Semiconduttori, il nuovo petrolio?

Quanto durerà la carenza di semiconduttori e quali saranno le ripercussioni per il futuro del settore? A nostro avviso, la carenza è particolarmente ciclica e acuta in un paio di settori, ovvero quello automobilistico e dei PC. D’altro canto, proprio come il petrolio ha permesso l’ascesa delle economie industriali nel secolo scorso, nel nostro mondo sempre più “affamato” di dati i semiconduttori alimenteranno la crescita globale nel prossimo decennio.

È importante sottolineare come l’industria dei semiconduttori non segua più cicli altalenanti caratterizzati da un eccesso di spesa in conto capitale, scarsa gestione delle scorte e mancanza di disciplina dei prezzi. Oggi il settore è più ordinato e meglio posizionato e, dopo anni di consolidamento, è dominato da pochi operatori per ogni area specialistica della catena di fornitura globale.

Quanto alla domanda, con la transizione di aziende, governi e industrie verso le tecnologie 5G, l’intelligenza artificiale (AI) e le soluzioni basate sul cloud, crediamo che il settore sia pronto a beneficiare di questi potenti catalizzatori nei prossimi anni.

Secondo diverse stime, tra cui la nostra, le vendite globali di semiconduttori potrebbero raddoppiare da circa 450 miliardi di dollari nel 2019 a quasi 1.000 miliardi entro il 2030.

La carenza di capacità non è tanto strutturale quanto dovuta al COVID

L’attuale crisi globale è il risultato di una concomitanza di eventi, che tuttavia non riteniamo strutturali né in grado di compromettere la domanda in un’ottica di lungo termine. L’industria automobilistica è stata semplicemente colta di sorpresa dalla cancellazione degli ordini di produzione nei primi mesi di pandemia. Al contempo, il mondo è diventato più virtuale, il che ha accelerato tutto ciò che è digitale. Questa tendenza ha fatto lievitare gli ordini di chip utilizzati in PC, videogiochi, elettrodomestici e applicazioni basate sul cloud.

L’esempio più lampante sono sicuramente i computer. Sebbene i PC continuino a rappresentare circa un terzo del mercato complessivo dei semiconduttori, nell’ultimo decennio questo segmento ha subito un inesorabile declino. L’andamento si è letteralmente invertito lo scorso anno, quando il mercato è tornato a crescere addirittura al tasso più elevato in 10 anni.

Perciò, quando le case automobilistiche hanno sostituito i loro ordini di produzione lo scorso autunno, non c’era più capacità per loro. Fortunatamente, il settore automobilistico rappresenta una piccola percentuale del mercato globale dei semiconduttori, seppure caratterizzata da un forte potenziale di espansione futura, stante con il previsto aumento della produzione di veicoli elettrici. Poiché ci vogliono circa quattro mesi per realizzare un chip per autovetture, è plausibile che la situazione si aggiusterà entro fine anno.

AI e apprendimento automatico: importanti motori di crescita del settore

Ogni giorno il volume di dati aumenta. Tutto ha avuto inizio con i social media, dove la gente pubblica immagini e video con i figli, foto dei piatti gustati al ristorante o ricordi degli ultimi luoghi visitati. Dal 2018, le macchine hanno superato l’uomo in fatto di quantità di dati creati, un cambiamento trasformativo che a nostro avviso rappresenterà un importante catalizzatore per l’industria dei semiconduttori.

In futuro, la maggior parte dei dati verrà probabilmente creata da macchine che richiedono un’enorme capacità di elaborazione. La sfida consisterà dunque nell’aumentarne la potenza, riducendo il consumo energetico.

Le ingenti quantità di dati che scambiamo non sono salvate direttamente nei telefoni, ma in data center, responsabili oggi di circa il 3% del consumo globale di elettricità. Se non si farà nulla per aumentarne l’efficienza, la quota potrebbe addirittura salire al 25% in 10 anni. Con questa prospettiva, la regola generale nella progettazione dei semiconduttori è cercare di ridurne il consumo energetico del 30% ogni due anni.

Questo secondo noi potrebbe favorire la diffusione di chip più avanzati e complessi da utilizzare negli smartphone e nei data center di alta gamma, che vedranno quindi salire il valore in dollari dei loro semiconduttori nei prossimi cinque anni.

Cospicuo ciclo di spesa in vista per i semiconduttori

Le più grandi aziende di semiconduttori al mondo hanno già pianificato investimenti da miliardi di dollari in nuovi impianti di produzione per soddisfare la recente domanda oltre che per gestire le tensioni geopolitiche, ora che i semiconduttori sono considerati addirittura una priorità di sicurezza nazionale. Dato che Taiwan controlla la maggior parte della produzione manifatturiera di semiconduttori di fascia alta, sia gli Stati Uniti che l’Europa stanno cercando fornitori critici più vicini per accorciare le distanze geografiche.

Il leader indiscusso del settore, Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC), prevede di spendere 100 miliardi di dollari da qui al 2023 per nuovi stabilimenti produttivi di chip, tra cui un grande sito progettato in Arizona. TSMC detiene quasi l’80% della quota di mercato per la produzione di chip all’avanguardia e tra i suoi clienti si annoverano Apple, Qualcomm e Broadcom.

Dal canto suo, Intel intende spendere 20 miliardi di dollari in due nuovi impianti in Arizona, mentre Samsung Electronics sta pensando di costruire un nuovo sito manifatturiero in Texas per un valore di 17 miliardi di dollari. Questi piani di spesa fanno seguito a un lungo periodo di disciplina del capitale e consolidamento del settore, che ha visto emergere due attori dominanti, TSMC e Samsung, con Intel a una ben distante terza posizione.

Resta comunque da capire come queste nuove fonderie riusciranno a trarre vantaggio dal settore nel lungo termine, motivo per cui seguiremo molto attentamente ogni sviluppo in tal senso. I processori di produzione negli Stati Uniti costeranno molto più che a Taiwan o in Corea, dove risiede la maggior parte della capacità attuale, il che potrebbe causare inefficienze di mercato. Inoltre, non è chiaro se le aziende statunitensi di semiconduttori e tecnologie, la cui produzione di chip è al momento delocalizzata in Asia, vorranno effettivamente riportare l’attività in patria.

Consolidamento generalizzato del settore

Dopo diversi cicli di consolidamento, ogni segmento della catena di fornitura, dai progettisti, ai produttori di apparecchiature, dalle fonderie alle società di collaudo dei chip, è ormai dominato da poche realtà e con un know-how fattosi via via sempre più specialistico in ciascuno di questi ambiti, il divario concorrenziale non ha fatto che ampliarsi. Molte di queste aziende sono ben gestite e sono abili a comprendere i modelli di domanda dei clienti. Il loro potere di determinazione dei prezzi si conferma elevato e i margini sono allettanti.

Produttori di apparecchiature per semiconduttori: Questo mercato si è fortemente consolidato, con le prime cinque aziende che controllano una quota prossima al 75%, in aumento rispetto a circa il 40% di 15 anni fa. Queste società, tra cui spiccano ASML nei Paesi Bassi e Applied Materials e Lam Research negli Stati Uniti, hanno ampliato il divario concorrenziale, dal momento che ciascuna occupa e sviluppa una propria nicchia specifica nel processo di produzione e collaudo dei semiconduttori.

Per la complessità dei loro macchinari e processi, queste realtà sono diventate difficili da sostituire. Ad esempio, una macchina per litografia ultravioletta estrema (EUV), utilizzata per produrre chip avanzati, è composta da più di 100.000 parti, costa circa 120 milioni di dollari e viene spedita in 40 diversi container. Oggi ASML è essenzialmente l’unica azienda in grado di realizzarla.

I produttori di attrezzature hanno inoltre sviluppato un programma di assistenza che assicura ricavi ricorrenti dalla manutenzione dei macchinari. I margini operativi si sono attestati in media al 25% negli ultimi cinque anni e, secondo le nostre stime, potrebbero salire oltre il 30%, a fronte di cifre di gran lunga inferiori al 10% in passato.

Chip di memoria: La struttura del settore si è evoluta diventando più interessante. Quello della memoria è sempre stato un segmento ciclico, come le materie prime. Nel corso del tempo si è ridotto da circa 15 aziende a livello globale a soli tre colossi, primo fra tutti Samsung Electronics in Corea. Al contempo però il settore è divenuto più disciplinato e razionale, mentre i chip di memoria rimangono una componente fondamentale per i processori di elaborazione utilizzati in un’ampia gamma di dispositivi. Anche se la Corea ospita quasi 3/4 dei produttori globali di chip di memoria, gli Stati Uniti continuano a dominare il mercato globale dei semiconduttori con una quota del 47% circa proprio per la loro predominanza nei segmenti dell’intellectual design, delle attrezzature e del cosiddetto “fabless”.

L’importanza strategica alimenta le tensioni geopolitiche

Ora che i semiconduttori sono diventati elementi strategicamente imprescindibili, i funzionari governativi di Stati Uniti, Cina ed Europa nutrono qualche preoccupazione, ciascuno per i suoi validi motivi.

Gli Stati Uniti temono per le sorti delle loro aziende visto che, per quanto ancora ineguagliate in fatto di progettazione di chip, la leadership in campo manifatturiero è passata ormai da anni a Taiwan e nella fattispecie a TSMC. Attualmente, la quota di mercato statunitense per la produzione di chip è del 12%, in calo dal 37% del 1990.

L’Europa dal canto suo è preoccupata di non avere capacità produttiva per semiconduttori all’avanguardia, problema amplificato durante la recente carenza di chip, che ha danneggiato le grandi case automobilistiche tedesche.

Quanto alla Cina, l’obiettivo del governo è ridurre la dipendenza del paese dai semiconduttori americani e, viste le attuali sanzioni commerciali imposte da Washington, Pechino ha definito i semiconduttori come un imperativo strategico nel suo ultimo piano quinquennale. Ci vorrà tempo, ma con il denaro e le risorse che la Cina sta dedicando a questo impegno, riuscirà certamente a sviluppare capacità, proprio come ha già fatto in altri settori.

Dato che i chip semiconduttori stanno diventando parte integrante praticamente di ogni settore e sono essenzialmente i “cervelli” di molti dei beni di uso quotidiano, la loro importanza non potrà che aumentare. Non ci resta quindi che seguire con attenzione gli sviluppi degli imperativi strategici che guidano le politiche pubbliche per capire fino a che punto intaccheranno l’efficienza e l’abilità di esecuzione di questo settore.