Microchip: come e dove vengono progettati e prodotti

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I semiconduttori, i microchip, sono alla base della nostra tecnologia attuale. Automobili, smartphone, televisori Lcd, nulla potrebbe funzionare senza questi essenziali componenti, la cui scarsità può portare a forte restrizioni nella capacità produttiva, come abbiamo assaggiato nel 2020.

Ecco i prodotti in cui i microchip trovano applicazione:

Ora vi proponiamo un’infografica di Visual Capitalist che spiega molto bene cosa succede nella catena logistica dei microchip. Dopo l’immagine una spiegazione scritta.,

Qual’è la struttura della catena logistica dei microchip?

Una catena di fornitura integrata di semiconduttori coinvolge migliaia di aziende, milioni di persone e miliardi di dollari. La catena può essere suddivisa in fasi che si verificano in tutto il mondo, meglio conosciute come il modello della “fonderia”, “Foundry Model”:

• Progettazione: i progetti di chip a semiconduttore vengono creati per l’utilizzo di dispositivi specifici o generali.
• Produzione (Front End): i wafer di silicio vengono elaborati attraverso un’ampia serie di passaggi di produzione, quindi tagliati a cubetti in più chip (chiamati anche matrici o dispositivi).
• Produzione (Back End): i chip vengono stratificati e assemblati in pacchetti che possono essere montati su circuiti stampati. I chip confezionati vengono quindi testati in diverse condizioni elettriche e di temperatura.
• Integrazione nel prodotto finale: i chip vengono integrati dai produttori di componenti elettronici e apparecchiature per creare prodotti finali per i consumatori.
• Utilizzo: i prodotti finali vengono spediti ad aziende, rivenditori e consumatori in tutto il mondo.

L’intero processo, dall’inizio della progettazione e produzione fino all’integrazione del prodotto finale, richiede mesi. Ma alla fine, quei chip prodotti finiscono in smartphone, computer, automobili, server, case intelligenti e altre tecnologie in tutto il mondo.

Diversi tipi di aziende nella produzione di semiconduttori
Nel 2020, nonostante il rallentamento economico causato dalla pandemia, sono state spedite in tutto il mondo circa 1400 miliardi di unità di chip a semiconduttore.

Quei chip sono stati prodotti da molti tipi di aziende che occupano parti diverse della catena di approvvigionamento. Alcuni sono nomi familiari nell’elettronica, mentre altri sono aziende di produzione meno conosciute responsabili della maggior parte del consumo mondiale di chip.

Queste aziende operano secondo il modello della fonderia, noto anche come design fabless. Il modello affida ad aziende specializzate diverse fasi della produzione:

• Le aziende di semiconduttori Fabless e i produttori di elettronica (e aziende di progettazione indipendenti) creano il design e le specifiche richieste per i loro chip.
• Le fonderie sono incaricate di produrre i chip progettati.
• Le aziende OSAT (assemblaggio e test di semiconduttori in outsourcing) assemblano, confezionano e testano i chip per il consumo. ASE Global è il leader di mercato nei servizi di assemblaggio e collaudo, godendo del  30% del mercato globale OSAT nel 2021.
• Le aziende OEM (produttori di apparecchiature originali) e EMS (servizi di produzione elettronica) a contratto integrano il chip confezionato nei dispositivi. ASE Global è anche un fornitore leader di EMS e, nel corso della storia dell’azienda, ha contribuito a produrre più di tre trilioni di chip.

I dispositivi vengono quindi venduti dalle aziende fabless e dai produttori di elettronica all’inizio della catena.

Allo stesso tempo, ci sono anche IDM (produttori di dispositivi integrati) che progettano, producono e vendono i propri chip. Questo era il modello tradizionale di sviluppo dei chip e gli IDMS in genere non erano considerati parte del modello di fonderia, ma molti IDM ora esternalizzano anche parte dei loro cicli di produzione. Quindi abbiamo due catene alternative: una di sviluppo esterno, in cui la grande società effettua solo il design, e una in cui tutto è invece sviluppato internamente.

Le aziende che compongono la filiera dei semiconduttori sono sparse in tutto il mondo, dagli Stati Uniti alla Cina, Corea del Sud, Taiwan e Germania. Un chip finito può contenere componenti che hanno percorso più di 25.000 miglia al momento dell’integrazione del prodotto finale.

È una catena di approvvigionamento complicata ma necessaria che potenzia la tecnologia del presente e del futuro. Dai progressi nel 5G e nell’intelligenza artificiale alle fabbriche intelligenti e ai progressi nel settore automobilistico e dell’informatica quantistica, le aziende nella catena di fornitura dei semiconduttori rendono tutto possibile.