Kansen in semiconductors

De semiconductorindustrie zit in de luxe positie dat zelfs daar de prijzen stijgen.

Normaal gesproken dalen semiconductors voortdurend in prijs. Dat betekent niet dat de producent minder winst maakt. Er is meestal sprake van een steile leercurve waardoor kosten even snel of sneller dalen dan de prijs. Tegen het eind van de productie is er meestal nog één keer een opleving van de prijs, omdat er sprake is van voorraadvorming voor bijvoorbeeld toekomstig onderhoud. Ondanks tekorten en  stijgende prijzen, is ook de semiconductorindex dit jaar met zo’n 40 procent gedaald. De laatste keren dat de semiconductorindex zo veel onder de top stond, was er sprake van een uitstekend instapmoment.

Er was een tijd dat de semiconductorcyclus in hoge mate afhankelijk was van de pc-cyclus. Wellicht is daar de gedachte ontstaan dat chips allemaal hetzelfde kunnen, al zat er ook toen wel een groot verschil tussen een geheugenchip en de processor. Tegenwoordig zijn er veel meer verschillende soorten chips, elk met een eigen cyclus. Er zit een groot verschil tussen bijvoorbeeld ‘logic’ chips die informatie verwerken en ‘memory’ chips die informatie opslaan. Afgelopen week gaf Micron aan dat de omzet 1 miljard dollar lager zou uitkomen dan eerder verwacht. In juni kwam Micron ook al met een neerwaartse bijstelling en blijkbaar gaat het nog slechter dan toen werd verwacht. Nu maakt Micron geheugenchips en voor de leveranciers van Micron zal dit nieuws ongetwijfeld negatieve gevolgen hebben, maar het gaat te ver om deze lijn door te trekken naar de hele sector.

Dit jaar is de consument overgestapt van het kopen van producten naar het kopen van diensten. Tijdens de coronalockdowns was er geen ruimte voor een vakantie of een bezoek aan een horecagelegenheid. Het geld wat consumenten daarmee bespaarden inclusief de extra steun van de overheid ging voor een belangrijk deel naar elektronica om thuis te werken of te gamen. De tegenvallers bij Micron zijn vooral een gevolg van deze ontwikkeling en zien we ook terug bij retailers die zitten met oplopende voorraden, vooral op het gebied van elektronica. Die ontwikkeling heeft vooral te maken de pandemie en veel minder met structurele trends. Tegelijkertijd zorgt de polarisatie tussen China en de VS in combinatie met de tekorten aan chips. dat er nu niet meer alleen wordt geïnvesteerd in chipsfabrieken in Taiwan en Zuid-Korea, maar nu over de hele wereld. 

De structurele trend is dat chips in steeds meer apparaten gaan en daar een essentiële rol vervullen. Er kan geen auto meer gemaakt worden zonder chips. Ook op het gebied van de energietransitie is een enorme hoeveelheid chips vereist. Afgelopen zomer heeft wel laten zien dat het elektriciteitsnetwerk een stuk slimmer moet worden om te voldoen aan de toegenomen lokale productie met bijvoorbeeld zonnecellen en windmolens. Ook het gebruik van energie-opslag betekent dat er veel meer gecommuniceerd moet worden, allemaal met behulp van chips. Het lijkt enigszins op het internet-of-things, waardoor een heel huis tegenwoordig ook slim kan worden gemaakt. Veel van deze dingen zitten nog in een stadium waar er sprake is van een selecte groep gebruikers, maar net als met mobiele telefonie (waar uiteraard ook chips in gaan) zullen veel van die zaken in de toekomst standaard worden. Voordeel van het combineren van verschillende cycli tot een supercyclus is dat de nadruk daardoor meer zou moeten liggen op de structurele groei en veel minder op de specifieke cyclus. Daarbij hoort een hogere waardering.

De overeenkomst tussen al die chips is dat ze allemaal nog worden gebakken op silicium. In de race naar sneller, betere en meer efficiënte processoren lopen de ingenieurs echter aan tegen fysieke grenzen. Nu worden chips steeds vaker bovenop elkaar geplaatst, een beetje zoals de binnenstedelijke verdichting. Daardoor worden chips groter. Nadeel is wel dat ze meer warmte produceren, ondanks het feit dat de chip per saldo minder energie verbruikt. De Ponte Vecchio chip van Intel verbruikt maar liefst 600 watt. Er wordt dus gekeken naar ander materiaal dan silicium. Er zijn minimaal 12 kandidaten die allemaal in drie groepen zijn te verdelen. In de eerst groep zitten materialen met een groter verschil tussen het geleiden of het niet geleiden van elektriciteit. Dat zijn materialen als gallium nitride en silicium carbide, dat laatste is feitelijk een combinatie van silicium en carbon, een extreem hard materiaal. De tweede groep is materialen met twee dimensies. Dit materiaal is vaak maar 1 atoom dik, bekend is onder andere het gebruik van grafeen (een enkele laag koolstofatomen). Dat materiaal kan worden opgerold tot nano tubes, extreem geleidend en het reageert ook goed op licht. Een nachtzichtcamera met silicium is niet mogelijk, met grafeen wel. Nadeel van materiaal van 1 atoom dik is wel de kwetsbaarheid, daar moet nog het nodige werk voor worden verzet. De laatste groep is een groep chips die niet langer gebruik te maken van electronen, maar van photonen. Chips op basis van photonen zijn in theorie ideaal. Er is niets sneller dan licht en ook de communicatie via glasvezel kan naadloos daarop aanluiten. Daarmee kan een chip tot wel 300 keer sneller worden gemaakt. Dat gaat alleen niet meer in silicium, maar bijvoorbeeld in lithium niobaat of barium titanaat. Maar ook deze chip zal nog vele jaren in beslag nemen om te ontwikkelen. In de tussentijd zullen we nog geruime tijd voortmoeten met silicium.

Via: Auréus