Secondo l'ultimo rapporto di ricerca pubblicato di recente dalla società di analisi e ricerche di mercato "Counterpoint", l'industria globale delle fonderie crescerà oltre le aspettative nel 2020, raggiungendo un fatturato di 82 miliardi di dollari, con un aumento significativo del 23% rispetto all'anno precedente. Inoltre, si prevede un'ulteriore crescita del 12% nel 2021 rispetto al 2020, arrivando a 92 miliardi di dollari.

Il rapporto evidenzia che la ragione principale della crescita sostanziale del mercato globale delle fonderie di wafer dal 2020 al 2021 risiede, da un lato, nel fatto che il contesto industriale generale rimane molto solido. Ciò è dovuto al fatto che eventi come la pandemia di COVID-19, le controversie commerciali sino-americane e altri fattori hanno spinto i produttori a valle ad aumentare le scorte. Questo ha portato a un incremento del numero di ordini di wafer e al rapido sviluppo di tecnologie di processo avanzate. Dall'altro lato, l'intero settore si sta dimostrando più razionale nell'aumentare la capacità produttiva. Le fonderie di secondo livello sono meno propense a costruire nuovi stabilimenti per incrementare la capacità produttiva e, al contrario, sono più propense ad aumentare i prezzi dei wafer per soddisfare la domanda del mercato.

Apple da sola consuma il 53% dei wafer di processo a 5 nm a livello mondiale.

Nel 2020, le tecnologie di processo a 5 nm più avanzate di TSMC e Samsung sono entrate in produzione di massa. Tra queste, i processori Apple A14 e M1, Qualcomm Snapdragon 888 e Huawei Kirin 9000 utilizzano tutti la tecnologia di processo a 5 nanometri. Tuttavia, a causa dell'impatto del divieto statunitense, a partire dal 15 settembre 2020, TSMC non è stata in grado di continuare a produrre chip per Huawei. Si prevede che Huawei non sarà più inclusa nell'elenco dei clienti di wafer con processo a 5 nanometri a partire dalla metà del 2021. Questo rende Apple e Qualcomm i maggiori clienti di wafer con processo a 5 nanometri.

Secondo le stime del rapporto "Counterpoint", le spedizioni totali di wafer con processo a 5 nanometri rappresenteranno il 5% dei wafer da 12 pollici a livello mondiale nel 2021, un aumento significativo rispetto a meno dell'1% nel 2020. Tra questi, Apple sarà il principale acquirente di wafer con processo a 5 nanometri nel 2021. Un'unica azienda si è aggiudicata il 53% della quota di mercato globale, e tutti gli ordini saranno forniti da TSMC. Inoltre, oltre al processore A14 installato sulla serie iPhone 12 e al nuovo processore M1 installato sui prodotti Mac, si prevede che Apple lancerà nel 2021 una nuova generazione di processori A14X o A15 basati sulla tecnologia a 5 nanometri. A questi si aggiungono i processori M1X e persino M2, che stimoleranno ulteriormente la domanda di capacità produttiva di wafer con processo a 5 nanometri da parte di Apple.

Secondo le stime di mercato, la serie iPhone 13 di Apple del 2021 utilizzerà probabilmente wafer Snapdragon di Qualcomm realizzati con un processo produttivo al 24% nanometrico.

Per quanto riguarda Samsung, sarà il terzo maggiore cliente al mondo di wafer con processo a 5 nm, con una quota prevista del 5%. Alla fine del 2020, Samsung ha lanciato l'Exynos 1080, un processore con processo a 5 nanometri progettato per i produttori cinesi di telefoni cellulari, che è stato successivamente adottato dalla serie di smartphone vivo X60. All'inizio del 2021 è stato lanciato il processore Exynos 2100, anch'esso con processo a 5 nanometri, che è stato integrato nella serie di smartphone Galaxy S21 di Samsung. Si prevede che Samsung lancerà una nuova generazione di processori, come l'Exynos 1080 e l'Exynos 2100, entro la fine del 2021. Inoltre, circolano voci di mercato secondo cui, visto il successo del processore M1 con architettura ARM sviluppato da Apple nel mercato dei PC, Samsung potrebbe seguire l'esempio di Apple e lanciare un processore Exynos per PC con architettura ARM, che potrebbe essere anch'esso realizzato con processo a 5 nanometri.

Grazie alla rapida crescita della sua quota di mercato nel settore PC, il colosso dei processori AMD sta accelerando lo sviluppo della tecnologia di processo per competere ulteriormente con Intel. Secondo alcune indiscrezioni, AMD lancerà nel 2021 un processore con architettura Zen4 basato sul processo produttivo a 5 nanometri di TSMC, che potrebbe superare i 64 core in un colpo solo. In questo contesto, "Counterpoint" prevede che AMD conquisterà il 5% del volume di wafer a 5 nm nel 2021.

Inoltre, "Counterpoint" prevede che NVIDIA e MediaTek si aggiudicheranno rispettivamente il 3% e il 2% del numero di wafer con processo a 5 nm nel 2021. Tra questi, si segnala il lancio da parte di NVIDIA di una nuova GPU con architettura AdaLovelace a 5 nanometri nel 2021, che potrebbe essere affidata a TSMC per la fonderia. Anche MediaTek prevede di lanciare il processore 5G della serie Dimensity 2000, basato sul processo a 5 nanometri, entro la fine del 2021. Tuttavia, il lancio di nuovi prodotti da parte di NVIDIA e MediaTek entro la fine del 2021 limiterà il numero di wafer disponibili con processo a 5 nm.

7 Le applicazioni dei processi nanometrici da parte dei clienti continuano a diversificarsi

Oltre alla ricerca sul processo a 5 nanometri, il rapporto analizza anche il processo a 7 nanometri. Il contenuto correlato evidenzia che, a causa dei maggiori requisiti in termini di prestazioni e consumo energetico dei telefoni cellulari 5G, i principali clienti dei wafer prodotti con il processo a 5 nm sono i produttori di chip per smartphone. Al contrario, le applicazioni dei processori o chip prodotti con la tecnologia a 7 nanometri (inclusi N7, N7+, N6) sono più diversificate e comprendono intelligenza artificiale, CPU, GPU, frequenze di base e processori per l'elettronica automobilistica. Pertanto, i wafer prodotti con il processo a 7 nm hanno una clientela più ampia, il che rende il processo a 7 nm più conveniente rispetto al processo a 5 nm.

Il rapporto ha infine sottolineato che le spedizioni totali di wafer con processo a 7 nanometri rappresenteranno l'11% dei wafer da 12 pollici a livello mondiale nel 2021. In questo caso, gli smartphone consumeranno solo il 35% dei wafer con processo a 7 nm, mentre la maggior parte sarà utilizzata per CPU e GPU di produttori come AMD e NVIDIA. Complessivamente, AMD consumerà il 27% dei wafer con processo a 7 nm, classificandosi al primo posto del mercato, seguita da NVIDIA con una quota del 21%. Qualcomm si posiziona al terzo posto con il 12%, e MediaTek al quarto con il 10%. Il quinto posto è occupato da Intel con il 7%, seguita da vicino da Apple con il 6%, Broadcom con il 6%, Samsung con il 5% e Xilinx con il 2%.

Ciò che va sottolineato è che, secondo le ultime notizie, sebbene la ricerca e lo sviluppo del processo a 7 nanometri di Intel abbiano compiuto importanti progressi, la consegna dei chip ai clienti potrebbe non avvenire prima del 2023. "Counterpoint" ha evidenziato nel suo report che, spinti dagli smartphone 5G più potenti, l'utilizzo della capacità produttiva a 5 nanometri di TSMC e Samsung aumenterà a oltre il 90% nel 2021. Il tasso di utilizzo medio della capacità produttiva a 7 nanometri si attesterà invece tra il 95% e il 100%. A causa della persistente scarsità di capacità produttiva a 7 nanometri, sarà difficile per i fornitori di chip e i produttori di apparecchiature con esigenze emergenti, come i semiconduttori personalizzati (ASIC) e i processori basati su architettura Arm, ottenere ulteriori allocazioni di capacità produttiva in questa fase.

Nel 2021 i prezzi delle fonderie registreranno una crescita a doppia cifra.

Il rapporto ha inoltre sottolineato che, grazie alla forte domanda nei mercati dell'elettronica di consumo e dell'elettronica automobilistica a partire dalla seconda metà del 2020, la domanda di chip come circuiti integrati per la gestione dell'alimentazione, circuiti integrati per driver di pannelli, componenti di potenza e sensori di immagine CMOS, concentrati nelle fonderie di wafer da 8 pollici, è aumentata vertiginosamente. Questo, unito all'attuale carenza di offerta di apparecchiature per la produzione di wafer da 8 pollici, ha limitato l'espansione delle fabbriche di wafer da 8 pollici, portando a una continua carenza di capacità produttiva globale di wafer da 8 pollici. Inoltre, dopo alcuni trasferimenti da wafer da 8 pollici a wafer da 12 pollici, si prevede che in futuro potrebbe verificarsi anche una carenza di capacità produttiva di wafer da 12 pollici. Ciò renderà difficile risolvere il problema dell'offerta di chip sul mercato, che supererà la domanda nel corso del 2021.

A causa dell'incapacità di soddisfare la forte domanda e dell'aumento dei prezzi delle materie prime, le fonderie di wafer hanno iniziato ad aumentare i prezzi e i tempi di consegna si sono allungati. Il rapporto ha evidenziato che, a partire dalla fine del 2020, i tempi di consegna di alcuni chip standard presenti sul mercato si sono estesi a oltre sei mesi. Inoltre, in risposta all'offerta di mercato superiore alla domanda, aziende come TSMC e UMC hanno aumentato i prezzi delle fonderie di wafer da 8 pollici del 10%-20% a partire dal terzo trimestre del 2020. Successivamente, anche fonderie di wafer come GlobalFoundries e World Advanced hanno aumentato i prezzi delle fonderie di wafer da 8 pollici di circa il 10%-15%. A dicembre 2020, è stato riportato che TSMC avrebbe annullato lo sconto sugli ordini di wafer da 12 pollici a partire dal 2021. L'impatto avrebbe riguardato i processi a 7 nanometri, 10 nanometri, 28 nanometri, 40 nanometri e 55 nanometri. Questo equivale a un aumento di prezzo mascherato. Non solo, circolano voci sul mercato secondo cui, poiché la capacità produttiva continua a essere pienamente sfruttata, UMC e World Advanced Micro Devices si starebbero preparando a un secondo aumento di prezzo, compreso tra il 10% e il 15%. UMC ha inoltre comunicato ai clienti delle fonderie di wafer da 12 pollici che i tempi di consegna si allungheranno di circa un mese.

Alla luce delle suddette condizioni di mercato e dell'attuale forte domanda, il rapporto "Counterpoint" prevede che l'intero settore delle fonderie di wafer registrerà una crescita a doppia cifra nel 2021, includendo sia le spedizioni di wafer che i relativi prezzi. Sebbene il settore delle fonderie non sia ciclico come quello delle memorie, qualora l'epidemia di COVID-19 e le tensioni commerciali globali non dovessero risolversi, gli attuali elevati livelli di scorte diventeranno la norma e le previsioni rappresenteranno uno dei principali fattori che influenzeranno la domanda di mercato.

L'esternalizzazione della produzione IDM continua ad aumentare, stimolando la crescita del settore delle fonderie di wafer.

Infine, il rapporto "Counterpoint" ha citato anche le previsioni di spedizione delle macchine per litografia EUV del gigante olandese ASML e gli investimenti di capitale di TSMC per l'intero anno 2021 come indicatori della prosperità dell'industria globale dei semiconduttori. TSMC ha dichiarato durante la conferenza del quarto trimestre 2020 che gli investimenti di capitale nel 2021 dovrebbero raggiungere i 25-28 miliardi di dollari, beneficiando della crescita degli smartphone e del calcolo ad alte prestazioni.

Inoltre, a causa del continuo ritardo nella produzione di massa del processo a 7 nanometri di Intel, unito alla pressione esercitata dalla concorrenza di AMD per conquistare quote di mercato nel settore PC, Intel potrebbe esternalizzare la produzione di parte della sua divisione CPU/GPU nel 2021. A tal fine, TSMC e Samsung si stanno attivamente preparando a competere per questi ordini. Pertanto, TSMC e Samsung potrebbero iniziare ad espandere la capacità produttiva delle tecnologie di processo a 5 nm e 3 nm nel 2021. Inoltre, l'attuale tendenza all'esternalizzazione della produzione da parte dei produttori IDM (Integrated Design Manufacturer) sta accelerando e i fornitori globali di circuiti integrati stanno perseguendo questo modello per massimizzare i profitti. Questa situazione renderà possibile che, oltre a Intel, anche i sensori di immagine CMOS di Sony e i chip MPU di Renesas Electronics vengano esternalizzati entro la fine del 2021.

Sulla base dei fattori sopracitati, si prevede che il fatturato del settore delle fonderie di wafer continuerà a crescere nel 2021, un trend di crescita senza precedenti dai tempi della bolla di Internet del 2000. Inoltre, considerando che i produttori di IDM continuano ad aumentare l'outsourcing di 100 milioni di yuan, il rapporto prevede che a partire dal 2022, il mercato complessivo delle fonderie di wafer supererà i 100 miliardi di dollari entro il 2023. Tra questi, TSMC e Samsung continueranno a mantenere un forte vantaggio competitivo grazie alla loro tecnologia, al capitale a disposizione e alla loro posizione industriale.