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L’Amministratore Delegato di Intel Pat Gelsinger ha suggerito che la carenza di chip persisterà fino al 2024. Continua infatti affermando che ciò è dovuto in parte alla capacità dell’industria di soddisfare la domanda per nuovi prodotti realizzati su nuove linee produttive e non solo su quelle esistenti.
Secondo un report di McKinsey, anche con i siti produttivi (fab) a pieno regime, risulta difficile soddisfare la domanda di mercato, con tempi di consegna dei prodotti anche di sei mesi o più.
Il report spiega inoltre che, in caso di carenze, in altri settori i produttori rispondono incrementando la produzione; nel settore dei semiconduttori però il processo non è altrettanto semplice. La costruzione di nuovi fab e il potenziamento della produzione sono estremamente onerosi e richiedono molto tempo—spesso occorre un anno per un’espansione significativa o più di tre anni per la costruzione di un nuovo impianto—rendendo difficile aumentare rapidamente i volumi di semiconduttori.
Un altro fattore che contribuisce alle carenze è l’iniziativa intrapresa dalle fonderie per soddisfare la domanda di nodi avanzati più piccoli in settori in crescita come intelligenza artificiale (AI)/machine learning, smartphone, high-performance computing e criptovalute.
Negli ultimi decenni, la necessità di componenti più piccoli e più veloci ha portato al raddoppio del numero di transistor su un chip circa ogni due anni, spingendo verso la riduzione delle dimensioni dei nodi tecnologici. Di conseguenza, i produttori si sono concentrati sulla realizzazione di chip all’avanguardia e sull’investimento in macchinari specifici per produrli, destinando quindi linee e capacità produttive alla fabbricazione di componenti a nodo ridotto necessari per soddisfare la domanda consumer di CPU, GPU e SoC mobili avanzati.
TSMC ad esempio, ha recentemente annunciato che produrrà processori avanzati a 2 nanometri entro il 2025.
Ma l’importanza della dimensione del nodo varia a seconda del settore e della tecnologia, e sono centinaia i dispositivi realizzati con tecnologie di processo mature o specializzate. I nodi di processo maturi sono generalmente definiti come ≥40 nm e utilizzano tecnologie produttive consolidate. I nodi più grandi spesso sono preferibili grazie a caratteristiche specifiche, come la rapidità di commutazione. L’industria automobilistica è un grande utilizzatore di questi componenti, come driver LCD e controller per la gestione dell’energia.
Mentre le fonderie hanno orientato processi e tecnologie produttive sulla domanda per dispositivi di computing e smart devices, il fabbisogno di semiconduttori per il settore automotive è esploso, innescando una crisi globale nella catena di approvvigionamento dei chip. Secondo l’azienda di analisi IDC una delle principali criticità di fornitura riguarda proprio i nodi di processo maturi.
Il report precisa inoltre che circa il 67% dei semiconduttori prodotti nel 2021 utilizzava nodi di processo maturi, piuttosto che nodi di processo all’avanguardia, definiti come ≤16 nm.
Sebbene la domanda di nodi maturi sia superiore alla media, soprattutto perché si tratta di componenti fondamentali nell’automotive, gli investimenti nel mercato delle fonderie si sono prevalentemente concentrati sulle tecnologie più innovative, mentre la produzione a tecnologia matura ha ricevuto un’attenzione limitata.
Man mano che il settore acquisisce maggiore consapevolezza sulle cause della carenza di chip, vengono adattate nuove strategie per soddisfare la domanda prevista di semiconduttori nel lungo periodo. TSMC ad esempio ha annunciato che amplierà la capacità produttiva per nodi maturi e specializzati di circa il 50% entro il 2025.
Nel frattempo, persiste l’instabilità nella catena di approvvigionamento dei semiconduttori, con fattori di rischio esterni come catastrofi naturali e geopolitica che ne aumentano ulteriormente la volatilità.
