I microchip il nuovo oro nero

C’è un titolo che qualche giorno fa ha superato la capitalizzazione di Amazon, il colosso americano dell’e commerce e una delle 4 big tech della borsa tecnologica americana? Il titolo si chiama Nvidia e fa microchip per computing IA. Nvidia  ha chiuso a 721,28 dollari per azione, con un valore di mercato di 1,78 trilioni di dollari, rispetto alla capitalizzazione di mercato di Amazon, che si è attestata a 1,75 trilioni di dollari. È la prima volta in 11 anni e sale al quarto posto delle big tech più capitalizzate in borsa, dopo Microsoft, Apple e Google.

Si tratta di un chiaro segnale, secondo cnbc.com, di quanto sia forte la domanda globale di chip per l’intelligenza artificiale (IA) e della volontà di investire ancora nei grandi chip maker. Le azioni di Nvidia sono aumentate in valore di oltre il 246% negli ultimi 12 mesi, proprio a causa della forte domanda per i suoi chip IA per server, che possono costare più di 20.000 dollari ciascuno. Ad aziende come Microsoft, OperAI e Meta ne servono decine di migliaia per far funzionare ChatGPT e Copilot.

Nel 1971 è stato costruito il primo microprocessore con 2.300 transistor, ma il silicio di oggi può vantarne più di 100 miliardi. I transistor più piccoli di oggi misurano solo due nanometri (nm) di diametro, un po’ più grandi del tipico atomo.

Mentre cerchiamo di scalare quel muro e continuare a innovare nella progettazione dei chip, vedo emergere diverse tendenze che dovremmo tenere d’occhio nell’industria dei semiconduttori. Alcuni, come il cloud, sono in fase di sviluppo da anni e stanno diventando normali come l’informatica tradizionale dei data center, mentre altri, come l’intelligenza artificiale (AI) e l’apprendimento automatico, sono ancora agli inizi ma penetrano in quasi tutte le aree dello sviluppo tecnologico umano.

La Crescita costante del mercato dei semiconduttori

 L’industria dei semiconduttori è composta da diversi segmenti principali che stanno contribuendo alla sua crescita. Uno dei segmenti chiave è il settore dell’elettronica di consumo. Con la continua domanda di elettronica di consumo di nuova generazione che sia connessa, sicura e veloce, questo segmento assisterà a una crescita significativa. Da un punto di vista globale, secondo una ricerca di Deutsche Bank pubblicata nel dicembre 2022, dal 2020 i semiconduttori sono diventati il principale prodotto scambiato su scala planetaria se misurati in valore: più di 2.5 trilioni di dollari, davanti a computer e petrolio raffinato. Un risultato che conferma la pervasività dei chip nell’economia mondiale, trainata sempre di più da digitalizzazione, elettrificazione e automazione.

I semiconduttori sono fondamentali anche per gli ADAS, i veicoli elettrici e la guida autonoma nell’industria automobilistica. La domanda di semiconduttori in questo settore aumenterà con l’adozione dell’elettrificazione e delle funzionalità autonome. Un altro mercato chiave è quello industriale. L’industria 4.0, l’automazione, la robotica e le tecnologie IoT guideranno la domanda di semiconduttori nelle applicazioni industriali. Il mercato è previsto che da qui al 2030 cresca ad oltre mille miliardi di dollari valore quasi il doppio rispetto a quello attuale. Credit Suisse, come riporta il Financialounge, prevede una crescita annua del 10% del mercato dei semiconduttori, anno dopo anno. L’intelligenza artificiale sta rendendo il mondo sempre più digitale e richiede sempre più potenza di elaborazione. I microchip stanno diventando sempre più avanzati per fornire questa potenza di elaborazione.

La legge di Moore non è superata, ma si sta trasformando

Essendo il bene più commercializzato al mondo (prima del petrolio greggio e dei veicoli a motore)  i semiconduttori sono cruciali per la trasformazione digitale. La legge di Moore afferma che la potenza di calcolo di un microchip raddoppia ogni due anni, mentre il suo costo si dimezza: una teoria che sta forse raggiungendo i suoi limiti fisici ed economici. L’industria dei semiconduttori è infatti sull’orlo di un’era di trasformazione, con molteplici fattori che convergono per ridefinirne il panorama nel 2024. I chip stanno raggiungendo i 2 nm, i transistor si stanno avvicinando alle dimensioni di pochi atomi e i crescenti investimenti in ricerca e sviluppo e in impianti di fabbricazione all’avanguardia stanno diventando una sfida anche per i più grandi produttori. Il 2024 dovrebbe vedere un’evoluzione della legge di Moore, con nuovi paradigmi: nonostante l’avvicinamento al limite fisico assoluto della miniaturizzazione dei chip, i chiplet – sotto elementi di un chip suddivisi in blocchi funzionali- potrebbero registrare progressi nell’impilamento dei chip in 3D, innovazioni nella scienza dei materiali e nuove forme di litografia per continuare ad aumentare la potenza di calcolo.

Produrre in casa i microchip

A partire dai lockdown dovuti al COVID-19 del 2020 e dalla domanda di tecnologia per il lavoro da casa, la carenza mondiale di microchip ha costretto le aziende, compresi i principali produttori di settori come quello automobilistico e aerospaziale, a ricorrere all’azienda e a progettare i propri circuiti integrati. Mentre la maggior parte ha tradizionalmente esternalizzato i processori che alimentano la propria tecnologia, un numero crescente di aziende ha ora scoperto di dover prendere in mano la progettazione dei chip. Sebbene la carenza si stia attenuando, ha già cambiato i processi critici in molte organizzazioni.

Mentre l’industria della progettazione di semiconduttori torna alla normalità, resta da vedere se i progettisti e i produttori continueranno a beneficiare della progettazione interna di circuiti integrati o troveranno più vantaggioso tornare all’outsourcing.

Progettazione dei semiconduttori nel cloud

Il cloud è una tendenza a lungo termine che si è costantemente sviluppata man mano che la tecnologia per supportare il cloud computing efficiente diventa più veloce, più economica e più avanzata, rimuovendo le barriere all’ingresso come i costi elevati e le curve di apprendimento ripide degli utenti. I progettisti di semiconduttori di oggi non si limitano a costruire i loro chip di silicio e a portare la progettazione di circuiti integrati all’interno dell’azienda, ma stanno anche elevando la loro elaborazione nel cloud. Il cloud computing  può essere un’alternativa interessante a un grande investimento iniziale nell’hardware del data center e nelle competenze per eseguirlo.

Secondo la Semiconductor Industry Association, le aziende di semiconduttori negli Stati Uniti investono circa un quinto delle loro entrate in ricerca e sviluppo (R&S), che ammonta a decine di miliardi di dollari ogni anno.

 

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