Quali sono i più grandi produttori di semiconduttori al mondo?

Il mondo dei semiconduttori è costellato di produttori sparsi il globo, scopriamo quali sono quelli che producono la maggior parte dei processori.

Quali sono i più grandi produttori di semiconduttori al mondo?
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I semiconduttori sono ormai presenti in una vasta serie di prodotti utilizzati negli ambiti più disparati: in cucina, in ufficio, nelle macchine, in molti piccoli gadget sparsi per la nostra casa. Insomma, si trovano praticamente ovunque. Aziende e consumatori di tutto il mondo utilizzano questi piccoli conduttori di elettricità (detti banalmente chip) in milioni di dispositivi, ogni giorno.
Eppure, spesso manca l'interesse nel comprendere il grande mondo che ci sta dietro, come se fosse la "tana del Bianconiglio" del settore tech. O se c'è, sembra troppo difficile per avventurarsi nella comprensione tecnica. Questo articolo vuole dunque proporsi come un promemoria o una guida per comprendere alcuni termini tecnici e, soprattutto, quali sono le principali fonderie al mondo produttrici di microprocessori, chip di memoria, circuiti integrati comuni e complessi "System-on-a-Chip" (SoC).

Qualche termine tecnico

Per descrivere nel dettaglio il ruolo di ogni produttore bisogna prima comprendere, anche se in maniera semplice, alcuni termini che descrivono il loro ruolo sul mercato e il loro lavoro. La prima differenza va trovata in due classificazioni dei produttori: Pure-Play e IDM. La fonderia di semiconduttori Pure-Play è un'azienda che non propone ai clienti una grande quantità di prodotti di propria progettazione, bensì si occupa di gestire una vasta serie di impianti di fabbricazione di semiconduttori che operano continuamente per produrre componenti richieste da altre società. La fonderia IDM (Integrated Device Manufacturer), invece, come deducibile dal nome, consiste in un produttore che si occupa dell'intero componente, dal design alla produzione e vendita. Come le fonderie Pure-Play, quelle IDM possono gestire anche la produzione di chip per terze parti ma a patto che non vi siano conflitti di interesse.
Non sono da considerare, invece, tutte quelle società che vengono definite fabless (fabrication-less, ovvero senza fabbriche) in quanto possiedono il design dei chip e si occupano della loro vendita, ma chiedono a produttori terzi di occuparsi della fabbricazione. Tra queste figurano grandi nomi come Broadcom, Qualcomm, MediaTek, NVIDIA e AMD.

Altro dettaglio importante riguarda i processi di produzione, che spesso hanno definito il successo stesso dei maggiori produttori al mondo. In tal caso si parla di dimensioni che sono gradualmente calate, prima ogni tre anni e dai primi anni 2000 ogni due anni, fino a raggiungere gli attuali 5 nanometri. Ma cosa significa? Termini come "5 nanometri" o "5nm", "12nm" o "7nm" non sono legati a fattori come lunghezza della porta, passo del metallo o passo della porta dei transistor, ma si riferiscono allo spazio minimo interposto tra source e drain, ovvero i terminali utilizzati per collegare il transistor all'alimentazione.
Trattandosi in questo caso del nodo MOSFET (acronimo di semiconduttore metallo-ossido- transistor ad effetto di campo), ci si riferisce in particolare a una maggiore densità di transistor, una maggiore velocità e un consumo energetico particolarmente ridotto.
L'ultimo esempio lo abbiamo visto con IBM, colosso statunitense che è riuscito a produrre il primo batch di chip con tecnologia a 2 nanometri al mondo, che dovrebbe diventare uno standard nel 2023 secondo le stime attuali. Grazie a questo nuovo processo sarà possibile vedere un aumento nell'autonomia dei dispositivi mobili, una riduzione del consumo energetico del 75% e prestazioni superiori fino al 45% rispetto alla generazione precedente.

I dieci principali produttori al mondo

Spiegati i suddetti termini tecnici, è ora di addentrarsi in un'analisi più dettagliata dei principali produttori di semiconduttori al mondo spiegando dove si collocano fisicamente, quanto producono e anche i clienti per cui fabbricano chip. Da qualche mese, dopo anni di sorpassi e risorpassi con Intel e Samsung, al primo posto della classifica globale si trova il produttore taiwanese TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Limited). Da lungo tempo è considerata la fabbrica di semiconduttori più importante al mondo a causa delle capacità di produzione di cui gode. TSMC ha a disposizione ben 14 nodi di produzione (dai 0.13 nm ai 5 nm, senza contare le varie opzioni high-performance, low-power, FinFET e altre ancora) e 31 fabbriche sparse tra Asia e Stati Uniti, tra cui anche il nuovo stabilimento americano in Arizona, per un totale di 13 milioni di wafer a 300nm prodotti nel 2020.

Nello stesso anno, TSMC ha registrato entrate per circa 1.4 miliardi di dollari grazie alla domanda di produzione da parte di colossi come Apple, AMD, NVIDIA, MediaTek, Broadcom, Qualcomm e Marvell, senza contare molte compagnie emergenti come HiSilicon, Spreadtrum e persino accordi con Intel e Texas Instruments. La prima tra queste, in particolare, sarebbe interessata alla delocalizzazione della produzione di CPU Intel Core i3 di undicesima generazione per la seconda metà del 2022.

Segue a ruota Samsung, che negli ultimi anni ha visto un boom del suo business anche come produttore di componenti per terze parti. Sin dal 2010 compete con la stessa TSMC per la vetta della classifica, forte dei suoi nodi di produzione più usati in questo decennio (20, 10, 7 e 5 nanometri, tutti FinFET), mentre il sorpasso nei confronti di Intel è avvenuto nel 2017. Al momento Samsung conta 13 fonderie di chip ed è leader nell'utilizzo dei processi a 5 nanometri con litografia ultravioletta estrema, tecnica che incide il wafer di semiconduttori permettendo di collocare un numero maggiore di transistor per chip aumentandone le prestazioni. Il colosso sudcoreano risulta particolarmente forte in ambito SoC per smartphone, eppure i veri pezzi da novanta li sfoggia con componenti per televisori, monitor e anche HDD e SSD. I clienti maggiori nel Q3 2020 erano, in ordine: Apple, Best Buy, Deutsche Telekom, Tektronix Hong Kong, Verizon, con Huawei come cliente principale nella prima metà del 2020.

Intel la troviamo al terzo posto, complice un calo registrato nel 2020 dovuto al rinvio al 2022 della generazione di processori basata su processo di produzione a 7 nanometri. Ciononostante, in questo periodo sta mostrando una particolare solidità, grazie anche al cambio di CEO con Pat Gelsinger. In ogni caso, il colosso statunitense conta 17 fabbriche all'attivo tra Irlanda, Stati Uniti, Israele e Cina, con gli impianti in Oregon che guidano la carica grazie ai nodi di produzione a 14, 10 e 7 nanometri.
Tra i clienti principali troviamo grandi nomi come Dell (17% delle entrate totali di Intel), Lenovo (12% delle entrate totali) e HP (10%). Oltre alla Top 3 al momento mancano dati aggiornati al primo trimestre del 2021, dunque andremo a vedere in ordine casuale altri produttori di semiconduttori a partire da SK Hynix. Nata originariamente come Hyundai Electronic Industrial, è un'azienda sudcoreana nota nel mercato tech per la sua produzione di chip DRAM (dynamic random-access memory), flash memory, SSD e sensori CMOS, talmente numerosa da renderla il secondo produttore di chip lato memoria in tutto il mondo, giusto a ruota di Samsung.

Un passo da gigante lo ha fatto nel 2020, annunciando l'acquisizione della divisione NAND di Intel. Negli ultimi anni ha visto tra i suoi clienti grandi nomi come Apple, Asus, Dell, HP Inc. e Hewlett Packard Enterprise e tra 2019 e 2020 ha registrato una crescita del 14%, la seconda più elevata dopo TSMC (31%).

Altro nome importante in Asia è il produttore pure-play Kioxia Holdings Corporation o più semplicemente Kioxia, multinazionale giapponese separatasi da Toshiba nel 2018 e considerata storica nel mondo semiconduttori, in quanto nei primi anni Ottanta ha inventato e prodotto le prime memorie flash. Oggi è uno dei principali produttori di chip per SSD e conta numerose fabbriche sul territorio orientale, delle quali anche Western Digital si serve per produrre i suoi chip. Stando ai dati del 2020 Kioxia è cresciuta del 22%, salendo al dodicesimo posto tra le società del settore per vendite. Sempre tra i produttori pure-play è doveroso citare GlobalFoundries Inc. o GloFo, fonderia privata che produce sin dal 2009 circuiti integrati per aziende come AMD, Broadcom e Qualcomm. Sebbene non rientri nella Top 15 mondiale per vendite, le suddette società ne fanno tutte parte (AMD al quindicesimo posto, Qualcomm al sesto posto e Broadcom al settimo posto) e le dieci fabbriche divise tra Singapore, Stati Uniti e Germania producono senza sosta wafer di chip da 200 e 300 mm. Il principale cliente rimane AMD, società che nel 2008 annunciò di diventare fabless e di ricollocare la produzione di tutti i suoi chip in una nuova compagnia nota inizialmente come The Foundry Company e poi GlobalFoundries.

Sempre negli Stati Uniti troviamo anche Micron, produttore di semiconduttori nato nel 1978 e attualmente famoso per i suoi brand Crucial e Ballistix Gaming, rispettivamente lato SSD e DRAM. Micron Technology ha ottenuto parecchi primati degni di nota: nel 2019 ha lanciato la prima microSD al mondo con capacità da 1 terabyte, mentre nel marzo 2020 ha rilasciato sul mercato l'SSD Micron 5210 Ion da 3.84 TB, divenuto famoso per essere l'SSD dal rapporto capienza-prezzo più conveniente del mercato e, infine, nel settembre 2020 ha introdotto sul mercato la soluzione di memoria grafica discreta GDDR6X più veloce al mondo nelle schede video NVIDIA GeForce RTX 3080 e 3090.
Nella sua storia, tra i maggiori clienti ha avuto Intel, Apple (tra 2012 e 2014) e la stessa NVIDIA negli ultimi anni. Ritornando in Asia troviamo la taiwanese UMC, nata nel 1980 come primo produttore di semiconduttori del paese grazie al supporto del governo stesso. Nella produzione di wafer di circuiti integrati nel 2017 risultava giusto dietro a TSMC e GlobalFoundries e ancora oggi risulta uno dei nomi più noti e importanti del settore grazie alle sue dodici fabbriche che lavorano su nodi di produzione fino ai 14 nanometri.
Nella sua storia ha lavorato principalmente per aziende locali, ma giusto a inizio 2021 alcuni rapporti dei media taiwanesi hanno rivelato che diversi, importanti nomi dell'industria automotive come Nissan Motor, Honda Motor e altre case automobilistiche tedesche hanno contattato UMC e TSMC per aggiudicarsi la produzione di chip da usare nei veicoli.

In Cina invece appare un altro grande nome finanziato anch'esso, seppur parzialmente, dal governo nazionale: Semiconductor Manufacturing International Corporation o SMIC. Nata nel 2000, è ancora oggi uno dei principali produttori pure-play al mondo e conta nove impianti tra Shanghai, Bejing, Shenzhen e altre regioni della Cina. Tra i principali clienti figurano nomi come Qualcomm, Broadcom e Texas Instruments (TI) che, a sua volta, nel 2020 risultava al nono posto nella Top 15 per vendite dei maggiori produttori di semiconduttori. Nonostante il calo del 4% rispetto al 2019, TI resta un altro nome particolarmente importante nell'industria grazie ai suoi circuiti integrati lineari e ai sistemi integrati. Tra i suoi maggiori clienti figurano gli Stati Uniti stessi per equipaggiamento militare ed Apple per i primi Macintosh, ma trattandosi di un produttore IDM si occupa raramente di chip dal design fornito da terze parti.
Menzione d'onore va fatta a STMicroelectronics, multinazionale nata tra Francia e Italia con l'unione di Thomson Semiconducteurs e SGS Microelettronica. Ancora oggi risulta il maggior produttore di chip europeo e appare al quattordicesimo posto della ormai famosa Top 15, forte di nove fonderie di cui tre localizzate in Italia tra Milano, Catania e Caserta. Negli anni ha prodotto chip per sistemi smart, nel settore della bio-robotica e semiconduttori per sistemi wireless.

Ci saranno grandi cambiamenti in futuro?

La distinzione posta inizialmente tra aziende pure-play/IDM e fabless ci ha portato a togliere dalla lista nomi come AMD, Qualcomm, NVIDIA e Apple, eppure queste ultime due realtà ormai si stanno muovendo per produrre semiconduttori internamente. NVIDIA sta infatti concludendo l'affare da 40 miliardi di dollari con il produttore britannico ARM, già all'attivo principalmente nei settori smartphone e TV digitali.
Apple, d'altro canto, con il chip M1 e il prossimo chip M2 sta raccogliendo feedback estremamente positivi sebbene il suo sia ancora un esordio; la transizione completa da Intel dovrebbe concludersi entro i prossimi due anni, ergo possiamo aspettarci anche qualche sorpresa in futuro.

Per il resto dei nomi nella classifica attuale, invece, la situazione sembra piuttosto stabile eccetto per la Top 3: Intel potrebbe tornare in auge con il passaggio ai chip a 7 nanometri, ma per farlo si servirà anche di una delocalizzazione della produzione di altri chip a TSMC che, di conseguenza, consoliderà ulteriormente la sua posizione.
Samsung invece sta collaborando con AMD per lanciare una nuova gamma di chip Exynos con GPU AMD che potrebbe giovare sia al colosso sudcoreano che a GlobalFoundries. Insomma, gli interessi combinati delle aziende, anche se rivali, continueranno ancora per diversi mesi se non anni a proporre partnership differenti a seconda delle tecnologie desiderate, causando spostamenti continui dell'ago della bilancia.