Soluzioni per l'industria dei semiconduttori

Le aziende produttrici di semiconduttori devono affrontare sfide uniche, quali l'aumento della domanda combinato con la concorrenza, contratti di grandi volumi e supply chain dinamiche. Scoprite come le soluzioni PTC possono accelerare il time-to-market, gestire la complessità e ottimizzare le supply chain.

Come si sta evolvendo l'industria dei semiconduttori?

I semiconduttori sono componenti fondamentali delle moderne tecnologie di cui disponiamo oggi, come computer, smartphone, server, televisori, automobili e altro ancora. Queste aziende producono un'ampia varietà di chip: microprocessori, chip di memoria, unità di elaborazione grafica, circuiti integrati per applicazioni e microcontrollori.

In qualità di produttori di un prodotto molto richiesto, devono fare i conti con le pressioni del tempo e del mercato, la concorrenza e le supply chain globali. Con la tecnologia che cambia così rapidamente e con molte applicazioni, i semiconduttori devono innovarsi a un ritmo accelerato. Con l'aumento degli investimenti nell'intelligenza artificiale (AI), aumenta anche la domanda di semiconduttori e chip sofisticati per alimentare queste soluzioni.

Panoramica del mercato globale dei semiconduttori

Settore in forte crescita

Le vendite globali di semiconduttori hanno raggiunto i 630 miliardi di dollari nel 2024, con un aumento del 19,1% rispetto all'anno precedente. Anche per il 2025 è prevista una crescita a doppia cifra.

Le vendite globali di semiconduttori hanno raggiunto i 630 miliardi di dollari nel 2024, con un aumento del 19,1% rispetto all'anno precedente. Anche per il 2025 è prevista una crescita a doppia cifra.

L'Asia domina il settore manifatturiero

La Corea del Sud, Taiwan e la Cina rappresentano circa il 70% della capacità produttiva totale di semiconduttori, anche se ci sono iniziative volte a trasferire la produzione negli Stati Uniti, in Germania e in altri paesi.

La Corea del Sud, Taiwan e la Cina rappresentano circa il 70% della capacità produttiva totale di semiconduttori, anche se ci sono iniziative volte a trasferire la produzione negli Stati Uniti, in Germania e in altri paesi.

L'intelligenza artificiale genera domanda

Gli investimenti nell'intelligenza artificiale sono in aumento, così come la domanda di chip gen AI: un mix di CPU, GPU, chip di comunicazione per data center, memoria, chip di alimentazione e altro ancora. Le vendite potrebbero raggiungere i 150 miliardi di dollari nel 2025.

Gli investimenti nell'intelligenza artificiale sono in aumento, così come la domanda di chip gen AI: un mix di CPU, GPU, chip di comunicazione per data center, memoria, chip di alimentazione e altro ancora. Le vendite potrebbero raggiungere i 150 miliardi di dollari nel 2025.

Le sfide che deve affrontare l'industria dei semiconduttori

Interruzioni della supply chain

La supply chain globale e interconnessa dell'industria dei semiconduttori rimane altamente vulnerabile alle tensioni geopolitiche, alle catastrofi naturali e alle strozzature logistiche. Mantenere un approvvigionamento costante di materie prime critiche e attrezzature di produzione avanzate è essenziale per soddisfare la domanda crescente e il ritmo dell'innovazione.

Aumento dei costi e pressione sui margini

L'aumento dei costi di ricerca e sviluppo, produzione di nodi avanzati e consumo energetico, unito alle pressioni per rimanere competitivi in termini di costi, limita i margini e richiede un'attenta pianificazione finanziaria e operativa.

Efficienza produttiva

Adattare le strategie di produzione e i processi di sviluppo dei prodotti per bilanciare la crescente domanda di personalizzazione con l'esigenza di efficienza e scalabilità, riducendo al minimo i costi e i tempi di consegna.

Al passo con le innovazioni del settore

Le aziende produttrici di semiconduttori sono sottoposte alla pressione di una domanda elevata e alla necessità di innovazione costante. Secondo la legge di Moore, il numero di transistor presenti nei chip dei computer raddoppia circa ogni due anni.

Per rimanere all'avanguardia in un contesto in cui i progressi tecnologici sono in rapida accelerazione, è necessario reinvestire continuamente in ricerca e sviluppo, partnership ecosistemiche e preparazione alle innovazioni dirompenti.

Obiettivi di sostenibilità ed efficienza energetica

Il raggiungimento di obiettivi di sostenibilità ambiziosi e la riduzione dell'impatto ambientale della produzione di semiconduttori richiedono cambiamenti sostanziali nella progettazione dei processi e nelle strategie di gestione energetica.

Carenza di talenti nell'ingegneria avanzata

Il settore dei semiconduttori deve affrontare una carenza continua di ingegneri e tecnici altamente qualificati esperti in tecnologie all'avanguardia come l'intelligenza artificiale, l'informatica quantistica e la litografia avanzata, mettendo a rischio i processi di innovazione.

Settori interessati dai semiconduttori

L'industria dei semiconduttori è un anello importante nella catena di approvvigionamento di molti altri settori critici e l'incapacità di fornire innovazioni tempestive o di soddisfare la domanda crescente può avere ripercussioni di ampia portata.

Elettronica di consumo

Il settore dell'elettronica di consumo, che comprende smartphone, laptop e dispositivi IoT, rimane altamente sensibile ai progressi nel campo dei semiconduttori, poiché eventuali ritardi ostacolano direttamente il lancio dei prodotti e il progresso tecnologico.

Industria automobilistica

L'industria automobilistica fa ampio ricorso a chip avanzati per i veicoli elettrici (EV), le tecnologie di guida autonoma e i sistemi di infotainment di nuova generazione. Interruzioni nella fornitura o stagnazione nell'innovazione possono bloccare la produzione di veicoli, con ripercussioni sia sui produttori che sui consumatori a livello globale.

Dispositivi medici

Il settore MedTech, in particolare quello dei dispositivi medici, dipende sempre più dai semiconduttori all'avanguardia per le tecnologie di imaging, i dispositivi indossabili e le apparecchiature diagnostiche salvavita, dove affidabilità e innovazione sono requisiti imprescindibili.

Aerospaziale e difesa

Il settore aerospaziale e della difesa si affida ai semiconduttori per sistemi di navigazione avanzati, tecnologie di comunicazione, sistemi radar e aeromobili a pilotaggio remoto (APR). Questi componenti sono fondamentali per garantire precisione, sicurezza ed efficienza operativa in ambienti ad alto rischio in cui le prestazioni non possono essere compromesse.

Automazione industriale

Il settore dell'automazione industriale utilizza semiconduttori per alimentare robotica, sistemi di controllo e sensori utilizzati nei processi di produzione e fabbricazione. Queste tecnologie ottimizzano l'efficienza, migliorano la precisione e consentono la perfetta integrazione di soluzioni per fabbriche intelligenti, promuovendo l'innovazione e la produttività in vari settori.

Telecomunicazioni

Il settore delle telecomunicazioni si affida ai semiconduttori per supportare la trasmissione dati ad alta velocità, l'infrastruttura di rete e i dispositivi mobili. Questi componenti consentono tecnologie di comunicazione avanzate, come il 5G, garantendo una connettività più veloce, una latenza ridotta e la capacità di gestire volumi di dati maggiori, essenziali per i moderni sistemi di comunicazione.

Ottimizzazione della gestione dei dati di prodotto per promuovere l'innovazione

Infineon adotta una moderna strategia PLM per migliorare l'efficienza, ridurre gli errori e promuovere l'innovazione. Sfruttando strumenti come Windchill PLM e favorendo la collaborazione con PTC, trasforma la gestione dei dati, consentendo una perfetta integrazione, processi migliorati e progressi sostenibili.

Le tecnologie PTC per l'industria dei semiconduttori

Application lifecycle management (ALM)

Con l'ALM, i team forniscono software di alta qualità unificando la gestione dei requisiti, dei rischi e dei test utilizzando capacità di ingegneria agile.

Product lifecycle management (PLM)

Il PLM coordina i dati ai reparti e ai sistemi a valle, in modo che i team possano lavorare contemporaneamente da un'unica fonte di dati.

Il futuro dell'industria dei semiconduttori

Il futuro dell'industria dei semiconduttori è destinato a una crescita straordinaria, con previsioni che stimano che il mercato raggiungerà 1.000 miliardi di dollari entro il 2030. Questa impennata è in gran parte guidata da tecnologie emergenti come l'intelligenza artificiale, le reti 5G, l'IoT e i prodotti intelligenti. Per soddisfare questa domanda in aumento e affrontare le vulnerabilità della catena di approvvigionamento globale, c'è una forte spinta alla rivitalizzazione della produzione nazionale di semiconduttori, sostenuta da importanti iniziative e finanziamenti governativi.

Guida per l'industria dei semiconduttori alla moderna strategia PLM

Trasforma il tuo business nel settore dei semiconduttori: il PLM moderno favorisce l'innovazione, la velocità e la resilienza per i leader del settore.

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Rafforzamento della supply chain dei semiconduttori

Sblocca la resilienza e l'innovazione: scopri come i leader del settore dei semiconduttori stanno trasformando le supply chain per alimentare il futuro tecnologico da 1.000 miliardi di dollari.

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Garantire il controllo qualità nella produzione elettronica

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Domande frequenti

Che cos'è un semiconduttore?

Un semiconduttore è un materiale, solitamente silicio o simili, che possiede proprietà che gli consentono di condurre elettricità in condizioni specifiche. Questa conduttività controllabile lo rende la colonna portante dell'elettronica moderna, consentendo la creazione di microchip e circuiti integrati che alimentano tutto, dagli smartphone ai sistemi informatici avanzati.

I recenti progressi nella produzione di semiconduttori si sono concentrati sull'aumento dell'efficienza e delle prestazioni, riducendo al contempo l'impatto ambientale. Uno sviluppo chiave è il passaggio a nodi tecnologici più piccoli su scala nanometrica, che consentono di ottenere chip più potenti ed efficienti dal punto di vista energetico.

Molte aziende stanno adottando tecniche di produzione avanzate, come la litografia a ultravioletti estremi (EUV), che ha accelerato l'innovazione, consentendo la creazione di progetti più complessi e precisi.

Queste innovazioni non solo soddisfano la crescente domanda di dispositivi all'avanguardia e supportano i progressi dell'intelligenza artificiale, ma aprono anche la strada a processi di produzione più sostenibili.

Quali sono i componenti di un semiconduttore?

I componenti principali di un semiconduttore sono costituiti da materiali che presentano proprietà intermedie tra quelle dei conduttori e degli isolanti, consentendo loro di controllare efficacemente la corrente elettrica.

Il silicio è il materiale più utilizzato nei semiconduttori grazie alla sua abbondanza, stabilità e proprietà elettroniche adeguate. Vengono utilizzati anche altri materiali, come l'arseniuro di gallio, il carburo di silicio e il germanio, in particolare per applicazioni specializzate come dispositivi ad alta frequenza o elettronica di potenza.

I vincoli della catena di approvvigionamento, le tensioni geopolitiche e le sfide ambientali nell'estrazione di materiali critici creano vulnerabilità nell'industria dei semiconduttori. Le soluzioni includono la diversificazione dell'approvvigionamento, gli investimenti nel riciclaggio e l'adozione di alternative sostenibili per garantire la catena di approvvigionamento e ridurre l'impatto ambientale. Comprendere queste sfide è fondamentale per mantenere la competitività.

Qual è la differenza tra semiconduttori, conduttori e isolanti?

In breve, i conduttori trasportano facilmente l'elettricità, gli isolanti la impediscono e i semiconduttori possono fare entrambe le cose a seconda delle condizioni, rendendoli indispensabili per la tecnologia moderna.

Semiconduttori: materiali con conduttività elettrica intermedia tra quella dei conduttori e quella degli isolanti. Possono condurre elettricità in determinate condizioni (ad esempio, il silicio nei chip e nei transistor). La loro conduttività può essere controllata mediante drogaggio o fattori esterni come la temperatura.
Conduttori: materiali che consentono all'elettricità di fluire liberamente grazie alla presenza di elettroni liberi. Ne sono un esempio i metalli come il rame e l'alluminio, ampiamente utilizzati nei cavi e nei componenti elettrici grazie alla loro elevata conduttività.
Isolanti: materiali che resistono al flusso di elettricità perché privi di elettroni liberi. Ne sono un esempio la gomma, il vetro e la plastica, spesso utilizzati per rivestire o proteggere i materiali conduttivi nei sistemi elettrici.

Quali sono i tipi di semiconduttori?

Ogni tipo di semiconduttore svolge un ruolo cruciale in diverse applicazioni tecnologiche, offrendo vantaggi specifici in base alle proprie proprietà.

Semiconduttori intrinseci ed estrinseci

Semiconduttori intrinseci: sono semiconduttori puri senza alcuna impurità. La loro conduttività elettrica deriva esclusivamente dal materiale stesso, come il silicio o il germanio, rendendoli meno conduttivi rispetto ad altri tipi, a meno che non siano influenzati da fattori esterni come la temperatura.

Semiconduttori estrinseci: questi semiconduttori sono creati introducendo impurità in un materiale semiconduttore puro, un processo chiamato drogaggio. Ciò ne migliora la conduttività e li divide in due tipi:

Semiconduttori di tipo N e di tipo P

Esistono due tipi di semiconduttori estrinseci:

Semiconduttori di tipo N: presentano un eccesso di elettroni, che fungono da portatori di carica maggioritari
Semiconduttori di tipo P: presentano una carenza di elettroni, creando dei “buchi” che fungono da portatori di carica maggioritari

Materiali semiconduttori comuni

Esistono due categorie principali di materiali semiconduttori:

Semiconduttori composti: realizzati combinando due o più elementi, come l'arseniuro di gallio (GaAs), sono utilizzati per applicazioni specializzate, come l'elettronica ad alta velocità e l'optoelettronica, grazie alle loro proprietà superiori.
Semiconduttori organici: realizzati con materiali organici (a base di carbonio), sono utilizzati nell'elettronica flessibile e nei diodi organici a emissione di luce (OLED) grazie alla loro leggerezza e flessibilità.

Chi utilizza i semiconduttori?

I semiconduttori sono una parte invisibile della nostra vita quotidiana e vengono utilizzati da un'ampia gamma di industrie e settori grazie al loro ruolo essenziale nella tecnologia moderna:

L'industria dell'elettronica di consumo fa ampio ricorso ai semiconduttori per dispositivi quali smartphone, laptop e tablet
L'industria automobilistica li utilizza ampiamente nell'elettronica dei veicoli, nei sensori e nei sistemi avanzati di assistenza alla guida
Il settore delle telecomunicazioni impiega semiconduttori nelle infrastrutture di rete, compresa la tecnologia 5G e le apparecchiature di trasmissione dati
I semiconduttori sono fondamentali anche per la tecnologia sanitaria, alimentando dispositivi medici e strumenti diagnostici

Dall'automazione industriale ai sistemi di energia rinnovabile, i semiconduttori sono un componente fondamentale in innumerevoli applicazioni, guidando l'innovazione e l'efficienza in vari campi.

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