Semiconduttore

Cos’è un semiconduttore?

Un semiconduttore è un prodotto materiale solitamente composto da silicio, che conduce l’elettricità più di un isolante, come il vetro, ma meno di un conduttore puro, come il rame o l’alluminio. La loro conduttività e altre proprietà possono essere alterate con l’introduzione di impurità, chiamate drogaggio, per soddisfare le esigenze specifiche del componente elettronico in cui risiede. Conosciuti anche come semiconduttori, o chip, i semiconduttori possono essere trovati in migliaia di prodotti come computer, smartphone, elettrodomestici, hardware di gioco e attrezzature mediche.

Capire i semiconduttori

I dispositivi a semiconduttore possono mostrare una serie di proprietà utili come mostrare una resistenza variabile, far passare la corrente più facilmente in una direzione che nell’altra e reagire alla luce e al calore. La loro funzione effettiva include l’amplificazione di segnali, la commutazione e la conversione di energia. Pertanto, trovano largo uso in quasi tutte le industrie e le aziende che li producono e li testano sono considerate ottimi indicatori sulla salute dell’economia generale.

Tipi di semiconduttori

In generale, i semiconduttori rientrano in quattro categorie principali di prodotti:

• Memoria: I chip di memoria servono come magazzini temporanei di dati e passano informazioni da e verso il cervello dei dispositivi informatici. Il consolidamento del mercato della memoria continua, spingendo i prezzi della memoria così in basso che solo pochi giganti come Toshiba, Samsung e NEC possono permettersi di rimanere in gioco.
• Microprocessori: Queste sono unità di elaborazione centrale che contengono la logica di base per eseguire i compiti. Il dominio di Intel nel segmento dei microprocessori ha costretto quasi tutti gli altri concorrenti, con l’eccezione di Advanced Micro Devices, a uscire dal mercato mainstream per entrare in nicchie più piccole o in segmenti completamente diversi.
• Circuito integrato commodity: A volte chiamati “chip standard”, questi sono prodotti in enormi lotti per scopi di routine. Dominato dai grandi produttori di chip asiatici, questo segmento offre margini di profitto sottilissimi che solo le più grandi aziende di semiconduttori possono competere.
• SOC complesso: “System on a Chip” è essenzialmente la creazione di un chip a circuito integrato con la capacità di un intero sistema. Il mercato ruota intorno alla crescente domanda di prodotti di consumo che combinano nuove funzionalità e prezzi più bassi. Con le porte dei mercati della memoria, dei microprocessori e dei circuiti integrati commodity ben chiuse, il segmento SOC è probabilmente l’unico rimasto con sufficienti opportunità per attrarre una vasta gamma di aziende.

L’industria dei semiconduttori

Il successo nell’industria dei semiconduttori dipende dalla creazione di prodotti più piccoli, più veloci e più economici. Il vantaggio di essere piccoli è che più potenza può essere messa sullo stesso chip. Più transistor ci sono su un chip, più velocemente può fare il suo lavoro. Questo crea una concorrenza feroce nell’industria, e le nuove tecnologie abbassano il costo di produzione per chip in modo che nel giro di pochi mesi, il prezzo di un nuovo chip potrebbe scendere del 50%.

Questo ha dato origine alle osservazioni chiamate Legge di Moore, che afferma che il numero di transistor in un circuito integrato denso raddoppia circa ogni due anni. L’osservazione prende il nome da Gordon Moore, il cofondatore di Fairchild Semiconductor e Intel, che scrisse un documento che la descriveva nel 1965. Al giorno d’oggi, il periodo di raddoppio è spesso citato come 18 mesi – la cifra citata dal dirigente di Intel David House.

Come risultato, c’è una pressione costante sui produttori di chip per trovare qualcosa di meglio e anche più economico di ciò che è stato definito all’avanguardia solo pochi mesi prima. Pertanto, le aziende di semiconduttori devono mantenere grandi budget di ricerca e sviluppo. L’associazione di ricerca sul mercato dei semiconduttori IC Insights ha riferito che le più grandi 10 aziende di semiconduttori hanno speso una media del 13,0% delle vendite in R&D nel 2017, variando dal 5,2% al 24,0% per le singole aziende.

Tradizionalmente, le aziende di semiconduttori controllavano l’intero processo produttivo, dalla progettazione alla produzione. Eppure molti produttori di chip stanno ora delegando sempre più la produzione ad altri nel settore. Le società di fonderia, la cui unica attività è la produzione, sono recentemente venute alla ribalta, fornendo interessanti opzioni di outsourcing. Oltre alle fonderie, le file di progettisti e tester di chip sempre più specializzati stanno iniziando a ingrossarsi. Le aziende di chip stanno emergendo più snelle ed efficienti. La produzione di chip ora assomiglia alla cucina di un ristorante gourmet, dove gli chef fanno la fila per aggiungere le giuste spezie al mix.

Negli anni ’80, i produttori di chip vivevano con rendimenti (numero di dispositivi operativi su tutti i prodotti) del 10-30%. Per essere competitivi oggi, tuttavia, i produttori di chip devono sostenere rendimenti dell’80-90%. Questo richiede processi di produzione molto costosi. Di conseguenza, molte aziende di semiconduttori eseguono la progettazione e il marketing ma scelgono di esternalizzare parte o tutta la produzione. Conosciute come fabless chip maker, queste aziende hanno un alto potenziale di crescita perché non sono gravate dalle spese generali associate alla produzione, o “fabbricazione”.

Investire nell’industria dei semiconduttori

Oltre a investire in singole aziende, ci sono diversi modi per monitorare la performance degli investimenti del settore nel suo complesso. Questi includono il benchmark PHLX Semiconductor Index, noto come SOX, così come le sue forme derivate in fondi negoziati in borsa. Ci sono anche indici che suddividono il settore in produttori di chip e produttori di attrezzature per chip. Questi ultimi sviluppano e vendono macchinari e altri prodotti utilizzati per progettare e testare i semiconduttori.

Inoltre, alcuni mercati d’oltremare, come Taiwan, Corea del Sud e, in misura minore, il Giappone, sono altamente dipendenti dai semiconduttori e quindi anche i loro indici forniscono indizi sulla salute dell’industria globale.

Considerazioni speciali per gli investimenti in semiconduttori

Se gli investitori in semiconduttori possono ricordare una cosa, dovrebbe essere che l’industria dei semiconduttori è altamente ciclica. I produttori di semiconduttori spesso vedono cicli di “boom e bust” basati sulla domanda sottostante di prodotti basati su chip. Quando i tempi sono buoni, i margini di profitto possono essere molto alti per i produttori di chip; quando la domanda crolla, tuttavia, i prezzi dei chip possono cadere drammaticamente e avere un effetto importante sulle catene di fornitura di molte industrie.

La domanda tipicamente segue la domanda del mercato finale per personal computer, telefoni cellulari e altre apparecchiature elettroniche. Quando i tempi sono buoni, aziende come Intel e Toshiba non possono produrre microchip abbastanza velocemente per soddisfare la domanda. Quando i tempi sono duri, possono essere assolutamente brutali. Le vendite lente dei PC, per esempio, possono mandare l’industria e i suoi prezzi azionari in un colpo di coda.

Al tempo stesso, non ha senso parlare del “ciclo dei chip” come se fosse un evento di natura singolare. Mentre i semiconduttori sono ancora un business di materie prime, i suoi mercati finali sono così numerosi – PC, infrastrutture di comunicazione, automotive, prodotti di consumo, ecc. – che è improbabile che l’eccesso di capacità in un’area faccia crollare tutta la casa.

I rischi della ciclicità

Sorprendentemente, la ciclicità del settore può fornire un certo conforto agli investitori. In alcuni altri settori tecnologici, come le attrezzature di telecomunicazione, non si può mai essere completamente sicuri se le fortune sono cicliche o secolari. Al contrario, gli investitori possono essere quasi certi che il mercato girerà ad un certo punto in un futuro non così lontano.
Mentre la ciclicità offre una certa comodità, crea anche un rischio per gli investitori. I produttori di chip devono partecipare regolarmente a scommesse ad alta posta. Il grande rischio deriva dal fatto che ci possono volere molti mesi, o anche anni, dopo un grande progetto di sviluppo per le aziende per scoprire se hanno fatto jackpot, o se hanno sprecato tutto. Una causa del ritardo è la struttura intrecciata ma frammentata dell’industria: Diversi settori raggiungono il loro picco e toccano il fondo in momenti diversi. Per esempio, il punto più basso per le fonderie spesso arriva molto prima di quanto non faccia per i progettisti di chip. Un’altra ragione è il lungo lead time dell’industria: Ci vogliono anni per sviluppare un chip o costruire una fonderia, e ancora di più prima che i prodotti facciano soldi.

Le aziende di semiconduttori sono di fronte al classico enigma se è la tecnologia che guida il mercato o il mercato che guida la tecnologia. Gli investitori dovrebbero riconoscere che entrambi hanno validità per l’industria dei semiconduttori.