20 февраля 2022, 00:41

Портфели&Стратегии.Chips:Обзор

Первый, особенно выраженный, промышленный переворот, начавшийся во второй половине XVIII века и продлившийся до середины XIX века, был основан на процессе механизации. Он представлял собой переход от квалифицированных ремесленников, производящих товары вручную, к рабочим, использующим машины, работающие на водяном колесе или паровом двигателе.

Вторая промышленная революция происходила в конце XIX – начале ХХ веков. В отличие от первой, вторая была больше связана с совершенствованием существующих методик и инструментов. Например, электричество заменило воду и пар как основной источник питания на фабриках. Вторая промышленная революция положила начало сборочному конвейеру и массовому производству.

Третья промышленная революция повлекла за собой внедрение новых технологий – автоматизации и компьютеризации. Эти открытия способствовали глобальному изменению в производственном процессе, включая повышение точности и скорости работы.

Около 30-40 лет назад были изобретены цифровые системы управления. Они предполагали подключение нескольких тысяч датчиков, так что это был первый шаг к Индустрии 4.0. Этот термин родился в 2011 году на Ганноверской ярмарке и был предназначен для обозначения процесса коренного преобразования глобальных цепочек создания стоимости.

Индустрия 5.0, скорее всего, будет построена на накопленных инновациях в искусственном интеллекте и новых средствах производства – 3D печать и будет предполагать синергию между людьми и автономными машинами – VR, нейро-машинный интерфейс.

Аналитики Делойт решили оценить влияние, которое могут оказать набирающие популярность технологии на экономическую деятельность компаний.

Физическая основа набирающего обороты тренда – полупроводники.

За последние три десятилетия полупроводниковая промышленность пережила стремительный рост и оказала огромное воздействие на экономики стран. Повышение производительности и стоимости чипов сделало возможным переход от мэйнфреймов к ПК в 1990-х годах, развитие Интернета и онлайн-сервисов в 2000-х годах и революцию смартфонов в 2010-х годах.

Полупроводники стали незаменимыми в современном мире, поэтому долгосрочный рыночный спрос остается высоким.

Спрос на чипы также обусловлен новыми рыночными возможностями, которые включают:

Искусственный интеллект, который будет оказывать все большее влияние во многих секторах. Для обеспечения необходимой производительности требуются специализированные вычислительные и сенсорные архитектуры, а сегмент чипов искусственного интеллекта, безусловно, является самым быстрорастущим в микроэлектронике, с ожидаемыми ежегодными темпами роста более 40% в ближайшие годы по данным Европейской Комиссии.

Граничные вычисления – тренд постепенного перемещения обработки данных из облачных центров на периферию, где генерируются данные. Подключение к сети 5G еще больше повысит расширение рынка интернета вещей, и аналитики ожидают, что к 2025 году до 80% данных будет обрабатываться на месте их извлечения, что приведет к ежегодному росту на 35% рынков периферийных вычислений, связанных с промышленным интернетом вещей и данными.

По мнению Еврокомиссии, цифровая трансформация в целом даст 10-кратное увеличение числа подключенных устройств к 2025 году. Это, в частности, относится к таким секторам, как производство и автоматизация, сельское хозяйство, телекоммуникационные сети, энергетическая инфраструктура или медицинские услуги. Например, ожидается, что в 2020-2025 годах ежегодный рост производства полупроводников в секторе здравоохранения составит 10%.

Ожидается, что к 2026 году рынок электроники для автомобилей будет расти почти на 15% в годовом исчислении и к 2026 году достигнет 78 миллиардов долларов США, благодаря спросу, обусловленному электрификацией транспорта и автономным вождением.

Менеджмент Applied Materials так же поделился своим видением будущего роста рынка полупроводников

В мире разгорается политическая борьба за рынок полупроводников и в декабре 2020 года 22 государства-члена Евросоюза подписали декларацию о европейской инициативе в области процессоров и полупроводниковых технологий.

Подписанты приняли к сведению, что доля Европы на мировом рынке полупроводников значительно ниже ее экономического положения. Договорились предпринять «особые усилия по укреплению экосистемы процессоров и полупроводников, а также расширению промышленного присутствия по всей цепочке поставок, чтобы решить ключевые технологические и социальные проблемы, проблемы безопасности».

В публикации «Digital Compass» Европейской Комиссии, в марте 2021 года, была поставлена цель, чтобы к 2030 году «производство передовых полупроводников в Союзе составляло не менее 20% от мирового производства». Предложения по политической программе на период до 2030 года «Path to the Digital Decade» подтвердили эти амбиции.

Многие правительства задумались о безопасности своих экономик, связанной с надежностью поставок чипов. Если до этого компании могли вести только разработку чипов, а заказывать их на мегафабриках в Азии, то теперь стало ясно, что разработать чип недостаточно, его еще нужно «вовремя» разместить на производстве, а так же «удачно» доставить и с ростом рынка полупроводников ситуация может ухудшаться.

Фаблесс компании имеют возможность быстро разрабатывать инновационные решения, но их возможности будут упираться в возможности физического производства и логистику. По последним новостям создается такое впечатление, что скоро каждый школьник сможет спроектировать свой чип в визуальном редакторе. Поэтому бенефициарами выглядят компании, специализирующиеся не только на разработке, но и на физическом производстве.

Фабрики по производству чипов крайне дороги в строительстве, технологии производства так же требуют больших затрат: оборудование для тестирования, оборудование и материалы литографии, оборудование обеспечения микроклимата, оборудование очистки и подготовки производственных жидкостей и газов, автоматически линии, материалы и энергия на обеспечение всего этого.

Попытка фаблесс компаний построить свое производство вероятнее всего поставит под удар R&D, отчего вырастут риски потерять долю на рынке. На такой шаг не всякая компания сможет пойти.

Переход индустрии на открытую архитектуру RISC-V уменьшит издержки проектирования за счет лицензирования, однако поначалу выгода может быть нивелирована повышением издержек на ее освоение. Считается, что RISC-V не слишком оптимизирована под конкретную реализацию в отличие от конкурента ARM, однако гибкость и природа RISC-V с открытой структурой, вероятно, позволит быстрее внедриться в электронную промышленность, что сулит архитектуре потенциальное будущее. В любом случае не имеет особого значения первая победит, вторая, или они поделят рынки в определенной пропорции. Фаблесс компании так же будут проектировать чипы, смена архитектур для них не вызовет серьезных проблем. А размещаться им все ровно придется на сторонних фабриках.

Немного отвлечемся от перспектив цифровой экономики и посмотрим на состояние рыка потребителей полупроводниковой продукции сейчас.

Рынок настольных персональных компьютеров сокращается уже не первый год. Потребители переориентируются на рынки планшетов, смартфонов и носимой электроники.

На рынке смартфонов несколько лет наблюдается насыщение, однако это не сказывается на росте числа пользователей смартфонов, вероятно за счет увеличения длительности эксплуатации и роста вторичного использования.

Предполагается, что развитие метавселенных, облачного гейминга и VR-гарнитур, подстегнутые развитием сетей 5G и 6G приведут к дальнейшему спаду рынка персональных компьютеров и стагнации рынка смартфонов. Человеку достаточно будет надеть небольшое устройство на голову и ему станет доступно целое пространство, а не только 1-2 монитора по 23 дюйма или пятидюймовый экран. Новые VR гарнитуры, возможно, будут использовать процессоры, ранее устанавливаемые в мобильные телефоны, например от Qualcomm. Либо компаниями будут разрабатываться собственные решения, и размещаться на сторонних фабриках.

Несмотря на всю драму, развернувшуюся вокруг рынка полупроводников, эксперты в области технологий прогнозируют, что к 2025 году в мире будет работать около 75 миллиардов подключенных устройств. Какие бы технологии и компании не выиграли и независимо от того, носите вы смартфон, планшет или VR гарнитуру, устанавливаете ли интеллектуальный термостат или общаетесь в интернете, будет генерироваться, и передаваться огромный поток данных. Отчего могут выиграть разработчики решений для сетей передачи данных. Генерация и передача… хм… где-то это уже было…