Il panorama dei semiconduttori negli Stati Uniti è destinato a una forte crescita

La produzione di semiconduttori è un'attività difficile, almeno in parte, perché è quasi impossibile far coincidere i cicli di acquisto con quelli di fabbricazione. La progettazione e la costruzione delle fabbriche richiedono diversi anni e spesso costano miliardi ma la domanda di chip da parte di alcuni settori cambia da un trimestre all'altro o anche più rapidamente. Proprio in questo momento, soprattutto negli Stati Uniti, la capacità produttiva è in aumento mentre la domanda di chip sta rallentando.

Ad aprile, Gartner aveva previsto che nel 2023 il fatturato globale dei semiconduttori sarebbe diminuito dell'11,2%, attestandosi a 532,2 miliardi di dollari.¹ L'anno scorso il mercato ha fatto registrare vendite per 599,6 miliardi di dollari, con un tasso di crescita di appena lo 0,2% rispetto all'anno precedente. Gli analisti sottolineano che la domanda di DRAM è in forte calo e che quella di NAND avrà un andamento simile. Anche vari mercati stanno crescendo a ritmi diversi: i settori ad alto volume come i PC, i tablet e gli smartphone stanno rallentando, mentre i mercati automotive, industriale, dell'Internet delle cose (IoT) e aerospaziale sono in crescita.

Tuttavia, è probabile che questi rallentamenti siano di breve durata e il fattore mix di prodotti sarà importante via via che i produttori di chip si orienteranno verso la fornitura di componenti all'avanguardia richiesti dai mercati in forte crescita (Figura 1).

Figura 1: Storicamente, la crescita delle vendite di semiconduttori è stata sostenuta, arrivando al 20% nel 2021. In futuro, le vendite cresceranno ancora, ma a un tasso medio più lento, pari a circa il 6-8% annuo fino al 2030. (Immagine per gentile concessione di McKinsey & Company)

Nel frattempo, le apparecchiature per la produzione di semiconduttori probabilmente conosceranno alti e bassi analoghi. Per le apparecchiature di produzione per le strutture front-end si prevede un calo annuo del 22% della spesa globale, che nel 2023 passerebbe a 76 miliardi di dollari rispetto al massimo storico di 98 miliardi di dollari, secondo il rapporto World Fab Forecast di SEMI.³ Per il 2024, si prevede un incremento annuo del 21%, fino a 92 miliardi di dollari.

Figura 2: Sebbene nel 2023 la spesa per le apparecchiature di produzione sia rallentata, queste cifre continueranno ad aumentare per sostenere la forte crescita delle fabbriche di semiconduttori. (Immagine per gentile concessione di SEMI)

Il calo del 2023 è dovuto all'indebolimento della domanda di chip e all'aumento delle scorte di dispositivi mobili e consumer. Nel frattempo, il rafforzamento della domanda di semiconduttori nei segmenti del calcolo ad alte prestazioni (HPC) e dell'automotive favorirà la crescita futura.

Costruire per il futuro, a casa propria

Contemporaneamente a queste dinamiche di mercato, il tecno-nazionalismo si sta rafforzando: un numero crescente di aziende preferisce acquistare dispositivi costruiti sul suolo nazionale. "Oggi i semiconduttori sono considerati una questione di sicurezza nazionale", ha dichiarato Richard Gordon, Practice Vice President di Gartner. "I governi di tutto il mondo si stanno dando da fare per diventare autosufficienti nella supply chain dei semiconduttori e dell'elettronica. Questo sta portando a incentivare iniziative di on-shoring in tutto il mondo".

Nei prossimi due o tre anni, i produttori di semiconduttori investiranno miliardi di dollari negli Stati Uniti, creando decine di migliaia di posti di lavoro. Solo nell'ultimo anno, alcune di queste aziende hanno annunciato l'intenzione di costruire chip negli Stati Uniti, tra cui:

• GlobalFoundries (GF) a giugno 2020 ha acquistato 27 ettari di terra accanto alla propria struttura di Malta, NY, Fab 8,⁴ a cui ha fatto seguito l'acquisto di altri 324 ettari ad aprile 2023,⁵ portando il totale delle sue proprietà a 450 ettari. GF dà lavoro a circa 2.500 persone presso l'impianto in cui ha investito finora più di 15 miliardi di dollari.
• All'inizio del 2022 Intel ha annunciato di voler investire 20 miliardi di dollari nella costruzione di due nuove fabbriche di chip all'avanguardia nella contea di Licking, Ohio, che daranno lavoro a 3000 persone.⁶ La fabbrica dovrebbe iniziare a fornire chip nel 2025.
• Nel 2022 Samsung Semiconductor ha iniziato i lavori in un sito a Taylor, Texas, con l'obiettivo di rendere operativo un impianto di produzione nel 2024.⁷ Samsung stima di investire in questo progetto 17 miliardi di dollari, di cui 6 in edifici e 11 in macchinari e attrezzature. Il sito darà lavoro a 20.000 persone.
• Verso la fine del 2022, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) ha annunciato un investimento di 40 miliardi di dollari per espandere la sua fabbrica in Arizona.⁸ Entro il 2026, questa fabbrica produrrà chip avanzati utilizzando un nodo di processo a 3 nm.
• Texas Instruments (TI) prevede un investimento complessivo di 30 miliardi di dollari per l'impianto di wafer per semiconduttori da 300 mm che ha costruito a Sherman, Texas, per produrre chip di processo analogici ed embedded in quattro fabbriche. Lo stabilimento creerà 3000 posti di lavoro.⁹ La produzione inizierà nel 2025. TI ha inoltre annunciato un altro stabilimento da 300 mm a Lehi, Utah, che produrrà chip entro il 2026.¹⁰ Lo stabilimento costerà 11 miliardi di dollari e creerà 800 posti di lavoro.

Ovviamente, non tutti i produttori di semiconduttori si sono imbarcati nell'impresa di costruire fabbriche. In alcuni casi, hanno pensato di acquistare. Ad esempio, il mese scorso Bosch ha annunciato l'intenzione di acquistare gli asset di TSI Semiconductors con sede a Roseville, CA. Nei prossimi cinque anni, l'azienda investirà circa 1,5 miliardi di dollari per farne una fabbrica all'avanguardia. Entro il 2026 produrrà wafer al carburo di silicio (SiC) da 200 mm.

È chiaro che i produttori di semiconduttori hanno intenzione di investire nel futuro e parte di questo piano include una massiccia produzione di semiconduttori negli Stati Uniti. Per molto tempo abbiamo sentito parlare della Silicon Valley, ma il quadro si sta espandendo. Il Silicon Gulch del Texas, il Silicon Desert dell'Arizona, la Silicon Alley di New York e la Silicon Mesa del New Mexico si stanno ritagliando un proprio posto sulla mappa dei semiconduttori. Nel prossimo decennio, l'attenzione ai componenti dovrebbe mettere gli Stati Uniti in una posizione di leadership per la produzione di elettronica.

Riferimenti:

1: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2023-04-26-gartner-forecasts-worldwide-semiconductor-revenue-to-decline-11-percent-in-2023

2: https://www.mckinsey.com/industries/semiconductors/our-insights/the-semiconductor-decade-a-trillion-dollar-industry

3: https://www.semi.org/en/news-media-press-releases/semi-press-releases/global-fab-equipment-spending-on-track-for-2024-recovery-after-2023-slowdown-semi-reports

4: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-acquire-land-malta-ny-positioning-its-advanced-manufacturing-facility/

5: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-completes-purchase-of-800-acres-adjacent-to-new-york-manufacturing-facility/

6: https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-announces-next-us-site-landmark-investment-ohio.html

7: https://semiconductor.samsung.com/us/sustainability/corporate-citizenship/community-engagement/building-a-bright-future-together-at-our-taylor-texas-fab/

8: https://www.azcentral.com/story/money/business/2022/12/06/tsmc-announces-2nd-factory-in-phoenix-as-president-biden-visits-arizona/69690235007/

9: https://news.ti.com/texas-instruments-breaks-ground-on-new-300-mm-semiconductor-wafer-fabrication-plants-in-sherman-texas

10: https://news.ti.com/texas-instruments-selects-lehi-utah-for-its-next-300-millimeter-semiconductor-wafer-fab