Capacità delle Fonderie di Semiconduttori: Chi, Dove e Quanto

La storia più importante nel settore dell'elettronica negli Stati Uniti nel 2022 è stata il Chips Act, che ha stanziato grandi quantità di investimenti pubblici nella capacità di produzione di semiconduttori. Questo è stato seguito da grandi investimenti aziendali in nuovi impianti di produzione negli Stati Uniti, così come investimenti da parte di aziende statunitensi in altre parti del Nord America e dell'Europa. In totale, il livello di investimento statunitense ha raggiunto centinaia di miliardi di dollari da parte di aziende come TSMC, Intel, Samsung, Micron e Texas Instruments. Anche l'investimento europeo è aumentato in concordanza con le aziende e gli investimenti governativi statunitensi.

Per vedere realmente gli effetti sulla catena di approvvigionamento elettronica, bisogna guardare al quadro globale, che coinvolge investimenti nel Sud-est asiatico. È importante anche il tipo di investimento; l'investimento in gran parte del Sud-est asiatico è nella capacità di fonderia, mentre l'investimento statunitense è principalmente nella capacità di produzione proprietaria. C'è anche da considerare la crescita della capacità OSAT, che sta crescendo più rapidamente nel Sud-est asiatico.

Capacità di Fonderia vs. Capacità Proprietaria

Il cambiamento più significativo nel business dei semiconduttori negli ultimi 20 anni è stata la crescita delle operazioni di fonderia, come TSMC e la fonderia Samsung. Queste aziende non producono nessuno dei loro prodotti e si concentrano solo sullo sviluppo di competenze nella fabbricazione di semiconduttori, così come in discipline correlate come il packaging. Le nuove fabbriche di semiconduttori che vengono costruite negli Stati Uniti, in Europa e in Asia includono capacità di fonderia e operazioni proprietarie che producono i prodotti di un'azienda.

Prima, la breve statistica: le aziende statunitensi stanno vivendo la più grande espansione in termini di nuovi impianti o aggiunte agli impianti esistenti. Negli Stati Uniti, sono previsti 73 nuovi impianti di semiconduttori per la costruzione o attualmente in costruzione. Di questo numero, le aziende statunitensi stanno costruendo 50 nuovi impianti, e il 42% di questi nuovi impianti si trova negli Stati Uniti. Questo rappresenta una quantità significativa di nuova capacità all'interno dei confini statunitensi o in località favorevoli alle aziende statunitensi.

Quando guardiamo al nodo tecnologico, vediamo statistiche interessanti sulla posizione della capacità più avanzata. Come mostrato nella tabella sottostante, la capacità per i nodi più avanzati si trova in Asia, specificamente a Taiwan e in Giappone. Questo aiuta le aziende che vogliono implementare una efficace strategia China +1 e che hanno bisogno di chip più avanzati per i loro prodotti.

Successivamente, esaminiamo quello che è probabilmente un insieme di numeri più importante: la capacità delle fonderie. Esistono diversi modi per misurare la capacità di una fonderia, ma lo standard industriale (e probabilmente il più importante) è la capacità mensile di wafer. La seguente lista fornisce i valori della capacità mensile di wafer per le nuove operazioni di fonderia in tutto il mondo:

• Winbond Electronics Corp.
  • 10,000
• United Microelectronic Corp.
  • 30,000
• Samsung Foundry
  • 30,000
• TSMC (Giappone)
  • 55,000 (Giappone)
  • 20,000 (Stati Uniti)
• Nanya Technology Corp.
  • 45,000
• Foxconn
  • 40,000 (India)
  • 40,000 (Malesia)
• Tower Semiconductor Ltd.
  • 40,000
• Hua Hong Semiconductor Ltd.
  • 83,000
• Powerchip Semiconductor Manufacturing Corp.
  • 100,000
• Guangzhou CanSemi Technology Inc.
  • 120,000
• Semiconductor Manufacturing International Corp.
  • 340,000

Non tutte le strutture di fonderia sono create uguali perché le fabbriche sono capaci di produrre solo a certi nodi tecnologici. Osservando la distribuzione geografica della capacità di fabbricazione, vediamo una chiara dispersione nella localizzazione della capacità di fonderia; la maggior parte della nuova capacità si trova in Cina, ma la capacità più avanzata è fuori dalla Cina, in Taiwan, Giappone, Corea del Sud e, in misura minore, negli Stati Uniti.

Un jolly che manca vistosamente dalla lista sopra è l'Europa. C'è un European Chips Act, che è stato approvato il 25 luglio 2023. L'obiettivo dell'European Chips Act è facilitare un aumento della produzione di chip e quindi far crescere la quota di mercato europea della capacità e capacità di produzione globale. Con l'inizio della distribuzione delle allocazioni dell'UE, è probabile che seguirà un investimento privato per aiutare a crescere la capacità di produzione di semiconduttori in Europa.

Capacità OSATs e IDM A&T

I chip non possono esistere nel vuoto, e man mano che la capacità di produzione dei semiconduttori cresce, deve crescere anche la capacità di assemblaggio e test. Esistono due modelli per assemblare i chip nei pacchetti e portarli sul mercato: l'assemblaggio e test esternalizzato (OSAT) e l'assemblaggio e test del produttore di dispositivi integrati (IDM A&T).

Il mercato OSAT è ancora più frammentato e vulnerabile rispetto al mercato delle fonderie, come indicato dalle seguenti statistiche.

• Nove dei primi 10 fornitori OSAT si trovano nella regione Asia/Pacifico (Silicon Semiconductor)
• Il numero di strutture OSAT in Cina e Taiwan supera il numero di strutture OSAT in tutte le altre regioni combinate (semi.org)
• La crescita OSAT nella regione APAC supera il Nord America (Anysilicon)

Senza un aumento della capacità OSAT o IDM A&T nelle stesse regioni della produzione di semiconduttori, non ha senso localizzare la produzione di semiconduttori poiché i chip dovranno comunque essere inviati all'estero per essere assemblati nei loro pacchetti. Negli Stati Uniti, il Chips Act prevede un'allocazione al National Advanced Packaging Manufacturing Program (NAPMP), che mira a costruire un ecosistema di packaging avanzato all'interno degli Stati Uniti.

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