Reichenbach offre una prospettiva articolata sulle diverse sfide che i produttori di semiconduttori devono affrontare e sul loro impatto globale.

Le sfide legate all'industria dei semiconduttori

1. Situazione politica:

Felix Reichenbach, Head of Solution Center Semiconductor, TRUMPF.Reichenbach sottolinea l'impatto significativo della situazione politica, in particolare le incertezze causate dalle tensioni geopolitiche tra Stati Uniti e Cina.

"Dal nostro punto di vista, una grande sfida e fonte di incertezza è la situazione politica, in particolare quella tra Stati Uniti e Cina. Se il conflitto si intensificasse, avrà un impatto sul mercato occidentale. Una situazione di questo tipo porterà a interruzioni incontrollate per i produttori, i fornitori e gli utenti finali delle apparecchiature."

2. Capacità di espansione:

“Se scoppia una guerra tra Cina e Taiwan, il mondo dei semiconduttori si fermerà. TSMC in Taiwan attualmente produce due terzi dei chip all'avanguardia con dimensioni inferiori a 10 nanometri. Se questa situazione avesse fine, perderemo più del 60% di tutti i chip per telefoni cellulari o chip ad alte prestazioni.

3. Interruzioni della supply chain:

Riflettendo sulle sfide affrontate durante la pandemia, Reichenbach illustra le potenziali interruzioni della supply chain causate da problemi negli scambi commerciali.

"Negli ultimi tre anni la carenza di beni non è stata causata da ragioni politiche ma dalla pandemia globale. Questa situazione ha comportato costi legati alla carenza di prodotti o addirittura il timore di una carenza, che ha portato molti clienti a effettuare ordini. Se verranno imposte sanzioni commerciali alla Cina, questa decisione potrebbe portare a una situazione simile in futuro."

4. Carenze di materiali:

Se è vero che il periodo attuale vede un allentamento delle carenze di materiali, Reichenbach sottolinea la possibilità che le carenze riemergano man mano che il mercato sperimenta una ripresa.

“Ci sono meno carenze di materiale perché la situazione è migliorata in modo significativo. Tuttavia, sia la domanda di chip semiconduttori che quella di apparecchiature per la fabbricazione di wafer hanno subito un rallentamento. Se il mercato si riprende, potremmo dover affrontare problemi di allocazione e sperimentare un nuovo aggravamento nella carenza di materiali."

5. Tecnologia in continua evoluzione:

Reichenbach approfondisce la dicotomia tra tecnologia all'avanguardia e nodi tecnologici maturi e le sfide legate al tenere il passo con i progressi tecnologici.

"La tecnologia all'avanguardia rappresenta la punta dell'iceberg e pochissime aziende hanno i mezzi per affrontarla. TSMC, Samsung e Intel sono ancora i leader tecnologici in questo campo. Tuttavia, la maggior parte delle aziende utilizza ancora sistemi tecnologici maturi con nodi >20 nanometri. Questi due mondi sono completamente diversi l’uno dall'altro”.

"I requisiti e le specifiche per le varie applicazioni stanno diventando sempre più severi. Tuttavia, molte applicazioni, come quelle dei settori dell'automotive e delle telecomunicazioni, si basano su nodi maturi. La tecnologia più recente è necessaria principalmente per applicazioni informatiche ad alte prestazioni come l’AI”.

6. Sostenibilità:

Evidenziando il ruolo del settore nell'ambito della sostenibilità, Reichenbach illustra la tendenza verso la riduzione dell'impronta di carbonio.

"L'industria dei semiconduttori sta svolgendo un ruolo cruciale nel movimento per la sostenibilità. L’unica soluzione praticabile per ridurre la nostra impronta di carbonio è eliminare i combustibili fossili ed elettrificare i processi ove possibile. Tuttavia, questo cambiamento verso l’adozione dell'elettrificazione richiede un numero significativo di semiconduttori”.

"Esistono ancora alcuni processi alimentati a gas, in particolare nel trattamento dei fumi. Alcune aziende stanno già sostituendo i bruciatori a gas, ove possibile, anche se questa manovra richiede ingenti investimenti e rappresenta, in sostanza, una decisione aziendale."

7. Manodopera specializzata:

Si parla della sfida continua legata al garantire una forza lavoro qualificata: Reichenbach sottolinea le disparità regionali.

"Rispetto ad altre regioni, soprattutto in Asia, creare una fabbrica di semiconduttori in Europa rappresenterà una sfida maggiore a causa della situazione demografica. La mancanza di manodopera qualificata è una delle principali preoccupazioni, sebbene questo fattore dipenda anche dalla regione. In paesi come l’India e la Cina questo problema è meno grave”.

8. Competizione globale:

Il mercato dei semiconduttori è altamente competitivo e Reichenbach approfondisce l'argomento.

"A livello globale c'è sempre stata una forte concorrenza e, di conseguenza, il mercato è molto consolidato. Sarà una sfida per i nuovi soggetti entrare nel mercato e competere con i cinque grandi soggetti già presenti."

"Negli ultimi anni, abbiamo assistito a una crescente differenziazione tra produzione e progettazione di componenti poiché le aziende si specializzano in entrambi i set di competenze. Progettare e produrre sono due competenze separate e questa tendenza diverrà probabilmente più marcata in futuro."

9. Ricerca e sviluppo (R&D):

Reichenbach fa luce sulle sfide legate all'avvicinamento ai limiti strutturali nelle strutture nanometriche e nell'impilamento dei chip.

Il settore deve affrontare una sfida importante poiché le strutture si avvicinano al limite delle loro dimensioni.

"Il settore deve affrontare una sfida importante poiché le strutture si avvicinano al limite delle loro dimensioni. Sta diventando sempre più difficile superare le strutture a singolo nanometro. Ridurre le strutture più piccole di due o tre nanometri è una sfida: per raggiungere questo obiettivo sono necessari metodologie e progetti nuovi. Man mano che ci avviciniamo al livello del singolo atomo in termini di dimensioni della struttura, che attualmente è il limite, la densità delle informazioni di archiviazione su un chip deve essere aumentata in diversi modi."

"Attualmente, la tendenza è quella di impilare diversi chip uno sull'altro, aumentando la densità sulla stessa impronta. Questo approccio è paragonabile al passaggio dalle strutture di memoria 2D a quelle 3D introdotto 10 anni fa. Dal punto di vista logico, i chip informatici ad alte prestazioni sono impilati con più chipset su un chip. Questa è la strada da percorrere per i prossimi anni”.

"In futuro, al posto del silicio potrebbero essere utilizzati materiali a base di diamante. Tuttavia, una scelta di questo tipo è attualmente troppo costosa e non fattibile da un punto di vista economico, e la transizione richiederà anni, se non decenni.

Uno sguardo al futuro

Nonostante le sfide che coinvolgono l'industria dei semiconduttori, Reichenbach prevede una ripresa nel prossimo futuro.

"Si prevede che il mercato tenderà ad aumentare nella seconda metà del prossimo anno, spinto dall'aumento della domanda di chip per AI, dall'intensificazione della digitalizzazione e dal ritorno del mercato delle memorie. Come abbiamo visto durante la pandemia, potrebbe esserci un’impennata della domanda per tutti i tipi di chip, mentre le aziende che effettuano acquisti rischiosi potrebbero portare a carenze”.

"Inoltre, assisteremo a una maggiore domanda di chip da parte dell'industria dei veicoli elettrici. Il settore dell'automotive contribuirà alla creazione di questa domanda poiché la trasformazione dei combustibili fossili in energia elettrica acquisirà slancio", ha concluso Reichenbach.