Полупроводниковая отрасль: итоги 2016 года и прогнозы на будущее

Развитие полупроводниковой отрасли — верный спутник технологического прогресса. Даже в сложные времена, когда экономика ряда крупных стран испытывает затруднения, производство и продажа электронных компонентов продолжает неуклонно расти. Так, за прошедший год, вопреки прогнозам аналитиков, продажа полупроводников выросла на 1% в сравнении с 2015 годом и достигла своего исторического максимума. Одно это уже говорит о многом. Но ещё более важно то, что за прошедший год в полупроводниковой отрасли произошёл ряд ключевых изменений, которые неизбежно повлияют на вектор её развития.

Сужение специализации

Полупроводниковые электронные компоненты с каждым годом становятся всё более сложными в изготовлении, поэтому управлять их производственным процессом могут сегодня лишь компании с узкой специализацией. Если раньше этим занимались подразделения многопрофильных холдингов, то сегодня многие из них превратились в самостоятельные компании или были выкуплены гигантами данной отрасли. Яркий пример — подразделение по производству полупроводниковых инверторов для бурового оборудования, ранее входившее в состав многопрофильного концерна Omron, а ныне купленное корпорацией Schlumberger, для которой буровое оборудование является профилирующим направлением. То же самое произошло и с подразделением Compact Dynamics, ранее входившим в состав концерна Semikron, но в 2016 году перешедшего под управление Schaeffler — крупного производителя узлов для электромобилей. Пожалуй, единственным многопрофильным холдингом, которому удаётся удерживать лидирующие позиции в технологический гонке, является южнокорейский гигант Samsung Electronics. В конце 2016 года он начал изготовление микрочипов по 10 нм технологии и продемонстрировал кремниевую пластину для перехода на 7 нм техпроцесс. К слову, в прошлом году Samsung поставил рекорды не только по изготовлению, но и по закупке полупроводниковых электронных компонентов, отняв пальму первенства у Apple.

Знаковые слияния

Наиболее значимой сделкой прошлого года безусловно можно назвать приобретение NXP Semiconductors компанией Qualcomm — рекордсменом по продаже электронных компонентов. Ожидается, что данное слияние поможет Qualcomm Incorporated упрочнить и без того не слабые позиции на рынке полупроводников и выйти на тридцатимиллиардный объём годовой выручки.

Продолжил стратегию поглощения и крупный западный концерн Avago, чьи электронные компоненты можно встретить в широком перечне современного телекоммуникационного оборудования. В феврале прошлого года он приобрёл компанию Broadcom, после чего занял седьмую строчку в рейтинге крупнейших производителей полупроводниковых электронных компонентов.

На пороге автомобильной революции

На фоне вышеописанных сделок следующая может показаться не столь уж значимой, однако это только на первый взгляд. Речь идёт о приобретении компанией ON Semiconductor производителя полупроводников Fairchild Semiconductor, занимающегося исследованиями в данной области ещё с 50-х годов. В стенах этой компании были спроектированы первые микросхемы операционных усилителей, первые твердотельные микросхемы, а также транзисторы, изготовленные по технологии MOSFET. Данная компания и сейчас является владельцем ряда патентов, представляющих для автомобильной промышленности большой интерес. По большей части они относятся к MOSFET транзисторам и высокочувствительным датчикам отслеживания перемещений. Согласно предположениям аналитиков, слияние ON Semicoductor и Fairchild — это огромный шаг навстречу созданию серийных беспилотных автомобилей. Появление их прототипов на международных автомобильных выставках косвенное тому подтверждение.

Подготовка к 5G

Помимо автомобильной промышленности к знаковым переменам готовится и телекоммуникационный сегмент. Уже в ближайшие пару лет планируется повсеместное внедрение стандарта 5G, который поднимет скорость обмена данными до рекордных 25 Gbit/s. В связи с этим весь прошлый год прошёл для производителей микрочипов под флагом 5G. Свои решения в данном сегменте представили Intel, Samsung, Broadcom и ряд других крупных компаний. Интересен тот факт, что по состоянию на декабрь 2016 года данный телекоммуникационный стандарт так и не был ратифицирован МСЭ, поэтому все крупные изготовители чипов руководствуются сегодня стандартом IMT-2020.

Нитрид галлия

Нитрид галлия продолжает демонстрировать отличные показатели в качестве полупроводникового материала для производства микрочипов. Он выдерживает гораздо большие температуры, чем кремний, что позволяет производителю поднимать частоты и повышать напряжение. До 2016 года нитрид галлия использовался преимущественно в светодиодах, а также для изготовления небольших партий микросхем специального назначения. Однако теперь, с повышением пропускных способностей дата-центров в рамках подготовки к предстоящему переходу на 5G, GaN будет всё больше востребован крупными производителями электронных компонентов.

Не стоит списывать со счетов и такой важный фактор, как ухудшение межнациональных отношений и регулярные обострения военных конфликтов. Такие события всегда влекут за собой повышение спроса на высокотехнологичное военное оборудование, в том числе и на средства связи. К средствам связи военного назначения предъявляются повышенные требования по части надёжности, поэтому подавляющее большинство подобного оборудования использует диоды, транзисторы и микрочипы на основе GaN.

Качество светодиодов растёт

Крупнейшие западные и европейские поставщики светодиодов, такие как Luxeon, Philips и ряд других, существенно потеряли в продажах за счёт агрессивной ценовой политики китайских вендоров. Что интересно, в отношении качества китайские светодиоды отнюдь не уступали своим конкурентам, а зачастую даже превосходили их.

Выиграть на рынке массового потребления у Китая практически невозможно, но зато в узкоспециализированных сферах у крупных европейских и западных компаний по-прежнему остаётся сильный козырь в виде наличия мощной научно-производственной базы и ряда новых разработок. Применить этот козырь они намерены в агротехнической и медицинской сферах. Так, к примеру, компания Cree наладила массовое производство мощных светодиодов красного спектра, ориентированных на использование в закрытых теплицах. Luxeon также представил две свои последние разработки: Sun Plus 35 и Sun Plus 20, работающие в оптимизированном спектре и рассчитанные на повышение урожайности.

Одной из наиболее интересных разработок 2016 года, построенной на базе светодиодов, является спектральный анализатор пищевых продуктов. Компактный гаджет размером с брелок для ключей будет способен выводить информацию о свежести продукта и его безопасности для здоровья на экран смартфона.

Крупнейшие разочарования 2016

Вопреки ожиданиям аналитиков, США и Европе так и не удалось перенести высокотехнологичные производства полупроводников на территории своих стран. Лидерами в области продажи электронных компонентов на полупроводниковой основе по-прежнему остаются Китай (рост в сравнении с 2015 годом составил 9%) и Япония (рост порядка 4%).

2016 год стал убыточным для Toshiba. По большей части это вина американской дочерней компании, специализирующейся на ядерной энергетике. Однако проседание её акций незамедлительно сказалось и на полупроводниковом сегменте. В начале 2017 года подразделение Toshiba, занимающееся разработкой и продажей электронных компонентов, было выставлено на торги.

Настоящей неожиданностью для крупных потребителей электронных компонентов стал скачок цен на микросхемы памяти DRAM. Вопреки прогнозам аналитиков, предвещавших 20% падение цен на DDR3 и DDR4 память, данные модули подорожали в среднем на 5%. Во многом это объясняется повысившимся спросом, который не в состоянии были спрогнозировать даже крупнейшие производители электроники. С другой стороны, на этом скачке цен ощутимо выиграл южнокорейский гигант Samsung, что частично позволило ему возместить убытки, причинённые самовоспламеняющимися Galaxy Note 7.

Прогнозы на 2017 год

В текущем году полупроводниковую промышленность ждёт закономерный спад, обусловленный замедлением экономического роста в КНР. Кроме того, аналитики предвещают переориентирование отрасли на Internet of Things (IoT). Для данного направления будут проектироваться и выпускаться гибридные чипы, объединяющие в себе CPU и базовый сетевой функционал. Одним из главных требований к таким микросхемам будет низкое энергопотребление, в чём им может помочь переход на нитрид галлия либо на 7 нм техпроцесс.

Грядущий переход на стандарт 5G потребует от производителей мобильных гаджетов не только разработки новых коммуникационных микрочипов, но и кардинальной переработки всех электронных компонентов мобильного устройства. Ведь столь радикальное повышение скорости обмена данными будет оправдано лишь в том случае, если мобильное устройство способно будет продемонстрировать широкий перечень новых функций и поднять планку качества связи на принципиально новый уровень. Единственной помехой на пути к 5G пока остаётся отсутствие единого международного стандарта. Как только он будет ратифицирован, объём инвестиций тут же возрастёт.

Что до силовой электроники, то в данном сегменте уже давно назрел переход на нитрид галлия. Применение данного сплава в качестве основы позволит существенно поднять надёжность диодов, транзисторов и микросхем. Кроме того, расширение диапазона рабочих температур позволит использовать данные электронные компоненты в электромобилях и зарядных станциях.