Industria de semiconductores
Diseño y fabricación de semiconductores
Fabricación
de dispositivos semiconductores
Escalado de MOSFET
( nodos de proceso )
Futuro

La industria de semiconductores es el conjunto de empresas dedicadas al diseño y fabricación de semiconductores y dispositivos semiconductores , como transistores y circuitos integrados . Se formó alrededor de 1960, una vez que la fabricación de dispositivos semiconductores se convirtió en un negocio viable. Desde entonces, los ingresos anuales por ventas de semiconductores de la industria han crecido a más de $481 mil millones , a partir de 2018. [1]

La industria de semiconductores es a su vez la fuerza impulsora detrás de la industria electrónica en general , [2] con ventas anuales de electrónica de potencia  de £ 135 mil millones ( $ 216 mil millones ) a partir de 2011, [3] se espera que las ventas anuales de electrónica de consumo alcancen los $ 2.9 billones para 2020, [4] se espera que las ventas de la industria tecnológica alcancen los $ 5 billones en 2019, [5] y el comercio electrónico con más de $ 29 billones en 2017. [6] En 2019, el 32,4% del segmento del mercado de semiconductores fue para redes y dispositivos de comunicaciones. [7]

En 2021, las ventas de semiconductores alcanzaron un récord de 555.900 millones de dólares, un 26,2 por ciento más, y las ventas en China alcanzaron los 192.500 millones de dólares, según la Asociación de la Industria de Semiconductores . En el año calendario se enviaron un récord de 1,15 billones de unidades de semiconductores. [8] Se proyecta que la industria de semiconductores alcance los 726.730 millones de dólares en 2027. [9]

Estructura de la industria

La industria mundial de semiconductores está dominada por empresas de Estados Unidos , Taiwán , Corea del Sur , Japón y los Países Bajos , mientras que Israel y Alemania tienen una presencia significativa en este campo. [10]

Exportación de circuitos electrónicos integrados por país o región al año 2016, según clasificación comercial HS4
Exportación de semiconductores discretos a partir de 2016, según los Sistemas Armonizados de Designación y Codificación de Mercancías de las Naciones Unidas 4

Las características únicas de la industria incluyen un crecimiento continuo, pero en un patrón cíclico con alta volatilidad . Si bien el crecimiento promedio anual de 20 años actual de la industria de semiconductores es del orden del 13%, esto ha estado acompañado de una volatilidad del mercado igualmente superior a la media, lo que puede conducir a oscilaciones cíclicas significativas, si no dramáticas. Esto ha requerido la necesidad de altos grados de flexibilidad e innovación para ajustarse constantemente al rápido ritmo de cambio en el mercado, ya que muchos productos que incorporan dispositivos semiconductores a menudo tienen un ciclo de vida muy corto. [ cita requerida ]

Al mismo tiempo, la tasa de mejora constante de la relación precio-rendimiento en la industria de semiconductores es asombrosa. Como consecuencia, los cambios en el mercado de semiconductores no solo ocurren extremadamente rápido, sino que también anticipan cambios en industrias que evolucionan a un ritmo más lento. La industria de semiconductores es ampliamente reconocida como un impulsor clave y un facilitador tecnológico para toda la cadena de valor de la electrónica. [11]

La industria se basa en el modelo de fundición , que consiste en plantas de fabricación de semiconductores (fundiciones) y operaciones de diseño de circuitos integrados, cada una perteneciente a empresas o subsidiarias independientes. Algunas empresas, conocidas como fabricantes de dispositivos integrados , diseñan y fabrican semiconductores. El modelo de fundición ha dado lugar a la consolidación entre fundiciones. A partir de 2021, solo tres empresas pueden fabricar los semiconductores más avanzados: TSMC de Taiwán, Samsung de Corea del Sur e Intel de Estados Unidos. [12] Parte de esto se debe a los altos costos de capital de la construcción de fundiciones. La última fábrica de TSMC, capaz de fabricar semiconductores de proceso de 3 nm y completada en 2020, costó 19.500 millones de dólares. [12]

Intel está considerando externalizar parte de la producción a TSMC. Actualmente, solo puede producir semiconductores de 10 nm, mientras que TSMC y Samsung pueden producir ambos de 5 nm. [12] GlobalFoundries , una empresa con sede en Estados Unidos, utiliza un proceso de 12 nm para sus chips más avanzados debido al rápido aumento de los costos de desarrollo de los nodos de proceso más pequeños. [13]

Ventas de semiconductores

Ingresos por ventas

Ventas anuales de semiconductores (1987-2018)
AñoIngresos (nominales)Ingresos (inflación)Árbitro.
2022$601,694,000,000[14]
2021$594,952,000,000
2020$466,237,000,000[15]
2019$422,237,000,000
2018$481,090,000,000$583,730,000,000[1]
2017$420,390,000,000$522,550,000,000[1]
2016$345,850,000,000$439,070,000,000[1]
2015$335,170,000,000$430,830,000,000[16]
2014$335,840,000,000$432,240,000,000
2013$305,580,000,000$399.700.000.000
2012$291,560,000,000$386,940,000,000
2011$299,520,000,000$405,680,000,000
2010$298,320,000,000$416.820.000.000
2009$226,310,000,000$321,400,000,000
2008$280.000.000.000$396.000.000.000
2007$255,600,000,000$375,600,000,000[17]
2006$247,700,000,000$374,400,000,000
2005$227.000.000.000$354.000.000.000[16]
2004$213.000.000.000$344.000.000.000
2000$204.000.000.000$361.000.000.000
1995$144.000.000.000$288.000.000.000
1992$60.000.000.000$130.000.000.000
1990$51.000.000.000$119.000.000.000
1987$33.000.000.000$89.000.000.000
Desglose de ventas de 2017 [1]
Sector industrialGananciaCuota de mercadoÁrbitro.
Memoria124 mil millones de dólares30%[18]
Lógica102,2 mil millones de dólares25%
Microprocesador63.9 mil millones de dólares16%
Semiconductores de potencia36.8 mil millones de dólares9%[19]
Total420.39 mil millones de dólares100%
Desglose de ventas de 2008
Tipo de semiconductorGananciaCuota de mercadoÁrbitro.
Chip de circuito integrado250 mil millones de dólares89,3%[20]
Semiconductores compuestos20 mil millones de dólares7,1%
Transistores de potencia10 mil millones de dólares3,6%[21]
Total280 mil millones de dólares100%

Cuota de mercado

Cuota de mercado de microprocesadores (2022) [22]
Sector industrialCuota de mercado
Computadoras y equipos periféricos32,3%
Electrónica de consumo21,2%
Equipos de telecomunicaciones16,5%
Electrónica industrial14,3%
Industria de defensa y espacial11,5%
Tecnología de transporte4,2%

Las empresas más grandes

Las mayores empresas de semiconductores (líderes en ventas anuales de semiconductores)
Rango2021 [23]2020 [24]2018 [25]2017 [25]2011 [26]2006 [27]2000 [27]1995 [27]1992 [28]1990 [27]1986 [29]1985 [27]1975 [29]
1SamsungIntelSamsungSamsungIntelIntelIntelIntelComité ejecutivo nacionalComité ejecutivo nacionalComité ejecutivo nacionalComité ejecutivo nacionalTI
2IntelSamsungIntelIntelSamsungSamsungToshibaComité ejecutivo nacionalToshibaToshibaToshibaTIMotorola
3SK HynixCompañía de gestión de telecomunicacionesSK HynixCompañía de gestión de telecomunicacionesCompañía de gestión de telecomunicacionesTIComité ejecutivo nacionalToshibaIntelHitachiHitachiMotorolaPhilips
4MicrónSK HynixCompañía de gestión de telecomunicacionesSK HynixTIToshibaSamsungHitachiMotorolaIntel?Hitachi?
5QualcommMicrónMicrónMicrónToshibaCALLETIMotorolaHitachiMotorola?Toshiba
6NvidiaQualcommBroadcomBroadcomRenesasRenesasMotorolaSamsungTIFujitsu?Fujitsu
7BroadcomBroadcomQualcommQualcommQualcommHynixCALLETI?Mitsubishi?Philips
8TINvidiaToshibaTICALLEEscala libreHitachiIBMMitsubishiTI?Intel
9MediatekTITIToshibaHynixNXPInfineonMitsubishi?Philips?Nacional
10AMDInfineonNvidiaNvidiaMicrónComité ejecutivo nacionalPhilipsHyundai?Panasonic?Panasonic
Principales empresas de semiconductores
NombrePaísTipo de fabricante [30]Productos de hardware
Electrónica Samsung Corea del SurIDEMMemoria flash NAND , DRAM , sensor CMOS , transceptores RF , pantalla OLED , SSD
Intel Estados UnidosIDEM Microprocesador x86-64 , GPU , SSD , DRAM
Compañía de gestión de telecomunicaciones TaiwánJuego puro
SK Hynix [a] Corea del SurIDEMmemoria flash, DRAM , SSD , sensor CMOS
Micrón [b] Estados UnidosIDEMDRAM, flash NAND, SSD, flash NOR , NAND administrada, paquetes multichip
Qualcomm Estados UnidosSin fábulasMódulo RF , procesador de señal digital , sistema en chip Snapdragon
Broadcom Estados UnidosSin fábulasMódems de banda ancha /Wi-Fi/Bluetooth, DSP personalizados y CPU ARM
Kioxia [c] JapónIDEMMemoria flash NAND , SSD
Instrumentos de Texas (TI) Estados UnidosIDEMMicrocontroladores , SoC , DSP , amplificadores, convertidores de datos
Dispositivos analógicos [d] Estados UnidosIDEMAmplificadores, convertidores de datos, productos de audio y video, RF y microondas, sensores, MEMS
Pastilla Estados UnidosIDEMMicrocontroladores y semiconductores analógicos
NXP Países BajosIDEMPMIC , procesador de medios , MIFARE , LPC
MediaTek TaiwánSin fábulasSoC , conjunto de chips , CPU , GPU , DSP
Infineon [e] AlemaniaIDEMMicrocontroladores y dispositivos semiconductores de potencia
Bosch AlemaniaIDEM
STMicroelectrónica Francia / Italia IDEMASIC , Microcontroladores
Sony JapónIDEMSensor de píxeles activos , memoria flash NAND
BRAZO Reino UnidoSin fábulasMicroprocesador
AMD Estados UnidosSin fábulasCPU x86-64 , GPU, chipset de placa base, SDRAM
Nvidia Estados UnidosSin fábulasGPU
En semiconductores Estados UnidosIDEM
Iglesia Metodista Unida TaiwánJuego puro
Manzana Estados UnidosSin fábulassilicio de manzana
IBM Estados UnidosSin fábulasMicroprocesadores IBM Power , z/Architecture
Mitsubishi Eléctrico JapónIDEMDispositivos semiconductores de potencia
Semiconductor de torre IsraelIDEM
Xilinx Estados UnidosSin fábulasdispositivo lógico programable
SMIC PorcelanaJuego puro
Semiconductor nórdico NoruegaSin fábulasBluetooth , Wifi, telefonía celular de bajo consumo
Laboratorio de semiconductores IndiaJuego puroDispositivos semiconductores de potencia, microprocesadores

Notas:

  • Fundiciones de tecnología pura : se especializan en servicios de fundición . Pueden ofrecer o no servicios de diseño a terceros, así como fabricación de máscaras ( fotomáscaras ), empaquetado de semiconductores y servicios de prueba, que también pueden subcontratarse a otras empresas. Un ejemplo es TSMC, que ofrece servicios de diseño, prueba y empaquetado, TCE Photomasks, que ofrece solo servicios de fabricación de máscaras, y ChipMOS, que ofrece solo servicios de empaquetado y prueba.
  • IDM ( fabricantes de dispositivos integrados ): pueden ofrecer o no servicios de fundición.
  • Proveedores fabless : no ofrecen servicios de fundición. Pueden ofrecer o no servicios de diseño a terceros.


Envíos de dispositivos

Dispositivos semiconductores ( se estima que se fabricaron millones de unidades) [31]
AñoOptoelectrónicaSensor / ActuadorMOSFET [32]
1960–2001??2.900.000.000.000.000
200223.1641.654
200328,9552.482
200438.0563.310
200544.6754.137
2006 [33]55,4294.137
2007 [34]67.8394.136
200876,9394.964
200991.0034.964
201097.6226.619
2011110.0318,273
2012129.88611,583
2013131.54114.064
2014–2015??10.100.000.000.000.000
2016 [35] [36]217.20017.376
2017–2018??
1960–20181.112.340+87,699+13.000.000.000.000.000

Circuitos integrados

Chips de circuitos integrados ( se estima que en millones de unidades fabricadas) [31]
AñoMemoria MOSUnidad de procesamiento de medios (MPU ) / Unidad de control de microprocesador ( MCU)Cosa análogaLógicaASICAsociadoTotal
1960–1991?15.000 [37]????350.000 [37]
1992 [38]3.706
1993 [38]4.060
1994 [38]4.938
1995 [38]6.092
1996 [38]6.206
19977,155 [39]?????60.100 [34]
1998–1999???????
2000 [40]??????89.100
2001???????
20029.1006.61924.81911,5822.48223.99278.594
200310,7556.61830.61114.0641.65525.64689,349
200413.2379.10033.09214.0641.65433.092104.239
200515.7198,27337.22914.8912.48138.056116.649
2006 [33]18.20110,75543.02018.2002.48245.501141.600
2007 [34]23.99212.40948.81118.2013.30945.502156.000
200825.64612.41049.63918.2001.65547.156154.706
200928.12811,58243.02014.8922.48243.847143.951
2010 [40]33.91916.54657.08419.0281.65457.911189.800
201133.91917.37456.25619.0281.65558.738186.970
201234.74717.37357.08417.3731.65557.083185.315
201333.91916.54667.83918.2012.48164.530203.516
2014?18.600 [41]?????
2015?22.058 [42]????235.600 [40]
2016 [35] [36]43.44021.174 [42]130.32052.128??342.416
2017?25.797 [42]????581.321 [43]
2018??????634.700 [43]
1960–2018356,879+274,298+635,804+249,852+25,645+541,054+4.043.926+

Dispositivos discretos

Dispositivos discretos ( se estima que se fabricaron millones de unidades) [44] [31]
AñoTransistores discretosDiodoTotal
FuerzaSeñal pequeñaTotal
1954–1956 [45]??28?28+
1957 [45]??30?30+
1958–1962?????
1963 [45]??303?303+
1964–1965?????
1966 [46]??968?968+
1967 [46]??881?881+
1968 [46]??997?997+
1969 [45]??1.249?1,249+
1970 [46]??914?914+
1971 [45]??881?881+
1972–2001?????
2002????232.472
2003????245.708
2004????287.901
2005????290.382
2006 [33]????321.820
2007 [34]????356.566
2008????324.301
2009????289.555
201053.000 [47]?53.000+?371.458
201145.000110.000155.000143.000356.000
2012????345.812
201344.000103.000147.000146.000358.000
201448.000109.000157.000154.000380.000
2015 [40]52.000107.000159.000150.000372.000
2016 [35]53.300?53,300+?382.272
201758.100?58.100+?58.100+
201862.800?62.800+?62.800+
1954–2018416.200+429.000+851,451+593.000+5.041.398+

Ventas

Los fabricantes con sede en los siguientes lugares son los líderes de ventas en los sectores de fundición pura , IDM (fabricación de dispositivos integrados), fabricación sin fábrica y OSAT (ensamblaje y prueba de semiconductores subcontratados) de la industria. [30]

RangoFundiciónIDEMSin fábulasOSAT
1 Taiwán Estados Unidos Estados Unidos Taiwán
2 Estados Unidos Corea del Sur Taiwán Estados Unidos
3 Porcelana Japón Porcelana Porcelana
4 Corea del Sur unión Europea unión Europea Singapur
5 Israel Taiwán Japón Japón

Los fabricantes con sede en Estados Unidos tienen plantas de fabricación en todo el mundo, incluido más del 50 % en América , el 39 % en la región de Asia y el Pacífico (incluido el 9 % en Japón) y el 9 % en Europa. [30]

Véase también

Notas

  1. ^ Anteriormente Hyundai Electronics .
  2. ^ Adquirió Elpida Memory y Powerchip .
  3. ^ Anteriormente Toshiba Memory.
  4. ^ Adquirió Maxim Integrated .
  5. ^ Adquirió Cypress Semiconductor .

Referencias

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  • "La era del silicio: tendencias en la industria de dispositivos semiconductores", 2022
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