Boom na rynku czipów: rośnie światowa sprzedaż

W 2023 roku rynek półprzewodników przeżył wyraźne osłabienie z prognozowanym obniżeniem przychodów o 9% w porównaniu do roku poprzedniego. Oczekuje się jednak, że w 2024 roku nastąpi odbicie w branży. Najbardziej dotknięty trendem spadkowym był sektor pamięci, który odnotował znaczną redukcję sprzedaży, aż o 37%.

Tegoroczny wzrost ma być napędzany głównie przez zwiększone zapotrzebowanie na obliczenia o wysokiej wydajności. Dodatkowo ma on być wspierany przez stopniowe zmniejszanie się zapasów w sektorze komunikacji bezprzewodowej i branży smartfonów. Szczególnie dobre perspektywy na duży wzrost ma rynek serwerów, co jest spowodowane rosnącym wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Symptomy spowolnienia wykazuje z kolei rynek telekomunikacyjny, szczególnie w kontekście wdrażania technologii 5G. Warto również zwrócić uwagę na pierwsze oznaki osłabienia na rynkach przemysłowych i motoryzacyjnych.

Z pewnymi niedoborami zmaga się sektor Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS), ale mimo tego spodziewany jest jego niewielki rozwój w 2024 roku. Rosnące zapotrzebowanie na zaawansowane systemy pakowania, napędzane przez aplikacje sztucznej inteligencji (AI), skłania rynek do szukania krótkoterminowych alternatywnych rozwiązań.

(Source: Strategic Semiconductors)

(Source: Strategic Semiconductors)

Globalne łańcuchy dostaw w 2023 roku

Pandemia COVID-19 oraz globalne napięcia handlowe ujawniły słabości łańcucha dostaw półprzewodników, prowadząc do niedoborów chipów i zakłóceń w różnych gałęziach przemysłu. W obliczu ciągle rosnącego zapotrzebowania na te komponenty, rządy i kluczowi gracze w branży poszukują sposobów na wzmocnienie odporności i bezpieczeństwa międzynarodowej sieci dostaw. Działania te obejmują różnorodność lokalizacji zakładów produkcyjnych, inwestycje w rozwój wewnętrznych zdolności produkcyjnych oraz intensyfikację współpracy między kluczowymi aktorami rynku.

(Source: Strategic Semiconductors)

Zacięta rywalizacja między technologicznymi potentatami

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) niezachwianie utrzymuje pozycję lidera w branży półprzewodników, posiadając 13% udziałów w rynku. Dominacja ta jest szczególnie widoczna, biorąc pod uwagę fakt, że TSMC specjalizuje się wyłącznie w usługach foundry. Ich udział w tym konkretnym segmencie wzrósł do 58% w 2023 roku.

TSMC, aby utrzymać przewagę na rynku, aktywnie inwestuje w rozbudowę swoich możliwości produkcyjnych. Firma ogłosiła plany budowy czterech nowoczesnych zakładów na Tajwanie, a także planuje poszerzyć swoją działalność na świecie, poprzez otwieranie nowych fabryk Nowe lokalizacje obejmują Arizonę, gdzie będą produkowane bardzo zaawansowane czipy o procesie technologicznym 3-4 nm, Japonię oraz Niemcy, gdzie produkcja będzie skupiała się na czipach o procesie 12-28 nm. Te plany rozwoju pokazują, jak bardzo TSMC jest zaangażowane we wprowadzanie innowacji i jak mocno stara się sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na coraz mniejsze, szybsze i bardziej zaawansowane układy scalone.

Samsung tymczasem wzmacnia swoją pozycję w Korei Południowej, będącej sercem jego ekosystemu półprzewodnikowego. Istotną rolę w produkcji zaawansowanej technologii FinFET o wielkości od 11 do 14 nanometrów ma odegrać nowa fabryka firmy, zlokalizowana w Teksasie. Technologia ta zostanie wykorzystana głównie w systemach radiokomunikacyjnych.

Intel, będący pionierem w produkcji procesorów CPU, stara się odzyskać wiodącą pozycję na rynku usług foundry. Dąży do tego za pomocą swojej nowej technologii produkcji półprzewodników, 18A.

Dominacja amerykańskich firm fabless i rozwój rynku czipów AI

Amerykańskie firmy fabless nadal utrzymują dominującą pozycję na rynku. Przykładem jest Nvidia, specjalizująca się w rozwijaniu procesorów graficznych (GPU). W ubiegłym roku firma ta osiągnęła drugą pozycję w globalnym rankingu zakładów półprzewodnikowych z udziałem rynkowym na poziomie 11%, a jej wartość kapitałowa skoczyła do 1,2 bln USD. Imponujący wzrost wartości firmy można przypisać rosnącemu zapotrzebowaniu na jej zaawansowane GPU, szeroko wykorzystywane w różnorodnych zastosowaniach sztucznej inteligencji, w tym w rozbudowanych modelach językowych.

Rywalizacja między Nvidią, AMD i Intelem w zakresie czipów AI wskazuje na jednego wyraźnego zwycięzcę: TSMC. Nvidia zamierza w 2024 roku podwoić swoje zamówienia na komponenty AI, do liczby 1 miliona sztuk. Intel natomiast planuje inwestycję wynoszącą 4 mld USD w zaawansowane 3-nm moduły dla swojej linii Lunar Lake, podczas gdy AMD przewiduje zakup około 500 000 jednostek. Wszystkie te zamówienia będą realizowane przez TSMC, co podkreśla jego kluczową rolę w produkcji zaawansowanych technologicznie elementów dla branży AI.

 (Source: Strategic Semiconductors)

Rozwój ambicji półprzewodnikowych Chin

Znaczące kroki w kierunku tworzenia solidnego lokalnego ekosystemu półprzewodnikowego poczyniły Chiny. Raport SEMI World Fab Forecast wskazuje, że państwo to planuje zbudować w 2024 roku aż 18 nowych fabryk półprzewodników, co znacząco wzmocni jego zdolności produkcyjne. 

Jednym z przykładów innowacji technologicznych w Chinach jest smartfon Huawei Mate 60. Urządzenie to zostało opracowane z wykorzystaniem technologii 7-nanometrowej przez SMIC.

Kolejną innowacją jest wprowadzenie przez chińskiego producenta samochodów Nio, pierwszego chipa do autonomicznej jazdy o nazwie NX9031. Chip ten, wykonany w technologii 5-nanometrowej, zawiera ponad 50 miliardów tranzystorów.

Europa na rynku półprzewodników

Europa wciąż odgrywa ważną rolę na rynku półprzewodników. ASML, globalny lider w produkcji systemów litograficznych, jest gotowy dostarczyć zaawansowane maszyny EUV o wysokiej aperturze numerycznej (NA) – z wartością 0,55 NA, które pozwolą na rozwój technologii poniżej 2 nm. 

Inni europejscy producenci zintegrowanych urządzeń elektronicznych, w tym firmy Infineon, STMicroelectronics i Robert Bosch, utrzymują swój udział w rynku, skupiając się na dywersyfikacji oferty produktowej. Robią to poprzez inwestowanie w nowe technologie, takie jak węglik krzemu i azotek galu, które znajdują zastosowanie w sektorze energetycznym. Te nowoczesne materiały są wydajniejsze i efektywniejsze od tradycyjnego krzemu, co czyni je kluczowymi w rozwoju nowych technologii, takich jak pojazdy elektryczne i odnawialne źródła energii.

(Source: Strategic Semiconductors)

W 2023 roku Europa doświadczyła wzrostu aktywności inwestycyjnej. Zainwestowano ponad 3,4 mld USD w innowacyjne startupy działające w różnych branżach. Z tej kwoty, najwięcej środków finansowych, stanowiących 27% ogólnych wydatków, skierowano na rozwój aplikacji do zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS) oraz pojazdów elektrycznych (EV). Inne znaczące obszary, które przyciągnęły inwestycje, to aplikacje kwantowe (16%), wyświetlacze (7%), komunikacja bezprzewodowa (6%) i fotonika (6%).

Wśród wyróżniających się startupów można wymienić Aledię z Francji, która zabezpieczyła 127 mln USD na rozwój i produkcję mikrochipów LED dla urządzeń wyświetlających. Smart Photonics z Holandii pozyskała 110 mln USD na rozwój technologii fosforku indu (InP) przeznaczonej dla aplikacji telekomunikacyjnych i czujnikowych. Francuski Pasqal zebrał 108,7 mln USD na budowę komputera kwantowego wykorzystującego neutralne atomy. SiPearl, również z Francji, zgromadziła 82 mln USD na produkcję mikroprocesorów dla aplikacji HPC. Kandou ze Szwajcarii, specjalizująca się w technologii łączności centrów danych, zdobyła inwestycję w wysokości 72 mln USD na rozwój retimera wspierającego standardy PCIe 5.0 i CXL 2.0.

Na polu obliczeń kwantowych, Oxford Quantum Circuits z Wielkiej Brytanii pozyskała 100 mln USD na rozwój obliczeń kwantowych jako usługi. Francuska Quandela zebrała 53 mln USD na rozwój generatorów kubitów fotonowych i systemów splątania.

Zapraszamy na TEK.day Wrocław, 14 marca 2024. Zapisz się już dziś!