Semiconduttore

Cos’è un semiconduttore?

Un semiconduttore è un prodotto materiale solitamente costituito 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 conducibilità e altre proprietà possono essere alterate con l’introduzione di impurità, chiamate doping, 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 apparecchiature mediche.

punti chiave

• Trovato in migliaia di prodotti elettronici, un semiconduttore è un materiale che conduce l’elettricità più di un isolante ma meno di un conduttore puro.
• Esistono quattro tipi fondamentali di semiconduttori.
• L’industria dei semiconduttori vive – e muore – secondo un semplice credo: più piccolo, più veloce ed economico.
• Gli investitori dovrebbero tenere a mente che il settore dei semiconduttori è un settore altamente ciclico, soggetto a boom e crolli periodici.

Capire i semiconduttori

I dispositivi a semiconduttore possono mostrare una gamma di proprietà utili come mostrare una resistenza variabile, far passare la corrente più facilmente in una direzione rispetto all’altra e reagire alla luce e al calore. La loro funzione effettiva include l’amplificazione dei segnali, la commutazione e la conversione dell’energia. Pertanto, trovano un uso diffuso in quasi tutti i settori e le aziende che li producono e li testano sono considerati ottimi indicatori sulla salute dell’economia complessiva.

Tipi di semiconduttori

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

• Memoria: i chip di memoria fungono da depositi temporanei di dati e passano informazioni da e verso il cervello dei dispositivi informatici. Il consolidamento del mercato delle memorie continua, spingendo i prezzi delle memorie così bassi che solo pochi giganti come Toshiba, Samsung e NEC possono permettersi di restare in gioco.
• Microprocessori: si tratta di unità di elaborazione centrale che contengono la logica di base per eseguire le attività. Il dominio di Intel nel segmento dei microprocessori ha costretto quasi tutti gli altri concorrenti, ad eccezione di Advanced Micro Devices, fuori dal mercato mainstream e in nicchie più piccole o in segmenti diversi.
• Commodity Integrated Circuit: a volte chiamati “chip standard”, questi vengono prodotti in lotti enormi per scopi di elaborazione di routine. Dominato da grandi produttori asiatici di chip, questo segmento offre margini di profitto sottilissimi che solo le più grandi aziende di semiconduttori possono competere.
• SOC complesso: “System on a Chip” consiste essenzialmente nella creazione di un chip di circuito integrato con la capacità di un intero sistema su di esso. Il mercato ruota attorno 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 delle materie prime strettamente chiuse, il segmento SOC è probabilmente l’unico rimasto con sufficienti opportunità per attirare un’ampia gamma di aziende.

L’industria dei semiconduttori

Il successo nel settore 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 assegnata allo stesso chip. Più transistor su un chip, più velocemente può fare il suo lavoro. Ciò crea una forte concorrenza nel settore e le nuove tecnologie riducono il costo di produzione per chip in modo che nel giro di pochi mesi il prezzo di un nuovo chip potrebbe scendere del 50%.

Ciò 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 co-fondatore di Fairchild Semiconductor e Intel, che ha scritto un articolo descrivendolo nel 1965. Oggigiorno, il periodo di raddoppio è spesso indicato come 18 mesi, la cifra citata dal dirigente di Intel David House.

Di conseguenza, c’è una pressione costante sui produttori di chip affinché escano con qualcosa di migliore e persino più economico di quello che ha definito lo stato dell’arte solo pochi mesi prima. Pertanto, le aziende di semiconduttori devono mantenere ampi budget per la ricerca e lo sviluppo. L’associazione per le ricerche di mercato sui semiconduttori IC Insights ha riferito che le 10 più grandi aziende di semiconduttori hanno speso in media il 13,0% delle vendite in ricerca e sviluppo nel 2017, variando dal 5,2% al 24,0% per le singole società.

Tradizionalmente, le società di semiconduttori controllavano l’intero processo di produzione, 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 emerse, fornendo interessanti opzioni di outsourcing. Oltre alle fonderie, iniziano a crescere le fila di progettisti e tester di chip sempre più specializzati. Le società di chip stanno emergendo più snelle ed efficienti. La produzione di patatine ora assomiglia alla cucina di un ristorante gourmet, dove gli chef si mettono in fila per aggiungere la giusta spezia al mix.

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

Investire nell’industria dei semiconduttori

Oltre a PHLX Semiconductor Index, noto come SOX, nonché le sue forme derivate in fondi negoziati in borsa. Esistono anche indici che suddividono il settore in produttori di chip e produttori di apparecchiature per chip. Quest’ultima sviluppa e vende macchinari e altri prodotti utilizzati per progettare e testare semiconduttori.

Inoltre, alcuni mercati esteri, come Taiwan, Corea del Sud e, in misura minore, il Giappone, dipendono fortemente dai semiconduttori e quindi i loro indici forniscono anche 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 “espansione e contrazione” 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 cala, tuttavia, i prezzi dei chip possono diminuire drasticamente e avere un effetto importante sulle catene di approvvigionamento di molte industrie.

La domanda in genere tiene traccia della domanda del mercato finale di personal computer, telefoni cellulari e altre apparecchiature elettroniche. Quando i tempi sono buoni, aziende come Intel e Toshiba non sono in grado di produrre microchip abbastanza velocemente da soddisfare la domanda. Quando i tempi sono duri, possono essere decisamente brutali. La lentezza delle vendite di PC, ad esempio, può mandare in tilt il settore e i prezzi delle sue azioni.

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

I rischi della ciclicità

Sorprendentemente, la ciclicità del settore può fornire un certo comfort agli investitori. In alcuni altri settori tecnologici, come le apparecchiature per le telecomunicazioni, non si può mai essere del tutto sicuri se le fortune siano cicliche o secolari. Al contrario, gli investitori possono essere quasi certi che il mercato cambierà ad un certo punto in un futuro non così lontano. Sebbene la ciclicità offra un certo comfort, crea anche un rischio per gli investitori. I produttori di chip devono partecipare regolarmente al gioco d’azzardo ad alto rischio. Il grande rischio deriva dal fatto che possono essere necessari molti mesi, o addirittura anni, dopo un importante progetto di sviluppo affinché le aziende scoprano se hanno centrato il jackpot o se hanno fatto saltare tutto. Una delle cause del ritardo è la struttura intrecciata ma frammentata del settore: diversi settori raggiungono il massimo e il minimo in momenti diversi. Ad esempio, il punto più basso per le fonderie spesso arriva molto prima di quanto non faccia per i progettisti di chip. Un altro motivo è il lungo tempo di consegna dell’industria : ci vogliono anni per sviluppare un chip o costruire una fonderia e anche di più prima che i prodotti facciano soldi.

Le aziende di semiconduttori devono affrontare il 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.