أخبار التكنولوجيا

كيف تعيد صناعة أشباه الموصلات تشكيل مستقبلها



وأجبرت حالة الطوارئ الوبائية الأخيرة بعض موردي أشباه الموصلات على تحويل المكونات الإلكترونية من الأسواق المستقرة وسهلة التنبؤ مثل السيارات إلى الحوسبة الشخصية والأجهزة المحمولة، حيث كان على الناس قضاء ساعات عملهم في المنزل. كما تفاقمت هزة الإنتاج بسبب التوترات التجارية وتعطيل التعريفات الجمركية، مما أدى إلى تقديم الخدمات لبعض الأسواق النهائية الرئيسية بشكل متقطع. ومن الممكن أن تلعب الاحتكاكات الجيوسياسية دورًا أيضًا، خاصة في منطقة الشرق الأقصى، حيث قد تؤدي مخاطر المواجهات بين القوى إلى تقلب أكبر إمدادات من الرقائق في العالم. واليوم يعمل انفجار تطبيقات الذكاء الاصطناعي على تحفيز الطلب على الرقائق المتقدمة، وهو ما يجذب شركات مثل إنفيديا، وإنتل، وإيه إم دي.

في هذا السيناريو الديناميكي، تثار بعض الأسئلة حول الاتجاه الذي تتجه إليه صناعة أشباه الموصلات وما هي الاستراتيجيات التي تشكل مستقبلها. هل عام 2024 مجرد عام انتقالي نحو مستقبل وردي، كما قال مؤخرًا جان مارك شيري، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة STMicroelectronics؟

لاعبي أشباه الموصلات في العالم

يتم التمييز بين منتجات أشباه الموصلات. تتخصص شركات Nvidia وIntel وAMD في تصميم وإنتاج معالجات الحوسبة المتقدمة المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر والخوادم باستخدام أرقى الأشكال الهندسية. تتعامل شركتا Qualcomm وMediatek مع سوق الحوسبة المحمولة (الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية)، في حين تهيمن Samsung وHynix وMicron على سوق الذاكرة. وتشمل منتجات أشباه الموصلات الأخرى أجهزة الطاقة، التي تمكن المركبات الكهربائية والتطبيقات الصناعية، إلى جانب الإشارات التناظرية والمختلطة والترددات اللاسلكية ومجموعة كبيرة جدًا من منتجات السيارات المخصصة التي تشمل وظائف لا تعد ولا تحصى داخل السيارة. ومن بين اللاعبين الرئيسيين شركة Texas Instruments (TI)، وSTMicroelectronics، وNXP Semiconductors، وInfineon Technologies، وAnalog Devices Inc. (ADI)، وRenesas، وQorvo والمزيد. لا تتبع مجموعات السوق هذه بالضرورة نفس الاتجاهات، ولا تتداخل الأنماط الدورية دائمًا.

القيمة السوقية لأشباه الموصلات وتوقعات عام 2024

وفقًا لجمعية صناعة أشباه الموصلات (SIA)، بلغ إجمالي مبيعات الصناعة العالمية 526.8 مليار دولار في عام 2023، بانخفاض قدره 8.2٪ مقارنة بإجمالي عام 2022 البالغ 574.1 مليار دولار، والذي كان أعلى إيرادات سنوية لهذه الصناعة على الإطلاق. وتضافرت عوامل تشمل الضغوط التضخمية، وعدم اليقين الجيوسياسي، وفائض المخزون، وتعطل سلسلة التوريد، وتباطؤ الطلب على الأجهزة الشخصية والمحمولة، ونقص المواهب الماهرة، لإنتاج هذا التراجع العالمي.

وانتعشت المبيعات خلال النصف الثاني من عام 2023، حيث تجاوزت مبيعات الربع الرابع 146.0 مليار دولار. وكانت مبيعات الربع الرابع أعلى بنسبة 11.6% من إجمالي الربع الرابع من عام 2022 وأعلى بنسبة 8.4% من إجمالي الربع الثالث من عام 2023. علاوة على ذلك، بلغت المبيعات العالمية لشهر ديسمبر 2023 48.6 مليار دولار أمريكي، بزيادة قدرها 1.5% مقارنة بالشهر السابق. وبالمناسبة، يتم إنتاج 92% من أشباه الموصلات الأكثر تقدمًا في العالم في تايوان، ومعظمها في مصانع كبيرة تديرها شركة TSMC.

من المتوقع أن يشهد سوق أشباه الموصلات العالمي نموًا في عام 2024. ويجب أن تعمل الاتجاهات التصاعدية في الذكاء الاصطناعي التوليدي والحوسبة السحابية ومراكز البيانات والمحتوى المتزايد لأشباه الموصلات في المركبات وميزانيات الطيران والدفاع المتزايدة معًا لمساعدة الصناعة على التغلب على بعض التحديات الاقتصادية. والمخاطر الجيوسياسية. ووفقاً لشركة جارتنر، من المتوقع أن ينمو السوق بنسبة 16.8% ليصل إلى إجمالي 624 مليار دولار هذا العام. وبالمثل، تتوقع شركة IDC نموًا سنويًا بنسبة 20.2٪، وتقدر القيمة السوقية بمبلغ 633 مليار دولار، وتتوقع شركة Expert Market Research 625.05 مليار دولار، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7.7٪ بين عامي 2024 و2032. ومن الواضح أن هذه التقديرات تعتمد على المنهجيات المختلفة التي تستخدمها شركات الأبحاث والجمعيات الصناعية. ومع ذلك، فإن هذه الأرقام تسلط الضوء بشكل جماعي على التأثير الاقتصادي الكبير لصناعة أشباه الموصلات.

توقعات إيرادات أشباه الموصلات بمليارات الدولارات وترتيب أكبر 10 شركات لأشباه الموصلات.
الشكل 1: توقعات إيرادات أشباه الموصلات بمليارات الدولارات وترتيب أكبر 10 شركات لأشباه الموصلات (المصدر: جارتنر)

الذي فاز في عام 2023

أكبر شركة لأشباه الموصلات من حيث الإيرادات كانت TSMC، المسبك العالمي المستقل الرائد، الذي حقق إيرادات قدرها 2,161,736 مليون دولار تايواني جديد (68.61 مليار دولار بسعر الصرف الحالي) في عام 2023، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 4.5% على التوالي. ويبين الشكل 2 تأثير أحدث التقنيات على الإيرادات. وفيما يتعلق بالتطبيقات النهائية، تمثل الحوسبة عالية الأداء والهواتف الذكية 43% و38% على التوالي في عام 2023.

إيرادات TSMC حسب التكنولوجيا.
الشكل 2: إيرادات TSMC حسب التكنولوجيا (المصدر: تقرير الإدارة ربع السنوي لشركة TSMC، 18 يناير 2024)

وشهدت شركات إنتل وسامسونج وكوالكوم نموا سلبيا في عام 2023 مقابل عام 2022، لكن إنتل تمكنت من الحصول على المركز الأول مقابل سامسونج، التي تباطأت مبيعات ذاكرتها بشكل كبير. تمتعت Nvidia بنمو مذهل بنسبة 56%، مما مكن الشركة من الحصول على سبعة مراكز في التصنيف العالمي، مما يعكس تركيزها الاستراتيجي الناجح على الرقائق المخصصة لتنفيذ خوارزميات الذكاء الاصطناعي وتعزيز الذكاء الاصطناعي المولد للطاقة. اعتبارًا من مارس 2024، تبلغ القيمة السوقية لشركة Nvidia 2.274 تريليون دولار. القيمة السوقية تساوي القيمة السوقية الإجمالية للأسهم القائمة لشركة متداولة علنًا، وتقيس قيمة الشركة.

من بين الشركات التي تتمتع بتصنيع داخلي كبير وقدرات معتدلة في الاستعانة بمصادر خارجية ولكن مع مجموعات منتجات واسعة النطاق، بما في ذلك الأجهزة ذات فجوة النطاق الواسعة، حققت شركة STMicroelectronics أداءً رائعًا، ويُعزى ذلك إلى الحضور القوي للشركة في قطاع السيارات سريع النمو. ويمكن وضع نفس الافتراضات فيما يتعلق بشركة Infineon Technologies. في عام 2023، بلغ إجمالي إيرادات الشركة الألمانية 16.31 مليار يورو، وهو ما يمثل نموًا بنسبة 15٪ مقارنة بالعام السابق (14.2 مليار يورو). وعلى النقيض من ذلك، انخفضت مبيعات TI، وهو ما يمكن تفسيره باعتماد الشركة واعتمادها الواضح على السوق الصناعية. وكان من الصعب مضاهاة الرقم القياسي المسجل على الإطلاق لعام 2022.

توحيد السوق

لطالما استخدمت الشركات عمليات الاندماج والاستحواذ (M&As) كاستراتيجية لبناء قدرات أكبر وزيادة حصتها في السوق واكتساب المعرفة التكنولوجية والمواهب والخبرة في المجالات الناشئة مثل الذكاء الاصطناعي. لا يمكن تحقيق النجاح في أسواق جديدة وتوسيع نطاق الأعمال من خلال النمو العضوي الداخلي. أحد الأمثلة على ذلك هو شركة Qorvo، الشركة الرائدة في مجال توفير حلول الترددات اللاسلكية المبتكرة التي استحوذت على شركة United Silicon Carbide للوصول إلى الأسواق سريعة النمو للمركبات الكهربائية والطاقة الصناعية وحماية الدوائر والطاقة المتجددة وطاقة مراكز البيانات.

هناك حسنات وسيئات. فمن ناحية، قد يؤدي ترشيد الإنتاج مع توقف بعض المنتجات إلى جعل العملاء غير راضين؛ ومن ناحية أخرى، يتضمن الدمج عروض منتجات محسنة، مما يجعل تحديد المصادر وتصميم النظام وتكامل المكونات أسهل لبعض مصنعي المعدات الأصلية. كان هناك اتجاه حديث نحو الاستحواذ على شركات جديدة ومبتكرة يتم استيعابها من قبل شركات أشباه الموصلات الأكبر حجما، مثل ما يلي:

  • أكملت ADI، المورد البارز لحلول أشباه الموصلات المتنوعة، الاستحواذ على Maxim Integrated في يوليو 2020. وأعقب هذا الاستحواذ شركة Test Motors، المتخصصة في الصيانة التنبؤية واختبار المحركات، وOtoSense، وهي شركة تركز على التعرف على الصوت وتحليل الكلام.
  • أعلنت AMD عن استحواذها على Xilinx لتوسيع محفظتها في مجال الرسومات ومنتجات SoC التكيفية، مما يجعل AMD الشركة الرائدة الجديدة في مجال الحوسبة عالية الأداء والتكيفية.
  • تخلت إنتل عن استحواذها على شركة Tower Semiconductor بسبب عدم قدرتها على الحصول على الموافقات التنظيمية المطلوبة في الوقت المناسب، وهي خطوة كانت ستسمح لشركة Intel بتوسيع قدرتها التصنيعية مقاس 12 بوصة، وبصمتها العالمية ومحفظة التكنولوجيا لتلبية الطلب غير المسبوق في الصناعة.
  • استحوذت Navitas، الشركة الرائدة في حلول GaN المتكاملة، على GeneSiC، المزود والمطور لمنتجات SiC ومنتجات أشباه الموصلات عالية الطاقة القائمة على السيليكون، مما يساعد Navitas على التنويع نحو منتجات عالية الأداء.
  • استحوذت شركة Infineon على شركة International Rectifier لتعزيز مكانتها في أجهزة الطاقة، تليها شركة Cypress Semiconductors، ومؤخرًا شركة GaN Systems.
  • في عام 2015، أنفقت شركة NXP 40 مليار دولار للاستحواذ على شركة Freescale Semiconductor، وهي خطوة استراتيجية مكنت الشركة الهولندية من النمو في مجال السيارات بوتيرة سريعة.
  • لم تلجأ شركة STMicroelectronics إلى عمليات الاندماج والشراء بقدر ما يلجأ منافسوها، ولكن الاستحواذ على شركة Norstel السويدية جعل من الممكن بناء سلسلة توريد متكاملة رأسياً في تصنيع منتجات SiC، مع مزايا لا جدال فيها من حيث حصة السوق العالية في كهربة السيارات.

العوامل التمكينية الرئيسية لنمو سوق أشباه الموصلات

ويرتبط مسار صناعة أشباه الموصلات ارتباطًا وثيقًا بالتقدم التكنولوجي في العديد من مجالات النشاط البشري وطلب السوق والاستثمارات الإستراتيجية. مع هذه العوامل التمكينية، ليس من المستغرب أن تصل الصناعة إلى 1,380.79 مليار دولار بحلول عام 2029، بمعدل نمو سنوي مركب 12.2% خلال الفترة المتوقعة.

هناك اتجاهات تكنولوجية ناشئة مختلفة تشكل مستقبل هذه الصناعة، بما في ذلك ما يلي:

  • الذكاء الاصطناعي: تتطلب تطبيقات الذكاء الاصطناعي أشباه موصلات متقدمة لخوارزمياتها المعقدة.
  • القيادة الذاتية: تعتمد المركبات ذاتية القيادة على أجهزة استشعار ومعالجات ووحدات تحكم دقيقة وشرائح ذاكرة متطورة وموثوقة.
  • إنترنت الأشياء: يتطلب انتشار الأجهزة المتصلة دائمًا أشباه موصلات فعالة ومنخفضة الطاقة.
  • شبكات 5G والبنية التحتية: سيؤدي طرح شبكات 5G، تليها 6G، إلى زيادة الطلب على شرائح الاتصال عالية السرعة ومنخفضة الكمون وأجهزة الطاقة الفعالة للمحطات الأساسية.
  • السيارات الكهربائية: تعتمد المركبات الكهربائية بشكل كبير على أشباه الموصلات لتشغيل العاكس وإدارة البطارية وميزات السلامة.
  • أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS): تحتاج تقنيات ADAS إلى شرائح مقاومة للرصاص للكشف عن المشاة، وتجنب الاصطدام، والحفاظ على المسار، والفرملة في حالات الطوارئ، والتحكم التكيفي في السرعة.
  • الحوسبة السحابية: تحتاج مراكز البيانات والخدمات السحابية إلى أشباه الموصلات للتخزين والمعالجة والشبكات الضخمة.
  • الحوسبة المتطورة: تحتاج الأجهزة المتطورة إلى شرائح فعالة لمعالجة البيانات في الوقت الفعلي على حافة الشبكة.
  • Wi-Fi 6 وما بعده: تتطلب معايير Wi-Fi المستقبلية أشباه موصلات متقدمة لتقنيات التعديل المحسنة وتقليل التداخل والمزيد.

هناك عوامل أخرى ستلعب دورًا مهمًا في تشكيل صناعة أشباه الموصلات:

  • ستساهم المسابك الكبيرة مثل TSMC وSamsung بشكل كبير في تلبية الطلب على الرقائق.
  • إن الاستثمار المخصص في البحث والتطوير وتطوير الرقائق المتطورة سوف يؤدي إلى الابتكار وتحسين القدرة التنافسية لهذه الصناعة.
  • إن سوق الإلكترونيات الاستهلاكية المتنامية (الأجهزة القابلة للارتداء للواقع المعزز، وشاشات العرض الأمامية، والزجاج الأمامي للسيارة والشاشات الثلاثية الأبعاد، والأجهزة الذكية، وما إلى ذلك) ستؤدي إلى زيادة الطلب على الدوائر المتكاملة.

بالإضافة إلى كل هذه الاتجاهات، يمكن أن تلعب بعض عوامل الاقتصاد الكلي دورًا، مثل الطلب ونقص المواد الأساسية، والتي ستؤدي في النهاية إلى رفع متوسط ​​أسعار البيع والمساهمة في نمو السوق بشكل مباشر.

المقالة كيف تعيد صناعة أشباه الموصلات تشكيل مستقبلها ظهرت للمرة الأولى على Power Electronics News.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *