمخزون الهزيل هو أن تصبح حساسًا لأوجه القصور والمخاطر في سلاسل التوريد، وتحديد الاختناقات الأكثر ضررًا المحتملة ومعرفة كيفية تجنبها. واستمر قائلًا : “كانت BCP بالنسبة لنا حلاً بسيطًا كلاسيكيًا”.
لا صناديق سوداء في أزمة أشباه الموصلات والرقائق الإلكترونية
وقالت المصادر إن تويوتا تدفع مقابل ترتيب التخزين مع موردي الرقائق من خلال إعادة جزء من تخفيضات التكلفة التي تطلبها منهم كل عام خلال دورة حياة أي طراز سيارة بموجب ما يسمى ببرامج خفض التكلفة السنوية. ففي حين أن هناك أنواعًا مختلفة من وحدات MCU، فإن تلك التي تعاني من نقص في المعروض الآن ليست رقائق متطورة ولكنها أكثر شيوعًا مع عقد أشباه الموصلات تتراوح من 28 إلى 40 نانومتر.
يذكر أن مخزون رقائق MCU – التي غالبًا ما تجمع بين تقنيات متعددة ووحدات المعالجة المركزية وذاكرة فلاش وأجهزة أخرى – يحتفظ بها لتويوتا من قبل موردي قطع الغيار مثل Denso، المملوكة جزئيًا لمجموعة Toyota، وصانعي الرقائق مثل Renesas و Taiwan Semiconductor Manufacturing ، وتجار الرقائق الألكترونية في العالم.
كما أن خطط استمرارية شركة Toyota للرقائق قامت بحمايتها من تأثير الكوارث الطبيعية التي تفاقمت بسبب تغير المناخ، مثل الأعاصير الشديدة والعواصف الممطرة التي غالبًا ما تسبب فيضانات وانهيارات أرضية في جميع أنحاء اليابان، بما في ذلك مركز التصنيع في منطقة كيوشو الجنوبية حيث تصنع شركة Renesas أيضًا الرقائق الألكترونية.
قال أحد المصادر المشاركة في توريد أشباه الموصلات، إن تويوتا والشركات التابعة لها أصبحت “أكثر كرهًا للمخاطر وحساسة تجاهها” خاصة لتأثير تغير المناخ. لكن الكوارث الطبيعية ليست التهديد الوحيد في الأفق. ويخشى صانعو السيارات من حدوث المزيد من الاضطرابات في إمدادات الرقائق بسبب زيادة الطلب حيث أصبحت السيارات أكثر رقمية وكهربائية، بالإضافة إلى التنافس الشرس على الرقائق من صانعي الهواتف الذكية إلى أجهزة الكمبيوتر إلى الطائرات إلى الروبوتات الصناعية.
والحقيقة أن تويوتا لديها ميزة أخرى على بعض المنافسين عندما يتعلق الأمر بالرقائق الألكترونية بفضل سياستها طويلة الأمد لضمان فهمها لجميع التقنيات المستخدمة في سياراتها، بدلاً من الاعتماد على الموردين لتوفير “الصناديق السوداء”. وعن ذلك قال أحد مهندسي تويوتا : “هذا النهج الأساسي يميزنا عن غيرنا”.
كان هناك انفجار في استخدام أشباه الموصلات والتقنيات الرقمية من قبل شركات صناعة السيارات هذا القرن بفضل ظهور السيارات الهجينة والكهربائية بالكامل، فضلاً عن القيادة الذاتية ووظائف السيارة المتصلة.
تتطلب هذه الابتكارات المزيد من قوة الحوسبة وتستخدم جزئيًا فئة جديدة من أشباه الموصلات تسمى النظام على شريحة ، أو SoC ، والتي تجمع تقريبًا بين وحدات المعالجة المركزية المتعددة على لوحة منطقية واحدة.
هذه التكنولوجيا جديدة للغاية ومتخصصة وقد تركها العديد من صانعي السيارات لموردي قطع الغيار الكبار لإدارة المخاطر. وتمشيا مع نهج عدم وجود الصندوق الأسود، طورت تويوتا فهمًا داخليًا عميقًا لأشباه الموصلات للتحضير لإطلاق بريوس الهجين الناجح في عام 1997. وقبلها بسنوات، استولت تويوتا على المواهب الهندسية من صناعة الرقائق الإلكترونية وأشباه الموصلات، وافتتحت مصنعًا لأشباه الموصلات في عام 1989 للمساعدة في تصميم وتصنيع وحدات MCU المستخدمة للتحكم في أنظمة توليد القوة لسيارة بريوس.
إذن نجحت تويوتا أن تصمم وتصنع وحدات MCU الخاصة بها، وتصميمه وتصنيع الرقائق الأخرى لمدة ثلاثة عقود حتى أنها نقلت مصنعها لتصنيع الرقائق إلى شركة Denso في عام 2019 لتوحيد عمليات التوريد. إن سعي تويوتا المبكر لتطوير فهم عميق لتصميم أشباه الموصلات وعمليات التصنيع كان سببًا رئيسيًا في تمكنها من تجنب التعرض للنقص، بالإضافة إلى عقود الاستمرارية.
أن صفقة دينسو قد تشير إلى أن تويوتا كانت مستعدة أخيرًا للتخلي عن نهج الصندوق الأسود، على الرغم من أن المورد جزء من مجموعة تويوتا الأوسع. وأبدى مصدر من تويوتا قلقه قائلًا : “كنا بخير هذه المرة، ولكن من يدري ما الذي ينتظرنا في المستقبل؟” وأبدى مصدر آخر مخاوفه قائلًا :. “ربما نفقد قبضتنا على التكنولوجيا باسم كفاءة التطوير التكنولوجي.”