Carenza di chip e rincaro materie prime: cause, durata e conseguenze per la filiera auto

Nel 2021, la filiera automotive ha dovuto fare i conti con due fenomeni estremamente impattanti per l’intero settore: la “crisi dei chip” e il generalizzato rincaro delle materie prime. Su questi due temi si è focalizzato l’intervento di Gianluca Di Loreto, partner di Bain & Company, che attraverso un’approfondita analisi di dati e indicatori economici ha messo in luce dove sono nate queste criticità e se l’uscita dal tunnel è vicina.

“La carenza di chip è un problema strutturale, che nasce da lontano e che non si risolverà prima della fine del 2022 – ha esordito Di Loreto –  e anche i prezzi delle materie prime difficilmente potranno tornare quelli che conoscevamo una volta, visto che la domanda sottostante è in continuo aumento”.

Quel che è certo è che il numero di chip presente nelle automobili sarà sempre maggiore. Se un’auto endotermica ICE di vecchia generazione ne aveva circa un centinaio, un’auto moderna, in particolare le BEV, ne ha almeno 3.000 al suo interno. “Tradotto in valore, se solo l’anno scorso il 4% del costo di un’automobile (BoM – Bill of Materials) era rappresentato dai chip, nei prossimi anni salirà al 12% e nel 2030 equivarrà – secondo le stime – a circa un quinto del totale”.

Il principale problema, tuttavia, è che non è solo l’auto ad avere bisogno di chip. Come ha infatti sottolineato Di Loreto, “per l’industria dei semiconduttori, che complessivamente vale circa 450 miliardi di dollari, l’automotive pesa solamente l’8%; più importante è il mondo dei computer che vale circa un terzo, quello degli smartphone, un altro terzo, seguito dall’elettronica di consumo e dal settore industriale”.

L’automotive deve dunque “accodarsi” a questa fila, ed è proprio questo uno dei fattori che spiega i gravi problemi di approvvigionamento dei chip che hanno bloccato intere produzioni di veicoli.

Per inquadrare la crisi dei chip occorre considerare anche le peculiarità della supply chain dei semiconduttori, che è indubbiamente molto complessa e che risente pesantemente di fattori geopolitici. “Un qualsiasi device elettronico passa per almeno 5-6 Paesi diversi per essere costruito e i tempi per la progettazione, certificazione, realizzazione dell’impianto produttivo ed eventuale aumento della sua capacità produttiva sono molto lunghi: il disegno del prodotto inizia 3-4 anni prima della produzione, l’aggiunta di nuova capacità richiede 2-3 anni, il processo produttivo richiede 2-3 mesi. I prodotti sono inoltre concepiti per uno specifico utilizzo e cambiarne la destinazione, modificandoli, richiede di ripartire sostanzialmente da zero. In più, i prodotti sono tutti integrati: le centraline parlano tra loro, così come i sensori, cambiare un pezzo significa cambiare l’intero sistema, e non può dunque avvenire dalla sera alla mattina”.

L’industria dei semiconduttori, come ha evidenziato Di Loreto, è inoltre capital intensive e particolarmente concentrata a livello geografico. “Tutti i macchinari di base per produrre i chip sono prodotti in USA, Giappone e Olanda. Chi fisicamente costruisce i wafer (materiali semiconduttori su cui vengono realizzati i chip) sono invece Taiwan, Corea del Sud e USA. Poi c’è chi assembla e testa, e qui entrano in gioco i Paesi dove il lavoro costa meno: Cina, Indonesia, Taiwan e Filippine. La produzione dei device elettronici è concentrata invece in Taiwan, Corea del Sud e Cina. Come si vede, sono pochi gli attori che governano le sorti di questa filiera: il tema geopolitico è dunque rilevante”.

Ma oltre alla concentrazione geografica, l’industria dei chip è caratterizzata anche da una fortissima concentrazione dei player.

“I chip sono classificati in base alle dimensioni, che vanno da 130 nanometri fino a 5 nanometri. Più si va verso la tecnologia miniaturizzata, che è la più evoluta  – sottolinea Di Loreto – più il mercato vede come leader incontrastato la taiwanese TSMC. Se analizziamo il bilancio 2020 di TSMC notiamo che la tecnologia sopra i 28 nanometri, la più comune per l’automotive, è una parte decisamente minore del loro business, soprattutto se comparata con la tecnologia sotto i 28 nanometri per gli smartphone, che vale la metà del fatturato, seguita dall’home & personale care, dall’Internet of Things e da altri settori. L’automotive pesa quindi poco rispetto ad altri settori, e il calo della produzione di veicoli causata dalla panedemia ne ha ridotto ulteriormente la rilevanza. Perché dunque TSMC dovrebbe spingere sui chip automotive e aumentare la capacità produttiva?”.

La pandemia ha fatto invece crescere molto la richiesta di tablet, pc, smartphone, che utilizzano le tecnologie più miniaturizzate su cui TSMC sta puntando maggiormente. “È ovvio che i produttori di chip fanno i loro interessi, riallocando la capacità produttiva verso i settori che vanno di più e che permettono di recuperare gli investimenti fatti. Il settore automotive aveva inoltre magazzini molto bassi: messi insieme questi ingredienti hanno innescato la crisi dei chip che ha paralizzato la produzione automotive, con milioni di auto bloccate in tutto il mondo”, ha detto Di Loreto.

Le ripercussioni per il settore dell’auto sono evidenti. “Le stime fatte alla fine dell’anno scorso davano una produzione intorno ai 21-22 milioni di unità a trimestre, in risalita alla fine del 2021 per tornare sostanzialmente ai livelli pre-Covid. La realtà è ben diversa: la crisi dei chip ha infatti stravolto lo scenario e si prevede un ritorno ai livelli previsti un anno fa, non prima del terzo, quarto trimestre 2022. Nel frattempo, si sono persi 10 milioni di autovetture prodotte. L’automobile è stata colpita per prima dalla crisi dei chip perché aveva inventari molto bassi, visibilità ridotta sulla catena di fornitura e poca leva sui volumi. La pandemia ha invece accelerato la richiesta di chip da parte degli altri settori (pc, smartphone, elettronica), saturando la capacità produttiva”.

Guardando al futuro, il numero di chip presenti nelle automobili crescerà comunque costantemente. “Oggi un’auto con un livello 2 di guida autonoma ha un valore medio di chip complessivo di circa 170 dollari, di cui metà riguarda le telecamere, mentre una parte significativa coinvolge radar e sensor fusion (chip che fanno dialogare altri chip). A 5 anni da oggi, con livelli di guida autonoma un po’ più alti (dal livello 3), il valore dei chip raddoppia, e se si considera il 2030 (livello 4-5) si arriva intorno ai 1.000 dollari, con una predominanza di sensori radar e sensori fusion. Anche l’elettrificazione porterà ad un aumento del valore medio complessivo dei chip. Il combinato dell’aumento della tecnologia ADAS (guida autonoma) e dell’elettrificazione porterà quindi ad un aumento della domanda di chip da parte del settore automotive”.

A fronte di un aumento della domanda, come dovrebbe aumentare l’offerta? Come emerge dai dati presentati al convegno, i tempi per ridisegnare un nuovo processo di fornitura sono lunghi (18-24 mesi per i chip), così come l’aumento della capacità produttiva di una fabbrica di semiconduttori (12-18 mesi) o la realizzazione ex novo di una nuova fabbrica (2-3 anni).

“Sembra dunque illusorio potere uscire da questa crisi prima del terzo, quarto trimestre 2022, anche perché gli investimenti necessari per aumentare la capacità produttiva di chip sono enormi: intorno ai 40 miliardi per un incremento tra il 5 e il 10%. La crisi dei chip si aggiunge inoltre ad una serie di eventi disruptive quali la guerra commerciale USA-Cina, la Brexit, il Covid, il rincaro delle materie prime, attacchi cyber, ed appare sempre più necessario per le aziende riuscire a convivere con questa variabilità”.

Catene di fornitura sempre più complesse, aspetti geopolitici, prezzi delle materie prime instabili stanno quindi rendendo le aziende più vulnerabili in caso di discontinuità delle forniture. “Fare previsioni diventa sempre più difficile, e lo smottamento tra domanda e offerta ha ripercussioni anche sui prezzi”, ha evidenziato Di Loreto.

A differenza dell’alimentare, dove i prezzi hanno seguito l’inflazione, energia e materie prime hanno visto nell’ultimo anno aumenti vertiginosi.

L’impatto è stato pesante anche per il settore automotive, con aumenti a doppia cifra per alluminio, rame, nichel e ferro, ma anche per litio e cobalto. “Potrebbe trattarsi di aumenti isterici, temporanei, ma alla base c’è comunque un forte aumento della domanda di alcune materie. L’IEA (International Energy Agency) prevede, nello scenario base, che di qui al 2040 la domanda di litio aumenterà di 13 volte, mentre quella di cobalto, nichel e grafite di 6-8 volte. Nello scenario più estremo, con una forte elettrificazione del circolante, la domanda di litio potrebbe addirittura aumentare di 40 volte. Difficilmente, quindi, i prezzi di queste materie scenderanno”.

Ma chi possiede, estrae, lavora e commercializza queste materie prime? Anche in questo caso, come rilevano i dati, l’aspetto geopolitico è estremamente rilevante.

“Il Cile, ad esempio, ha il 30% del rame a livello globale, che viene tuttavia lavorato e commercializzato per il 40% del totale dalla Cina. In Congo viene estratto il 70% del cobalto mondiale, e la Cina si è assicurata i diritti di estrazione, lavorazione e commercializzazione del cobalto in Congo. Anche il litio viene estratto per il 55% in Australia e per il 20% in Cile, ma è la Cina a lavorarlo. Lo stesso discorso vale per le “terre rare”, la cui lavorazione è concentrata in Cina. Sia per l’energia che per i metalli/minerali sarà quindi improbabile, pur con i dovuti assestamenti, tornare ai valori a cui eravamo abituati”.

Al rincaro delle materie prime si è aggiunta anche la “crisi dei porti”, che in diverse situazioni sono andati in tilt, lasciando per giorni alla fonda decine di portacontainer. “Questa imprevedibilità ha innescato un incontrollato aumento dei prezzi dei container (FEU), passati da una media di 1.300 dollari a picchi superiori ai 10.000 dollari”.

In tutta questa complessa situazione, il mondo dell’auto, come ha rimarcato Di Loreto, ha mostrato la sua tendenza a essere “reattivo” piuttosto che “proattivo”, pagandone le conseguenze. Alcuni player hanno tuttavia iniziato già da qualche tempo a muoversi in maniera nuova e maggiormente proattiva. Tesla, ad esempio, è stato il primo costruttore a stringere nel 2015 un contratto con una miniera di litio, seguita nel 2018 da BMW e nel 2021 da GM. Tesla è stata anche la prima a produrre in massa batterie dal 2017 (altri costruttori lo faranno dal 2025), e a siglare contratti con miniere di nichel e cobalto.

“Tutte le Case auto considerano la supply chain come una funzione di supporto, ma forse bisognerebbe darle un ruolo più importante, sia come peso nei processi decisionali sia come capitale umano – ha concluso Di Loreto – ed è inoltre necessaria una maggiore trasparenza sul sistema, cercando di integrarsi a monte per avere visibilità su ciò che succede. È infine importante prestare attenzione ai cambiamenti e cambiare di conseguenza, sforzandosi di pensare in modo diverso”.