Nuove fonti di approvvigionamento per i semiconduttori sono in arrivo, ma ci vorrà tempo

Sappiamo che, soprattutto nel settore dell'elettronica, le vulnerabilità della supply chain in relazione ai semiconduttori hanno costi spropositati. Ecco perché è difficile stare fermi ad assistere agli sforzi dei produttori di semiconduttori per affrontare un picco della domanda che si accompagna a una serie di eventi inattesi che hanno paralizzato la produzione e le consegne. Oltre a ciò, gli OEM impauriti hanno fatto scorta di chip. Risulta evidente che i semiconduttori sono fondamentali per la salute dell'odierna economia mondiale e che la loro scarsità non può essere ignorata.

Il panorama dei semiconduttori

Al momento, una notevole penuria di chip del tipo meno avanzato sta funestando il settore dell'elettronica e non vedo la fine dell'emergenza a breve. E in questo sono in buona compagnia. "Crediamo che le aziende di semiconduttori stiano consegnando dal 10 al 30% in meno rispetto ai livelli attuali della domanda e ci vorranno da tre a quattro trimestri prima che le forniture si mettano in pari con la domanda e poi da uno a due trimestri perché le scorte dei canali di distribuzione e della clientela possono tornare ai livelli normali" ha dichiarato Harlan Sur, analista di J.P. Morgan, in una nota ai clienti.¹

Le relazioni che ho visto e la mia esperienza decennale nel settore elettronica mi portano a dire che i produttori di chip rivolgeranno la loro attenzione ai chip che danno maggiori margini e all'avanguardia trascurando le tipologie più comuni e meno complesse. Nel frattempo, i mutamenti della domanda dei consumatori hanno determinato il superamento delle richieste nel segmento dei prodotti di fascia bassa. I produttori di semiconduttori si stanno dando da fare per riallocare la produzione e aggiungere capacità, operazioni che possono richiedere anni.

E, da molte fonti, deduco che la richiesta sta montando, con variazioni evidenti che hanno a che fare con la pandemia. "La vendita globale di semiconduttori durante i primi due mesi dell'anno ha superato le vendite dell'inizio del 2020, quando la pandemia ha iniziato a diffondersi in alcune parti del mondo" ha affermato John Neuffer, presidente e CEO della SIA. Le vendite nel mercato cinese hanno fatto registrare la maggior crescita da un anno all'altro, soprattutto perché lì le vendite erano decisamente basse all'inizio dello scorso anno".

Ecco qualche numero: le vendite globali dell'industria dei semiconduttori ammontavano a 39,6 miliardi di dollari nel febbraio 2021, con un aumento del 14,7 per cento rispetto al totale di 34,5 miliardi del febbraio 2020, ma inferiori dell'1,0% rispetto al totale di 40 miliardi del gennaio 2021. Le vendite mensili vengono redatte dal WSTS (World Semiconductor Trade Statistics) e illustrano la media mobile a tre mesi.

Figura 1: Le vendite globali dell'industria dei semiconduttori ammontavano a 39,6 miliardi di dollari nel mese di febbraio 2021, con un aumento del 14,7 per cento rispetto al totale di 34,5 miliardi del febbraio 2020, ma inferiori dell'1,0% rispetto al totale di 40 miliardi del gennaio 2021. Le vendite mensili illustrano la media mobile a tre mesi. (Immagine per gentile concessione di WSTS)

Intanto, la capacità produttiva di semiconduttori è concentrata in Cina e nell'Asia orientale. Non è un segreto che si tratta di aree del mondo soggette a molti rischi, che vanno dall'instabilità politica ai disastri naturali. Al momento, secondo la Semiconductor Industry Association (SIA), l'associazione del settore dei semiconduttori, circa il 75% della capacità produttiva di semiconduttori e di fornitori di materiali critici si trova in quest'area.² L'intera capacità produttiva di semiconduttori logici inferiori a 10 nanometri si trova a Taiwan (92%) e in Corea del Sud (8%).

La storia mi ha insegnato che un approvvigionamento limitato, sia a un determinato produttore sia a un'area geografica, costituisce un rischio intrinseco. Abbiamo visto come il terremoto in Giappone del 2011 ha spinto verso l'alto i prezzi delle memorie DRAM. Ed è solo un esempio. Il panorama attuale dei semiconduttori presenta dei rischi. "Vi sono oltre 50 punti all'interno della catena del valore in cui una regione geografica detiene oltre il 65% della quota di mercato globale" ha aggiunto la SIA. Alcuni di questi punti della catena del valore potrebbero subire interruzioni a causa di disastri naturali, chiusura di infrastrutture e conflitti geopolitici, provocando potenziali interruzioni su larga scala nella fornitura di chip essenziali". Il problema è che le implicazioni di tutto ciò vanno ben oltre la spedizione o l'arrivo dell'ultimo modello di televisore o lavatrice.

Le implicazioni più preoccupanti

La penuria di chip è in grado di seminare il caos in un mondo in cui la pandemia globale ha già prodotto una notevole contrazione economica. Nel 2020, il prodotto interno lordo (PIL) in tutti i paesi è sceso, come riporta il Global Outlook for 2020 and 2021, recentemente pubblicato dalla Banca Mondiale.³

Figura 2: I paesi che sperimentano contrazioni del PIL pro capite raggiungeranno quest'anno il livello più alto dal 1970. (Fonte: Global Outlook for 2021 della Banca Mondiale)

La penuria, sfortunatamente, si manifesta in un momento in cui ulteriori progressi nella tecnologia dei semiconduttori sono più che mai essenziali per rendere possibile una nuova ondata di tecnologie di trasformazione. Tra queste ricordiamo l'intelligenza artificiale (IA), il 5G, i veicoli autonomi ed elettrici e soluzioni basate sull'Internet delle cose diffuse su una scala che vede una miriade di dispositivi intelligenti connessi. Mi pare che questo equivalga a un doppio smacco: una penuria in un momento di grande necessità.

Sono felice che i governi stiano finalmente preoccupandosi della possibilità che la penuria di componenti rallenti la ripresa post-pandemia in alcuni settori, impedendo di cogliere l'opportunità della prevista maggior disposizione alla spesa dei consumatori nei prossimi mesi. General Motors, ad esempio, ha annunciato chiusure degli impianti connesse a una mancata disponibilità di semiconduttori. Gli economisti, nel frattempo, sono preoccupati che un incremento dei costi dei chip si traduca in un aumento dei prezzi che riguarda tutta l'economia e alimenta l'inflazione. Tuttavia, preoccuparsi non serve se non si interviene rapidamente. Finora, ciò non è accaduto.

Gli Stati Uniti e l'Unione Europea sono alla ricerca dell'indipendenza tecnologica

Le nazioni che ospitano i produttori di semiconduttori hanno una lunga storia nell'erogare incentivi e altre tipologie di sostegno governativo al settore. Ho visto nel corso dei decenni la produzione spostarsi intorno al mondo alla ricerca di retribuzioni più basse, maggiori vantaggi fiscali e altri incentivi, nonché di accesso ai mercati.

È incoraggiante che gli Stati Uniti e l'Unione Europea stiano cercando modi per riportare la capacità produttiva in patria con l'obiettivo di rispondere alle preoccupazioni del momento. Sia gli USA sia la UE hanno descritto piani audaci per raggiungere una maggiore indipendenza, soprattutto nel caso delle tecnologie avanzate.

Negli USA, il National Defense Authorization Act (NDAA) per l'anno fiscale 2021, in vigore dall'1 gennaio, promette miliardi di dollari di supporto federale per l'industria USA dei semiconduttori, vale a dire crediti fiscali e donazioni per la costruzione di nuovi impianti produttivi in patria. La legge Creating Helpful Incentives for Producing Semiconductors (CHIPS) for America è stata promulgata in dicembre dal Congresso. Ciò è degno di attenzione perché, al momento, solo circa il 12,5% dei semiconduttori è prodotto negli Stati Uniti.⁴ I pesanti sussidi e le detrazioni fiscali concessi nei luoghi che ho menzionato prima hanno prodotto danni.

Recentemente, il presidente Biden ha presentato un piano sulle infrastrutture che comprende iniziative a sostegno della supply chain dei semiconduttori. Il piano comprende:

• 50 miliardi di dollari per la ricerca e la produzione di semiconduttori.
• 50 miliardi di dollari per la creazione di un ufficio presso il Department of Commerce che si occupi della capacità industriale degli Stati Uniti e del supporto alla produzione di prodotti critici.
• 50 miliardi di dollari destinati alla National Science Foundation per la creazione di un consiglio direttivo tecnologico focalizzato su tematiche critiche come i semiconduttori.

Queste mosse potrebbero aiutare gli USA a progredire, ma l'esperienza mi dice che ci vorrà tempo. Molto tempo. Nel frattempo, nel maggio del 2020, TSMC ha annunciato la costruzione di una nuova fabbrica di fascia alta in Arizona, che però non sarà operativa, nella migliore delle ipotesi, prima del 2024. Utilizzerà il processo da 5 nanometri dell'azienda e promette una produzione che può arrivare sino a 20.000 wafer per mese. TSMC crede che la costruzione costerà 12 miliardi di dollari, una cifra che renderà lo stabilimento il più costoso mai costruito negli USA.

La UE, a marzo ha presentato il documento Digital Compass, che prevede investimenti di circa 166 miliardi di dollari del piano di ripresa dal coronavirus nel settore digitale nei prossimi anni. In questa iniziativa rientrano le speranze della UE di produrre almeno il 20 percento dei semiconduttori avanzati (vale a dire al di sotto dei 5 nm) utilizzati nel mondo entro il 2030.

Conclusione

I chip a semiconduttore sono fondamentali per l'economia digitale globale ed è evidente che sono necessarie più fonti di approvvigionamento di semiconduttori. Lo spostamento della produzione, tuttavia, richiede un aggiornamento di proporzioni epiche di tutto, dall'istruzione all'immigrazione, e non si tratterà di un compito facile. Dobbiamo iniziare a pensare in termini olistici a come assicurare una crescita rigogliosa al settore sia in patria sia all'estero, e avere la certezza che i chip che ci servono non solo vengano prodotti ma anche spediti.

Affrontare i rischi associati alla sicurezza dei chip e all'interruzione delle forniture richiede sforzi enormi, che sono il risultato di una dipendenza eccessiva da un'unica fonte o luogo geografico per la produzione di semiconduttori. I progettisti cercano naturalmente più fonti di approvvigionamento per i loro componenti quando possibile e noi dovremmo aiutarli a livello globale. Questa tempesta perfetta causata dal disallineamento tra fornitura e domanda richiederà che le forze positive remino potentemente in una nuova direzione per il bene di tutti.

Riferimenti:

1 – https://www.marketwatch.com/story/worldwide-chip-shortage-expected-to-last-into-next-year-and-thats-good-news-for-semiconductor-stocks-11614020156

2 – https://www.semiconductors.org/sia-urges-u-s-government-action-to-strengthen-americas-semiconductor-supply-chain/

3 – https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/33748/211553-Ch01.pdf

4 – https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2020/06/2020-SIA-State-of-the-Industry-Report.pdf