È diventato inevitabile innovare anche nelle fonderie chiamate a dare risposta a un aumento di richiesta di chip che riguarda sia la quantità che la varietà. Innescata dalla pandemia, la crescita di capacità HPC, AI, connettività 5/6G e applicazioni per l’automotive non dà segno di arrestarsi. È quindi necessario un cambio di passo deciso da parte dell’industria dei semiconduttori, nella direzione di una innovazione tecnologica forte e adeguata al futuro di incertezze con cui si sta imparando a convivere.
Samsung Electronics ha annunciato il suo in occasione dell’evento annuale Samsung Foundry Forum tenutosi nell’area EMEA. È stata l’occasione per il gigante coreano di illustrare come ha deciso di aggredire un mercato oggi in continua evoluzione: puntando su tecnologie all’avanguardia, personalizzazione, flessibilità ed ecosistema.
Produzione specializzata e triplicata entro il 2027
Per rispondere tempestivamente, ma anche puntualmente alle esigenze dei clienti, Samsung ha convertito la propria modalità di produzione facendola evolvere verso un approccio client-based. La sua nuova strategia operativa “Shell-First” gli permetterà infatti di offrire chip specializzati per ogni applicazione che le diverse tipologie di target e di contesto richiedono e richiederanno. Una scelta che guarda al futuro e che partirà con la costruzione di camere bianche, indipendentemente dalle condizioni del mercato. Le apparecchiature di produzione saranno installate solo in un secondo momento, quando e se necessario, e con una configurazione flessibile basata sulle necessità del momento.
Questo differente modus operandi mira ad aumentare il livello di efficienza e di customizzazione dell’offerta, mentre i numeri del mercato globale suggeriscono di lavorare anche sulla quantità.
Le fonderie di Samsung sono attualmente 5 e si trovano in Corea (Giheung, Hwaseong e Pyeongtaek) e in USA dove, oltre a quella di Austin, ne è in arrivo una a Taylor su cui saranno avviate due linee di produzione “Shell-First”. L’investimento è stato già annunciato e anche l’obiettivo: triplicare la capacità produttiva per i nodi di nuova generazione entro il 2027. Più che una scelta, una necessità dettata dalle previsioni sul mercato globale dei semiconduttori e delle fonderie.
Dati alla mano, Moonsoo Kang, head of Business Development for the Foundry Business at Samsung Electronics’ Device Solutions Division, ha parlato di un tasso di crescita del primo dal 2020 al 2027 che dovrebbe passare dal 4% attorno al 9%, per raggiungere i 783 miliardi di dollari. Per le fonderie, si arriva a ipotizzare una crescita del 12% per i prossimi anni e il superamento della soglia dei 150 miliardi di fatturato nel 2027. “Dall’attuale andamento della domanda, ci aspettiamo che il trend possa proseguire” ha spiegato Kang, restringendo lo sguardo sui numeri della sola Samsung Electronics. “Dal 2019 al 2022 i clienti sono raddoppiati, anche grazie alla pandemia. Prevediamo che possano crescere di un fattore 5 entro il 2027, stavolta grazie alla spinta del 5G e dell’automotive”.
HPC, Automotive e 5G nuovi traini per il mercato dei chip
Assieme a quello del calcolo ad alte prestazioni proprio il settore automobilistico e il 5G saranno sempre di più i business di riferimento per Samsung Electric fino ad arrivare a coprirne oltre il 50% entro il 2027. A livello globale la fetta costituita dai clienti HPC e automotive, già raddoppiata negli ultimi tre anni, potrebbe passare dal 2% al 3,5%, con delle significative differenze territoriali.
L’Europa, seppure nelle sue modeste dimensioni rispetto ad Asia e USA, rappresenta un bacino importante per l’automotive che potrebbe contribuire alla crescita di un fattore 12 prevista in quest’area entro il 2027. Stesso ritmo anche per il mercato USA dove a trainare resta invece l’HPC assieme al mobile. Trend simile quello che caratterizza l’Asia, ma con un fattore di crescita dimezzato.
Questa “nuova” varietà di clienti e di business richiede nodi personalizzati e su misura e Samsung Electric si prepara a produrli. Per soddisfare i settori HPC e mobile migliorerà il processo a 3 nm GAA, per l’automotive si diversificherà ulteriormente il processo a 4 nm e migliorerà l’affidabilità della sua memoria integrata non volatile (eNVM) attualmente basata sulla tecnologia a 28 nm. Entro il 2024 passerà ai 14 nm per poi raggiungere gli 8.
Tutte queste innovazioni ammiccano fortemente al mercato europeo, in cui Samsung vuole allargarsi attraendo anche nuovi clienti fabless. Per raggiungere questo obiettivo, conta sull’aiuto dell’ecosistema SAFE ricco di tecnologie e strategie sviluppate con i partner. Ampliandolo prevede di rafforzare l’offerta di servizi personalizzati, migliorare le prestazioni, velocizzare le consegne e mantenere prezzi competitivi che possano attirare soggetti come hyperscaler e start-up
Da 3 a 1,4 nm: chip sempre più piccoli grazie al GAA
Il 2027 per Samsung Electric rappresenterà anche l’anno del traguardo dei 1,4 nm. Stando alla roadmap presentata da Kang, infatti, dagli attuali chip a 3 nm mirerebbe a raggiungere questo obiettivo, con una tappa nel 2025 per lanciare quelli a 2 nm.
Il reale valore disruptive, però, come spiegato da Kang, più che le dimensioni riguarda la tecnologia basata sul Gate-All-Around (GAA). Già introdotta nel 2022, secondo Samsung può portare un +23% in velocità con un – 45% di potenza e un – 16% di area occupata. L’intenzione è di migliorarne ulteriormente le performance, minimizzando i consumi. È su questo che impatta infatti il GAA facendo aumentare l’area di contatto tra canale e gate grazie al passaggio alla dimensione verticale per superare i limiti di scalabilità mostrati dal FinFET.
A questo importante step previsto nella tecnologia di processo, se ne aggiungono due relativi al packaging. Si tratta dell’integrazione eterogenea 2.5D/3D, per fornire una soluzione di sistema completa, e dell’uscita del packaging 3D X-Cube entro il 2026 che decreterà il definitivo passaggio dalla dimensione orizzontale a quella verticale.
Affianco alle tecnologie mirate a raggiungere obiettivi di business, Samsung ne sta sviluppando anche per non mancare quelli di sostenibilità dichiarati. Net zero entro il 2050, riciclo al 99,9% entro il 2030 e zero aumento del consumo di acqua nei prossimi 8 anni, nonostante le numerose novità annunciate. Una sfida che, se vinta, dimostrerà come è possibile innovare mantenendo gli impegni presi con il pianeta.
