Industria de semiconductores

Procesos de
fabricación de
semiconductores
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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 en torno a 1960, cuando 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 hasta superar los 481.000 millones de dólares, en 2018.[1]​

La industria de semiconductores es, a su vez, la fuerza impulsora de la industria electrónica en general,[2]​ con unas ventas anuales de electrónica de potencia de 135.000 millones de libras (216.000 millones de dólares) a partir de 2011,[3]​ unas ventas anuales de electrónica de consumo que se espera que alcancen los 2,9 billones de dólares en 2020,[4]​ unas ventas de la industria tecnológica que se espera que alcancen los 5 billones de dólares en 2019,[5]​ y un comercio electrónico con más de 29 billones de dólares en 2017.[6]​ En 2019, el 32,4 % del segmento de mercado de semiconductores correspondía a redes y dispositivos de comunicaciones.[7]​

En 2021, las ventas de semiconductores alcanzaron la cifra récord de 555 900 millones de dólares, un 26,2 % más, y las ventas en China alcanzaron los 192 500 millones de dólares, según la Asociación de la Industria de Semiconductores. En el año natural se envió la cifra récord de 1,15 billones de unidades de semiconductores.[8]​ Se prevé que la industria de los semiconductores alcance los 726.730 millones de dólares en 2027.[9]​

Estructura del sector

La industria mundial de semiconductores está dominada por empresas de Estados Unidos, Taiwán, Corea del Sur, Japón y Países Bajos, con una presencia significativa de Israel y Alemania.[10]​

Las características únicas de la industria incluyen un crecimiento continuo, pero en un patrón cíclico con alta volatilidad. Si bien el crecimiento medio anual de la industria de semiconductores en los últimos 20 años es del orden del 13%, ha ido acompañado de una volatilidad del mercado igualmente superior a la media, que puede dar lugar a oscilaciones cíclicas significativas, cuando no dramáticas. Esto ha hecho necesario un alto grado de flexibilidad e innovación para adaptarse constantemente al rápido ritmo de cambio del mercado, ya que muchos productos que incorporan dispositivos semiconductores suelen tener un ciclo de vida muy corto.[11]​

Al mismo tiempo, el ritmo de mejora constante de la relación precio-rendimiento en la industria de los semiconductores es asombroso. Como consecuencia, los cambios en el mercado de los semiconductores no sólo se producen con extrema rapidez, sino que también anticipan los cambios en industrias que evolucionan a un ritmo más lento. La industria de los semiconductores está ampliamente reconocida como motor clave y facilitador tecnológico de toda la cadena de valor de la electrónica.[12]​

La industria se basa en el modelo de fundición, que consta de plantas de fabricación de semiconductores (fundiciones) y operaciones de diseño de circuitos integrados, cada una de ellas perteneciente a empresas o filiales separadas. Algunas empresas, conocidas como fabricantes de dispositivos integrados, diseñan y fabrican semiconductores. El modelo de fundición ha dado lugar a una consolidación entre las fundiciones. A partir de 2021, sólo tres empresas podrán fabricar los semiconductores más avanzados: TSMC de Taiwán, Samsung de Corea del Sur e Intel de Estados Unidos.[13]​ En parte, esto se debe a los elevados costes de capital que supone construir fundiciones. La última fábrica de TSMC, capaz de fabricar semiconductores con un proceso de 3 nm y terminada en 2020, costó 19.500 millones de dólares.[13]​

Intel está considerando subcontratar parte de la producción a TSMC. Actualmente sólo puede producir semiconductores de 10 nm, mientras que TSMC y Samsung pueden producir ambos de 5 nm.[13]​ 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 costes de desarrollo de nodos de proceso más pequeños.[14]​

Exportación de circuitos electrónicos integrados por país o región a partir de 2016, por clasificación comercial HS4

Ventas de semiconductores

Ingresos por ventas

Exportación de semiconductores discretos a partir de 2016, por Sistemas Armonizados de Designación y Codificación de Mercancías de las Naciones Unidas 4
Ventas anuales de semiconductores (1987-2018)
Año Ingresos (nominales) Ingresos (inflación) Ref.
2022 $601,694,000,000 [15]​
2021 $594,952,000,000
2020 $466,237,000,000 [16]​
2019 $422,237,000,000
2018 $481,090,000,000 $583,730,000,000 [1]​
2017 $420,390,000,000 $522,550,000,000
2016 $345,850,000,000 $439,070,000,000
2015 $335,170,000,000 $430,830,000,000 [17]​
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 [18]​
2006 $247,700,000,000 $374,400,000,000
2005 $227,000,000,000 $354,000,000,000 [17]​
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 en 2017[1]​
Sector industrial Ingresos Cuota de mercado Ref.
Memoria $124 billones 30% [19]​
Lógica $102.2 billones 25%
Microprocesador $63.9 billones 16%
Semiconductores de potencia $36.8 billones 9% [20]​
Total $420.39 billones 100%
Desglose de ventas en 2008
Tipo de semiconductor Ingresos Cuota de mercado Ref.
Chip de circuito integrado $250 billones 89.3% [21]​
Semiconductores compuestos $20 billones 7.1%
Transistores de potencia $10 billones 3.6% [22]​
Total $280 billones 100%

Cuota de mercado

Cuota de mercado de los microprocesadores (2022)[23]​
Sector industrial Cuota de mercado
Computadoras y equipos periféricos 32.3%
Electrónica de consumo 21.2%
Equipos de telecomunicaciones 16.5%
Electrónica industrial 14.3%
Industria espacial y de defensa 11.5%
Tecnología del transporte 4.2%

Empresas más grandes

Mayores empresas de semiconductores (líderes en ventas anuales de semiconductores)
Rango 2021[24]​ 2020[25]​ 2018[26]​ 2017[26]​ 2011[27]​ 2006[28]​ 2000[28]​ 1995[28]​ 1992[29]​ 1990[28]​ 1986[30]​ 1985[28]​ 1975[30]​
1 Samsung Intel Samsung Samsung Intel Intel Intel Intel NEC NEC NEC NEC TI
2 Intel Samsung Intel Intel Samsung Samsung Toshiba NEC Toshiba Toshiba Toshiba TI Motorola
3 SK Hynix TSMC SK Hynix TSMC TSMC TI NEC Toshiba Intel Hitachi Hitachi Motorola Philips
4 Micron SK Hynix TSMC SK Hynix TI Toshiba Samsung Hitachi Motorola Intel ? Hitachi ?
5 Qualcomm Micron Micron Micron Toshiba ST TI Motorola Hitachi Motorola ? Toshiba
6 Nvidia Qualcomm Broadcom Broadcom Renesas Renesas Motorola Samsung TI Fujitsu ? Fujitsu
7 Broadcom Broadcom Qualcomm Qualcomm Qualcomm Hynix ST TI ? Mitsubishi ? Philips
8 TI Nvidia Toshiba TI ST Freescale Hitachi IBM Mitsubishi TI ? Intel
9 Mediatek TI TI Toshiba Hynix NXP Infineon Mitsubishi ? Philips ? National
10 AMD Infineon Nvidia Nvidia Micron NEC Philips Hyundai ? Panasonic ? Panasonic
Principales empresas de semiconductores
Nombre País Tipo de fabricante Productos de hardware
Samsung Electronics Bandera de Corea del Sur Corea del Sur IDM Memoria NAND flash, DRAM, Sensor CMOS, transceptores de RF, pantalla OLED, SSD
Intel Bandera de Estados Unidos Estados Unidos IDM x86-64, microprocesador, GPU, SSD, DRAM
TSMC Bandera de Taiwán Taiwán Pure-play
SK Hynix[Notas 1]​ Bandera de Corea del Sur Corea del Sur IDM memoria flash, DRAM, SSD, sensor CMOS
Micron[Notas 2]​ Bandera de Estados Unidos Estados Unidos IDM DRAM, flash NAND, SSD, flash NOR, NAND gestionada, paquetes multichip
Qualcomm Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless Módulo RF, procesador de señales digitales, sistema Snapdragon en chip
Broadcom Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless Banda ancha/Wi-Fi/Módems Bluetooth, DSP personalizados y CPU ARM
Kioxia[Notas 3]​ Bandera de Japón Japón IDM Memoria flash NAND, SSD
Texas Instruments (TI) Bandera de Estados Unidos Estados Unidos IDM Microcontrolador, SoC, DSP, amplificadores, convertidores de datos
Analog Devices[Notas 4]​ Bandera de Estados Unidos Estados Unidos IDM Amplificadores, convertidores de datos, productos de audio y vídeo, RF y microondas, sensores, MEMS
Microchip Bandera de Estados Unidos Estados Unidos IDM Microcontroladores y semiconductores analógicos
NXP Bandera de los Países Bajos Países Bajos IDM PMIC, Procesador multimedia, MIFARE, LPC
MediaTek Bandera de Taiwán Taiwán Fabless SoC, chipset, CPU, GPU, DSP
Infineon[Notas 5]​ Bandera de Alemania Alemania IDM Microcontroladores y dispositivos semiconductores de potencia
Bosch Bandera de Alemania Alemania IDM
STMicroelectronics Bandera de Francia Francia / Bandera de Italia Italia IDM ASIC, Microcontroladores
Sony Bandera de Japón Japón IDM Sensor de píxel activo, memoria flash NAND
ARM Bandera del Reino Unido Reino Unido Fabless Microprocesador
AMD Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless CPU x86-64, GPU, chipset de placa base, SDRAM
Nvidia Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless GPU
Semiconductor ON Bandera de Estados Unidos Estados Unidos IDM
UMC Bandera de Taiwán Taiwán Pure-play
Apple Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless Chips de Apple
IBM Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless Microprocesadores IBM Power, arquitectura z
Mitsubishi Electric Bandera de Japón Japón IDM Dispositivos semiconductores de potencia
Tower Semiconductor Bandera de Israel Israel IDM
Xilinx Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Fabless Dispositivo lógico programable
SMIC Bandera de la República Popular China China Pure-play
Nordic Semiconductor Bandera de Noruega Noruega Fabless Bluetooth, wifi, móvil de baja potencia
Laboratorio de semiconductores Bandera de la India India Pure-play Dispositivos semiconductores de potencia, Microprocesadores

Notas:

  • Fundidoras pure-play - Están especializadas en servicios de fundición. Pueden ofrecer o no servicios de diseño a terceros, así como servicios de fabricación de máscaras (máscara fotográfica), envasado de semiconductores y ensayos, que también pueden subcontratarse a otras empresas. Un ejemplo es TSMC, que ofrece servicios de diseño, pruebas y embalaje, TCE photomasks, que sólo ofrece servicios de fabricación de máscaras, y ChipMOS, que sólo ofrece servicios de embalaje y pruebas.
  • IDM (fabricantes de dispositivos integrados) - Pueden ofrecer o no servicios de fundición.
  • Proveedores Fabless - No ofrecen servicios de fundición. Pueden o no ofrecer servicios de diseño a terceros.

Envíos de dispositivos

Dispositivos semiconductores (est. millones de unidades fabricadas)[31]​
Año Optoelectrónica Sensor / Actuador MOSFET[32]​
1960 - 2001 ? ? 2,900,000,000,000,000
2002 23,164 1,654
2003 28,955 2,482
2004 38,056 3,310
2005 44,675 4,137
2006[33]​ 55,429 4,137
2007[34]​ 67,839 4,136
2008 76,939 4,964
2009 91,003 4,964
2010 97,622 6,619
2011 110,031 8,273
2012 129,886 11,583
2013 131,541 14,064
2014 - 2015 ? ? 10 100,000,000,000,000
2016[35]​[36]​ 217 200 17 376
2017 - 2018 ? ?
1960 - 2018 1,112,340+ 87,699+ 13,000,000,000,000,000

Circuitos integrados

Chips de circuitos integrados (est. millones de unidades fabricadas)[31]​
Año Memoria MOS MPU / MCU Analog Logic ASIC ASSP Total
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
1997 7,155[39]​ ? ? ? ? ? 60,100[34]​
1998 - 1999 ? ? ? ? ? ? ?
2000[40]​ ? ? ? ? ? ? 89,100
2001 ? ? ? ? ? ? ?
2002 9,100 6,619 24,819 11,582 2,482 23,992 78,594
2003 10,755 6,618 30,611 14,064 1,655 25,646 89,349
2004 13,237 9,100 33,092 14,064 1,654 33,092 104,239
2005 15,719 8,273 37,229 14,891 2,481 38,056 116,649
2006[33]​ 18,201 10,755 43,020 18,200 2,482 45,501 141,600
2007[34]​ 23,992 12,409 48,811 18,201 3,309 45,502 156,000
2008 25,646 12,410 49,639 18,200 1,655 47,156 154,706
2009 28,128 11,582 43,020 14,892 2,482 43,847 143,951
2010[40]​ 33,919 16,546 57,084 19,028 1,654 57,911 189,800
2011 33,919 17,374 56,256 19,028 1,655 58,738 186,970
2012 34,747 17,373 57,084 17,373 1,655 57,083 185,315
2013 33,919 16,546 67,839 18,201 2,481 64,530 203,516
2014 ? 18,600[41]​ ? ? ? ? ?
2015 ? 22,058[42]​ ? ? ? ? 235,600[40]​
2016[35]​[36]​ 43 440 21,174[42]​ 130 320 52 128 ? ? 342 416
2017 ? 25,797[42]​ ? ? ? ? 581 321[43]​
2018 ? ? ? ? ? ? 634 700[43]​
1960 - 2018 356,879+ 274,298+ 635,804+ 249,852+ 25,645+ 541,054+ 4,043,926+

Dispositivos discretos

Dispositivos discretos (est. millones de unidades fabricadas)[44]​[31]​
Año Transistores discretos Diodo Total
Potencia Señal pequeña Total
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
2010 53 000[47]​ ? 53 000+ ? 371,458
2011 45,000 110,000 155 000 143,000 356 000
2012 ? ? ? ? 345,812
2013 44,000 103,000 147 000 146,000 358,000
2014 48,000 109,000 157 000 154,000 380,000
2015[40]​ 52,000 107,000 159 000 150,000 372,000
2016[35]​ 53 300 ? 53,300+ ? 382 272
2017 58 100 ? 58,100+ ? 58,100+
2018 62,800 ? 62,800+ ? 62,800+
1954 - 2018 416,200+ 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 pruebas de semiconductores subcontratados) de la industria.[30]​

Rango Fundición IDM Fabless OSAT
1 Bandera de Taiwán Taiwán Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Bandera de Taiwán Taiwán
2 Bandera de Estados Unidos Estados Unidos Bandera de Corea del Sur Corea del Sur Bandera de Taiwán Taiwán Bandera de Estados Unidos Estados Unidos
3 Bandera de la República Popular China China Bandera de Japón Japón Bandera de la República Popular China China Bandera de la República Popular China China
4 Bandera de Corea del Sur Corea del Sur Bandera de Unión Europea Unión Europea Bandera de Unión Europea Unión Europea Bandera de Singapur Singapur
5 Bandera de Israel Israel Bandera de Taiwán Taiwán Bandera de Japón Japón Bandera de Japón Japón

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

Véase también

Notas

  1. ↑ Anteriormente Hyundai Electronics
  2. ↑ Adquirió Memoria Elpida y Powerchip.
  3. ↑ Anteriormente memoria Toshiba
  4. ↑ Adquirió Maxim Integrated
  5. ↑ Adquirió Cypress Semiconductor

Referencias

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  9. ↑ Kamal, Kamal Y. (2022). "La era del silicio: tendencias en la industria de los dispositivos semiconductores" (PDF). Revista de ciencias de la ingeniería y tecnología. 15 (1): 110–115. doi:10.25103/jestr.151.14. ISSN 1791-2377. S2CID 249074588. Recuperado el 2022-05-26.
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Enlaces externos

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