Polovodič

Co je polovodič?

Polovodič je hmotný výrobek obvykle tvořený křemíkem, který vede elektrický proud více než izolant, například sklo, ale méně než čistý vodič, například měď nebo hliník. Jejich vodivost a další vlastnosti lze měnit zaváděním příměsí, tzv. dopováním, aby vyhovovaly specifickým potřebám elektronické součástky, v níž se nacházejí. Polovodiče, známé také jako polovodiče nebo čipy, lze nalézt v tisících výrobků, jako jsou počítače, chytré telefony, spotřebiče, herní hardware a lékařské vybavení.

Porozumění polovodičům

Polovodičová zařízení mohou vykazovat řadu užitečných vlastností, například vykazovat proměnný odpor, propouštět proud snadněji jedním směrem než druhým a reagovat na světlo a teplo. Jejich skutečná funkce zahrnuje zesilování signálů, spínání a přeměnu energie. Proto nacházejí široké uplatnění téměř ve všech průmyslových odvětvích a společnosti, které je vyrábějí a testují, jsou považovány za vynikající ukazatele zdraví celé ekonomiky.

Typy polovodičů

Polovodiče se obecně dělí do čtyř hlavních kategorií výrobků:

• Paměti: Paměťové čipy slouží jako dočasné úložiště dat a předávají informace do mozku počítačových zařízení a zpět. Konsolidace trhu s paměťmi pokračuje, což vede k tomu, že ceny pamětí jsou tak nízké, že jen několik gigantů jako Toshiba, Samsung a NEC si může dovolit zůstat ve hře.
• Mikroprocesory: Jedná se o centrální procesory, které obsahují základní logiku pro provádění úloh. Dominance společnosti Intel v segmentu mikroprocesorů vytlačila téměř všechny ostatní konkurenty, s výjimkou Advanced Micro Devices, z hlavního trhu do menších mezer nebo úplně jiných segmentů.
• Komoditní integrované obvody: Tyto čipy se někdy nazývají „standardní čipy“ a vyrábějí se ve velkých sériích pro rutinní zpracování. Tomuto segmentu dominují velmi velcí asijští výrobci čipů a nabízí velmi nízké ziskové marže, o které mohou soutěžit pouze největší polovodičové společnosti.
• Komplexní SOC: „Systém na čipu“ je v podstatě o vytvoření čipu integrovaného obvodu, na kterém je umístěna schopnost celého systému. Trh se točí kolem rostoucí poptávky po spotřebitelských produktech, které kombinují nové funkce a nižší ceny. Vzhledem k tomu, že dveře na trhy s paměťmi, mikroprocesory a komoditními integrovanými obvody jsou pevně zavřené, je segment SOC pravděpodobně jediným, který zůstal s dostatečnými příležitostmi, aby přilákal širokou škálu společností.

Polovodičový průmysl

Úspěch v polovodičovém průmyslu závisí na vytváření menších, rychlejších a levnějších výrobků. Výhodou toho, že jsou malé, je, že na stejný čip lze umístit více výkonu. Čím více tranzistorů je na čipu, tím rychleji může vykonávat svou práci. To vytváří v odvětví tvrdou konkurenci a nové technologie snižují výrobní náklady na jeden čip, takže během několika měsíců může cena nového čipu klesnout o 50 %.

To dalo vzniknout pozorování zvanému Moorův zákon, který říká, že počet tranzistorů v hustém integrovaném obvodu se zdvojnásobí přibližně každé dva roky. Toto pozorování je pojmenováno po Gordonu Moorovi, spoluzakladateli společností Fairchild Semiconductor a Intel, který v roce 1965 napsal článek popisující tento zákon. V dnešní době se často uvádí doba zdvojnásobení 18 měsíců – tento údaj uvádí David House, výkonný ředitel společnosti Intel.

V důsledku toho je na výrobce čipů vyvíjen neustálý tlak, aby přišli s něčím lepším a ještě levnějším, než co definovalo stav techniky jen několik měsíců předtím. Proto musí polovodičové společnosti udržovat velké rozpočty na výzkum a vývoj. Sdružení pro výzkum trhu polovodičů IC Insights uvedlo, že 10 největších polovodičových společností vynaložilo v roce 2017 v průměru 13,0 % tržeb na výzkum& a vývoj, přičemž u jednotlivých společností se tento podíl pohyboval od 5,2 % do 24,0 %.

Tradičně polovodičové společnosti řídily celý výrobní proces, od návrhu až po výrobu. Přesto mnozí výrobci čipů v současnosti delegují stále více výroby na jiné subjekty v oboru. Do popředí se v poslední době dostávají slévárenské společnosti, jejichž jediným předmětem podnikání je výroba, a nabízejí tak atraktivní možnosti outsourcingu. Kromě sléváren se začínají rozšiřovat řady stále specializovanějších návrhářů a testerů čipů. Společnosti vyrábějící čipy se stávají štíhlejšími a efektivnějšími. Výroba čipů nyní připomíná kuchyni gurmánské restaurace, kde kuchaři stojí frontu, aby do směsi přidali to správné koření.

V 80. letech minulého století žili výrobci čipů s výtěžností (počet funkčních zařízení ze všech vyrobených) 10-30 %. Aby však dnes byli výrobci čipů konkurenceschopní, musí si udržet výtěžnost 80-90 %. To vyžaduje velmi nákladné výrobní procesy. V důsledku toho mnoho polovodičových společností provádí návrh a marketing, ale část nebo celou výrobu zadává externím dodavatelům. Tyto společnosti, známé jako fabless chip makers, mají vysoký růstový potenciál, protože nejsou zatíženy režijními náklady spojenými s výrobou neboli „fabrication“.

Investování do polovodičového průmyslu

Kromě investování do jednotlivých společností existuje několik způsobů, jak sledovat investiční výkonnost celého odvětví. Patří mezi ně referenční index PHLX Semiconductor Index, známý jako SOX, a také jeho odvozené formy ve fondech obchodovaných na burze. Existují také indexy, které rozdělují sektor na výrobce čipů a výrobců čipových zařízení. Ti vyvíjejí a prodávají stroje a další produkty používané k navrhování a testování polovodičů.

Kromě toho jsou některé zahraniční trhy, jako například Tchaj-wan, Jižní Korea a v menší míře Japonsko, vysoce závislé na polovodičích, a proto jejich indexy také poskytují vodítka o stavu globálního průmyslu.

Zvláštní úvahy pro investování do polovodičů

Pokud si investoři do polovodičů mohou zapamatovat jednu věc, mělo by to být to, že polovodičový průmysl je vysoce cyklický. Výrobci polovodičů často zaznamenávají cykly „boomu a propadu“ založené na základní poptávce po výrobcích založených na čipech. Když jsou dobré časy, mohou být ziskové marže výrobců čipů velmi vysoké; když se však poptávka propadne, mohou ceny čipů dramaticky klesnout a výrazně ovlivnit dodavatelské řetězce mnoha průmyslových odvětví.

Poptávka obvykle sleduje poptávku na koncovém trhu osobních počítačů, mobilních telefonů a dalších elektronických zařízení. Když jsou dobré časy, společnosti jako Intel a Toshiba nemohou vyrábět mikročipy dostatečně rychle, aby uspokojily poptávku. Když jsou těžké časy, mohou být vyloženě kruté. Například pomalý prodej osobních počítačů může způsobit, že se odvětví – a ceny jeho akcií – propadnou.

Zároveň nemá smysl mluvit o „čipovém cyklu“, jako by se jednalo o jedinečnou událost. Přestože polovodiče jsou v jádru stále komoditním byznysem, jejich koncové trhy jsou tak početné – počítače, komunikační infrastruktura, automobilový průmysl, spotřební výrobky atd. – že je nepravděpodobné, že by nadbytek kapacit v jedné oblasti způsobil pád celého domu.

Rizika cykličnosti

Cykličnost odvětví může překvapivě poskytovat investorům určitý komfort. V některých jiných technologických odvětvích, jako jsou například telekomunikační zařízení, si člověk nikdy nemůže být zcela jistý, zda je osud cyklický nebo sekulární. Naproti tomu si investoři mohou být téměř jisti, že se trh v určitém okamžiku v nepříliš vzdálené budoucnosti obrátí.
Zatímco cykličnost poskytuje určitý komfort, vytváří pro investory také riziko. Tvůrci čipů se musí běžně účastnit hazardních her s vysokými sázkami. Velké riziko plyne ze skutečnosti, že může trvat mnoho měsíců, nebo dokonce let, než společnosti po dokončení velkého vývojového projektu zjistí, zda trefily jackpot, nebo vše prohrály. Jednou z příčin tohoto zpoždění je provázaná, ale roztříštěná struktura odvětví: Různá odvětví dosahují vrcholu a dna v různou dobu. Například spodní hranice pro slévárny často přichází mnohem dříve než pro návrháře čipů. Dalším důvodem je dlouhá doba realizace v tomto odvětví:

Polovodičové společnosti čelí klasické hádance, zda je to technologie, která pohání trh, nebo trh, který pohání technologii. Investoři by si měli uvědomit, že pro polovodičový průmysl platí obojí.

.