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attrezzature per semiconduttori, dov'è la via d'uscita?

2024-10-07

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l’international semiconductor industry association (semi) stima che i produttori di semiconduttori spenderanno 400 miliardi di dollari in apparecchiature per la produzione di wafer da 12 pollici tra il 2025 e il 2027, stabilendo un nuovo record, con cina continentale, corea del sud e taiwan tra i primi tre. oltre allo sviluppo regionale delle fabbriche di wafer semiconduttori, la forte domanda di chip ai nei data center e nelle apparecchiature edge sta determinando una crescita continua della spesa. i principali venditori di apparecchiature per la produzione di semiconduttori includono asml dei paesi bassi, applied materials, kla e lam group degli stati uniti, nonché tel (tokyo electron) del giappone.

il rapporto semi ha sottolineato che la spesa globale per le apparecchiature per la produzione di wafer da 12 pollici dovrebbe aumentare del 4% raggiungendo i 99,3 miliardi di dollari nel 2024, e aumenterà del 24% raggiungendo i 123,2 miliardi di dollari nel 2025, superando per la prima volta la soglia dei 100 miliardi di dollari. tempo si prevede che aumenterà dell’11% nel 2026, raggiungendo i 136,2 miliardi di dollari, e aumenterà di un altro 3% per raggiungere i 140,8 miliardi di dollari nel 2027. tra il 2025 e il 2027 verranno spesi complessivamente oltre 400 miliardi di dollari.

si prevede che la cina continentale investirà più di 100 miliardi di dollari nei prossimi tre anni e rimane il più grande mercato di spesa al mondo per le apparecchiature per la produzione di wafer da 12 pollici. ma il rapporto sottolinea anche che la spesa della cina continentale diminuirà gradualmente dal livello record di 45 miliardi di dollari di quest’anno a 31 miliardi di dollari nel 2027.

la cina continentale diventerà il più grande investitore nella costruzione di nuove fabbriche di chip e la principale fonte di entrate per i principali fornitori mondiali di apparecchiature per chip. gli ultimi rapporti finanziari trimestrali pubblicati da u.s. applied materials, lam group e kelei mostrano che il mercato cinese continentale è in fase di miglioramento. hanno contribuito per il 44% alle entrate dell'azienda. le informazioni divulgate dalla società mostrano che per tel giapponese e asml olandese, il mercato cinese continentale è più ampio. il 49,9% dei ricavi di tel nel trimestre di giugno proveniva dalla cina continentale. allo stesso modo, il 49% dei ricavi di asml olandese proveniva dalla terraferma cina. sullo sfondo del rallentamento economico globale, la cina continentale è stata l’unica regione in cui la spesa per le attrezzature per la produzione di chip ha continuato ad aumentare su base annua nella prima metà di quest’anno.

per consolidare la propria posizione dominante nei campi di storage come dram, memoria a larghezza di banda elevata (hbm) e nand flash, la corea del sud spenderà un totale di 81 miliardi di dollari nei prossimi tre anni, classificandosi al secondo posto.

taiwan, la spesa cinese per attrezzature per la produzione di wafer da 12 pollici nei prossimi tre anni sarà di 75 miliardi di dollari, collocandosi al terzo posto. tsmc sarà il principale motore di taiwan per l'aumento delle spese in conto capitale. anche le spese in conto capitale di tsmc per il prossimo anno dovrebbero aumentare rispetto a quest'anno e dovrebbero essere le seconde più alte della storia. l'intervallo delle spese in conto capitale di quest'anno è stato leggermente aumentato, dall'intervallo originale compreso tra 28 e 32 miliardi di dollari, a un intervallo compreso tra 30 e 32 miliardi di dollari, principalmente per supportare la domanda dei clienti.

mercato delle apparecchiature per semiconduttori

le apparecchiature per semiconduttori rappresentano una parte importante dell'industria dei semiconduttori. il loro livello di sviluppo e il livello tecnico influenzano direttamente lo sviluppo e la competitività dell'industria dei semiconduttori.

negli ultimi anni le aziende produttrici di apparecchiature per semiconduttori sono state spinte nell'arena geopolitica da una vita relativamente tranquilla lontano dai riflettori internazionali, poiché i semiconduttori sono diventati prima una questione di sicurezza nazionale per gli stati uniti, poi un problema per i suoi alleati economici e infine un problema per tutti in tutto il mondo.

lascia il segno nell'intelligenza artificiale (ai) e lascia chenvidiadopo essere diventati una superstar, sempre più persone nel settore si rendono conto che nulla di tutto ciò sarebbe possibile senza le fabbriche di wafer di taiwan, in cina e le attrezzature dei paesi bassi e del belgio.

nonostante decenni di massicci investimenti, la cina continentale non è ancora riuscita a risolvere il problema dei semiconduttori: le apparecchiature litografiche avanzate.

un’azienda orchestra uno sforzo di ricerca e sviluppo estremamente avanzato lungo l’intera catena di fornitura e produce apparecchiature in grado di stampare le minuscole geometrie richieste dalla tecnologia all’avanguardia.

gli stati uniti si rendono conto che, sebbene continuino a mantenere il dominio della progettazione nel campo dei semiconduttori, la produzione si è concentrata in corea del sud e taiwan, in cina, e anche la catena di approvvigionamento si è spostata.

il chip act statunitense può stimolare la crescita delle capacità produttive avanzate nazionali negli stati uniti, ma non fa nulla per eliminare la dipendenza dalle capacità avanzate di produzione di chip dell’europa.

anche con il chip act, il successo non è garantito perché la cina continentale investe da decenni nella capacità dei semiconduttori. il governo degli stati uniti ha dovuto impedire l’afflusso di apparecchiature litografiche avanzate nella cina continentale e ha attuato una serie di politiche di embargo.

embargo sulle apparecchiature per semiconduttori

la politica di embargo statunitense sulle vendite di amsl alla cina continentale è molto delicata perché gli stati uniti devono fare affidamento sulle loro relazioni con il governo olandese. poiché asml effettua grandi vendite nella cina continentale, esistono interessi commerciali significativi.

l’embargo sulle macchine litografiche è iniziato nel 2019. gli stati uniti hanno vietato la fornitura alla cina continentale di apparecchiature per litografia a raggi ultravioletti estremi (euv) in grado di eseguire processi inferiori a 7 nm. questi divieti sono stati successivamente rafforzati nel 2023 e all’inizio del 2024.

nel corso del tempo, il divieto ha riguardato più prodotti.

l’ultimo sviluppo è una rottura tra stati uniti e paesi bassi, sia che l’embargo sia realmente motivato da preoccupazioni di sicurezza nazionale o più guidato da interessi commerciali. i paesi bassi rispetteranno pienamente le restrizioni statunitensi e si sono assunti la responsabilità del rilascio delle licenze. l’asml loda questo fatto e spera che il governo olandese fornisca un trattamento più indulgente rispetto agli stati uniti.

prima di approfondire le conseguenze dell'embargo, vale la pena fare il punto sul mercato delle apparecchiature per semiconduttori e sui suoi ultimi risultati.

classificazione delle apparecchiature a semiconduttore

prima di poter realizzare qualsiasi chip, è necessario acquistare l’attrezzatura per semiconduttori. il viaggio di più settimane dal wafer vuoto al chip finito richiede molte attrezzature.

questi dispositivi possono essere semplificati nelle seguenti categorie:

litografia: applicazione del design dei chip ai wafer.

deposizione – aggiunta di strati di materiale.

modifica: modifica lo strato del materiale.

incisione: rimozione di materiale.

altri: macchine per il dosaggio, la pulizia, la selezione e una serie di attrezzature specializzate.

questi dispositivi si trovano nella zona di investimento del modello di mercato dei semiconduttori e sono interessati dalle spese in conto capitale dei produttori di chip in 3 diverse categorie: idm, fonderie e società di semiconduttori fab/fonderia.

questo non è un affare per i deboli di cuore. oggi costruire una nuova fabbrica di semiconduttori all’avanguardia costa più di 50 miliardi di dollari e il 75% di questo costo è costituito da apparecchiature per semiconduttori. il dispositivo più costoso è più grande di un autobus a due piani e viene venduto per oltre 350 milioni di dollari.

man mano che le geometrie diventano più piccole, i chip diventano più economici da produrre, più veloci e consumano meno energia. tuttavia, il rovescio della medaglia è che i costi di progettazione stanno salendo alle stelle, così come i costi delle attrezzature e di fabbrica.

confrontando i ricavi delle aziende di semiconduttori con quelli delle aziende di apparecchiature è possibile fornire un primo quadro di questo sviluppo.

il punto di partenza è la fine del ciclo dei semiconduttori del 2019 e si può vedere che i ricavi delle società di apparecchiature superano i ricavi dei semiconduttori. la crescita dei ricavi della fonderia riflette questo. in altre parole, gli investimenti collettivi in ​​attrezzature e costi di produzione per le aziende fabless stanno aumentando in modo significativo.

al di là della prospettiva dei ricavi, ci sono molti aspetti interessanti nel settore delle apparecchiature.

dal punto di vista dell’utile operativo, il settore delle attrezzature è più attraente rispetto a quello della fonderia e dei semiconduttori. vale la pena notare che la redditività della maggior parte delle aziende di semiconduttori nel secondo trimestre del 2024 proverrà da nvidia. senza nvidia, il tasso di crescita delle aziende di semiconduttori sarà di un misero 24%.

come investitore, vale la pena notare questo perché questa tendenza non cambierà presto.

stato attuale delle apparecchiature per semiconduttori

il grafico seguente si basa sui ricavi delle società di apparecchiature per semiconduttori, inclusi servizi e altri ricavi. poi c'è l'analisi pura dell'attrezzatura.

dopo aver sperimentato uno slancio di crescita dopo l'ultimo ciclo positivo, i ricavi complessivi delle apparecchiature per semiconduttori hanno raggiunto il picco nel periodo in cui è stato introdotto il chip act statunitense. questa crescita sostituisce un periodo di relativa stabilità, con i ricavi che si mantengono stabili a circa 22 miliardi di dollari e gli utili lordi e operativi che rimangono stabili.

il calo degli investimenti delle aziende di semiconduttori è stato direttamente influenzato dal chip act statunitense, poiché i progetti sono stati reindirizzati negli stati uniti.

ciò ha colto di sorpresa le aziende produttrici di apparecchiature per semiconduttori, altrimenti hanno reagito troppo tardi. il risultato è un aumento dei livelli delle scorte, che ora sono il doppio di quelli del 2020.

le aziende produttrici di apparecchiature erano concentrate in tre paesi: stati uniti, giappone e paesi bassi. all’inizio degli anni 2020, solo il 3% delle entrate proveniva dall’esterno di questi tre paesi, con la maggioranza proveniente dalla cina continentale.

nonostante un decennio di massicci investimenti nei semiconduttori, le attrezzature per la produzione di chip si sono rivelate le più difficili da conquistare. il successo nelle apparecchiature per semiconduttori non richiede solo denaro.

anche dopo altri cinque anni, sono ancora gli stessi paesi a dominare, anche se la cina continentale ha faticato a guadagnare quote di mercato, dal 3% dell’inizio di questo secolo all’8,5% attuale.

il rapido cagr ha impedito che le aspettative durante il periodo del capodanno 2024 tornassero ai livelli attesi. i produttori di apparecchiature della cina continentale vendono quasi esclusivamente alla cina continentale, ma queste non sono le uniche apparecchiature acquistate dai clienti della cina continentale.

principale mercato delle apparecchiature per semiconduttori

dopo aver esaminato i ricavi delle aziende produttrici di apparecchiature, vale la pena studiare i ricavi delle apparecchiature delle principali aziende per ottenere maggiori informazioni. i ricavi derivanti dalle apparecchiature escludono servizi e altri ricavi provenienti dalle società produttrici di apparecchiature per semiconduttori e sono pienamente coerenti con le spese in conto capitale delle società produttrici di semiconduttori.

la posizione dominante di alcuni paesi è dovuta alla posizione dominante di alcune aziende nel mercato delle apparecchiature per semiconduttori.

le principali aziende rappresentano quasi tutte le entrate derivanti dalle apparecchiature al di fuori della cina continentale. ciascuna grande azienda ha la propria area di competenza, rendendo la maggior parte di esse leader di mercato in sottocampi, il più importante dei quali è asml nella litografia e nell'ingegneria dei materiali. amat).

da quando gli stati uniti hanno introdotto il “chip act” e imposto sanzioni sull’intelligenza artificiale e sulle apparecchiature litografiche avanzate, le vendite di apparecchiature occidentali per semiconduttori nella cina continentale sono aumentate.

i ricavi derivanti dalle vendite di apparecchiature occidentali alla cina continentale sono aumentati nel secondo trimestre, ma la quota di ricavi della cina continentale è leggermente scesa dal 45% nel primo trimestre al 44,4% nel secondo trimestre.

questa posizione dominante è ancora più pronunciata se paragonata alle entrate di altri paesi.

l’effetto più evidente del chip act statunitense è che tsmc ha smesso di investire in attrezzature mentre i progetti si spostavano negli stati uniti.

le aziende occidentali di apparecchiature hanno scoperto l’importanza del mercato cinese dopo aver escluso le entrate della cina continentale dalle entrate totali: un luogo di dolore e un salvatore.

questa è una questione chiave nella politica di embargo degli stati uniti. colpisce le economie di altri paesi, soprattutto quando si parla di asml e dei paesi bassi.

nelle ultime settimane ci sono stati molti avanti e indietro tra il governo olandese e quello statunitense. l’amsl accusa il governo degli stati uniti di favorire gli interessi commerciali rispetto agli interessi di sicurezza nazionale. nel frattempo, il governo olandese ha allineato le proprie restrizioni a quelle degli stati uniti, quindi le licenze di esportazione saranno ora approvate dagli olandesi anziché dal governo statunitense.

infine

l’embargo statunitense sulle apparecchiature per semiconduttori influenzerà l’acquisizione da parte della cina continentale di tecnologie ia all’avanguardia, inclusi chip gpu ai, apparecchiature per semiconduttori, ecc. ciò influenzerà anche la struttura del mercato globale delle apparecchiature per semiconduttori.

un grafico delle vendite cumulative di western equipment alla cina continentale e agli stati uniti mostra che dal 2019, la cina continentale ha acquistato apparecchiature per semiconduttori per un valore di quasi 100 miliardi di dollari, più di 2,5 volte l’importo acquistato dagli stati uniti nello stesso periodo.

secondo alcune fonti, gli stati uniti stanno valutando la possibilità di imporre un embargo più severo sulla cina continentale, come ad esempio le foreign direct products rules, che impongono agli stati uniti di controllare tutte le apparecchiature vendute alla cina continentale (perché contengono tutte tecnologia americana), o di tentare di block amsl e altre società forniscono servizi alle apparecchiature installate esistenti nella cina continentale.

ciò avrà un impatto negativo significativo sull’asml e sull’economia olandese, rendendo difficile per gli stati uniti raggiungere un accordo.

in risposta all'annuncio dei paesi bassi a settembre di voler espandere l'ambito di controllo delle macchine fotolitografiche, il ministero del commercio della cina continentale ha sottolineato che recentemente la cina e i paesi bassi hanno condotto comunicazioni e consultazioni frequenti e multilivello sull'esportazione di semiconduttori problemi di controllo. sulla base delle misure di controllo delle esportazioni di semiconduttori del 2023, i paesi bassi hanno ulteriormente ampliato il campo di controllo delle macchine per fotolitografia, e la cina ne è insoddisfatta. negli ultimi anni, per mantenere la propria egemonia globale, gli stati uniti hanno continuato a generalizzare il concetto di sicurezza nazionale e a costringere alcuni paesi a rafforzare le misure di controllo delle esportazioni di semiconduttori e apparecchiature. ciò ha seriamente minacciato la stabilità della catena industriale globale dei semiconduttori e della catena di fornitura, danneggiando gravemente i diritti e gli interessi legittimi dei paesi e delle aziende interessati. la cina si oppone fermamente.

un portavoce del ministero del commercio della cina continentale ha affermato che i paesi bassi dovrebbero procedere dal mantenimento delle regole economiche e commerciali internazionali e della situazione generale della cooperazione economica e commerciale sino-olandese, rispettare i principi del mercato e lo spirito contrattuale, evitare misure pertinenti che ostacolino la normale cooperazione e lo sviluppo delle industrie dei semiconduttori dei due paesi e non abusino delle misure di controllo delle esportazioni. mantenere gli interessi comuni delle imprese cinesi e olandesi e di entrambe le parti e mantenere la stabilità della catena globale dell’industria dei semiconduttori e della catena di fornitura.