Se state leggendo questo articolo, significa che i semiconduttori e l'IA stanno prendendo il sopravvento

Il settore dei semiconduttori non ha motivi di rammarico in estate, grazie anche alla domanda di chip per applicazioni di intelligenza artificiale generativa come ChatGPT di OpenAI.

Negli ultimi anni, il settore dei semiconduttori ha registrato un notevole allontanamento dai suoi tradizionali schemi ciclici, abbracciando un comportamento più secolare che sfida gli alti e bassi legati ai cicli economici. Questa trasformazione può essere attribuita a una serie di fattori, tra cui la presenza sempre più massiccia della tecnologia nella nostra vita quotidiana e l'aumento della domanda di semiconduttori in diversi settori. A differenza della volatilità del passato, il mercato dei semiconduttori mostra oggi una notevole resilienza, trainato da tendenze a lungo termine come l'intelligenza artificiale, l'Internet delle cose e il cloud computing. Questo cambiamento riflette la capacità del settore di adattarsi alle dinamiche di mercato in evoluzione, sostenendo una domanda costante e promuovendo l'innovazione anche in presenza di fluttuazioni economiche.¹

Mentre continuiamo a cavalcare l'onda del progresso tecnologico, i semiconduttori e l'intelligenza artificiale (IA) sono in prima linea sul fronte di questa evoluzione. Insieme, essi stimolano la crescita reciproca, dando impulso a un'era di rivoluzione tecnologica senza precedenti. L'approfondimento del rapporto tra questi due domini annuncia una nuova ondata di innovazione. Il futuro dell'IA è ancorato alla creazione di nuovi chip per semiconduttori ottimizzati per l'IA: una dinamica che, a nostro avviso, è destinata ad alimentare una crescita significativa nei prossimi 5 anni. Questo blog esamina l'interdipendenza tra semiconduttori e IA, i progressi tecnologici che ne determinano l'integrazione e le prospettive future di questo fiorente settore.

• In che modo i semiconduttori sono alla base del successo di ChatGPT?
• Gli utili di NVIDIA nel primo trimestre del 23 evidenziano la conquista del mercato dell'IA e dei semiconduttori
• L'intelligenza artificiale sta accelerando la progettazione e la produzione di semiconduttori?
• Il tasso di crescita degli strumenti di progettazione basati sull'IA è destinato a superare di tre volte le vendite di chip?
• Parentesi dell'industria dei semiconduttori: 4 Categorie chiave di partecipanti
• In che modo la legge statunitense sui CHIP andrà a vantaggio dei grandi produttori di semiconduttori?

In che modo i semiconduttori sono alla base del successo di ChatGPT?

L'apprendimento automatico e il suo insaziabile appetito per i dati si basano fortemente sui semiconduttori per l'elaborazione e l'archiviazione. La crescente complessità e la domanda di applicazioni di intelligenza artificiale fanno sì che i semiconduttori, in particolare le unità di elaborazione grafica (GPU), siano sempre più importanti. Grazie alle loro capacità multitasking, le GPU sono fondamentali per la gestione dell'enorme quantità di dati necessari per l'addestramento dei modelli di IA, garantendo il funzionamento efficiente di applicazioni come ChatGPT.

Con la crescente complessità delle applicazioni, la domanda di chip semiconduttori avanzati aumenterà. Questa crescente domanda rappresenta un'opportunità significativa e promettente per le aziende del settore dei semiconduttori. Ad esempio, le unità di elaborazione grafica (GPU) sono i potenti motori che guidano società come OpenAI e le sue applicazioni, tra cui ChatGPT, sono molto richieste. Grazie alla loro capacità di gestire più attività contemporaneamente e soprattutto in modo efficiente, le GPU sono perfette per l'elaborazione intensiva richiesta dall'apprendimento automatico. Questi motori di elaborazione gestiscono i vasti dati necessari per l'addestramento di modelli di IA generativa che utilizzano trasformatori generativi preaddestrati (GPT), consentendo risposte più rapide e una migliore comprensione del linguaggio. In parole povere, i semiconduttori sono la struttura di supporto fondamentale, che garantisce il buon funzionamento di applicazioni di IA come ChatGPT.

Le GPU svolgono inoltre un ruolo fondamentale in un ampio spettro di applicazioni di IA, tra cui:

• Elaborazione del linguaggio naturale: Le GPU decodificano le complessità del linguaggio umano, trovando posto in applicazioni come gli assistenti vocali e la traduzione automatica.
• Riconoscimento facciale: Le GPU identificano gli individui nelle immagini e nei video, uno strumento che trova applicazione in settori che vanno dalla sicurezza al marketing.
• Veicoli autonomi: Le GPU gestiscono abilmente i dati dei sensori, guidando i veicoli in modo sicuro attraverso le strade cittadine.

Gli utili di NVIDIA nel primo trimestre del 23 evidenziano la conquista del mercato dell'IA e dei semiconduttori

NVIDIA (NASDAQ: NVDA) ha recentemente registrato ottimi risultati, con ricavi e utili per azione che hanno superato le previsioni degli analisti.²L'aumento della domanda di GPU NVIDIA, utilizzate ampiamente nelle applicazioni IA, sta dando impulso alla crescita della società. Con l'aumento della domanda di applicazioni basate sull'IA, aumenterà anche la domanda di semiconduttori e riteniamo che NVIDIA sia ben posizionata per beneficiare di questa crescita. È uno dei principali fornitori di GPU per le applicazioni di IA e sta raccogliendo i frutti delle partnership con società di IA come OpenAI e Google AI.

Crescita e previsioni del mercato globale dei semiconduttori

Fonte: Statistiche sul commercio mondiale di semiconduttori e crescita annuale prevista da Mckinsey. Le performance passate non sono indicative dei risultati futuri. Non costituiscono una raccomandazione ad acquistare o vendere alcuno dei titoli/degli strumenti finanziari ivi citati, o un invito ad agire Unicamente per finalità illustrative. L'effettiva crescita futura del mercato dei semiconduttori non è nota.

L'esigenza di una maggiore potenza di calcolo, dell'intelligenza artificiale e della connettività digitale ha determinato una crescita significativa del mercato dei semiconduttori. McKinsey stima che il fatturato dei semiconduttori potrebbe raddoppiare da 550 milioni di dollari nel 2022 a oltre 1.000 miliardi di dollari entro il 2030.³

L'intelligenza artificiale sta accelerando la progettazione e la produzione di semiconduttori?

L'intelligenza artificiale non sta solo beneficiando della potenza dei semiconduttori, ma è emersa come una forza trainante significativa nell'evoluzione del settore dei semiconduttori. Grazie alla sua capacità di ridefinire la progettazione dei chip, di identificare i difetti, di ottimizzare i processi e di prevedere i guasti dei chip, l'intelligenza artificiale sta migliorando l'efficienza e la redditività del settore. E c'è di più: l'intelligenza artificiale sta catalizzando la creazione di una nuova serie di chip fatti su misura per i requisiti e le esigenze specifiche dell'IA. Non si tratta di normali chip, ma di chip creati su misura per le esigenze uniche dell'IA. Si pensi a Intel (NASDAQ: INTC) e il suo lavoro pionieristico nella creazione di chip ottimizzati per l'IA che eccellono in velocità, efficienza e gestione dell'energia.

L'IA batte un essere umano a scacchi e a Go, e ora, attenzione, progetterà chip

I chip hanno un numero di configurazioni esponenzialmente maggiore rispetto agli scacchi o al Go⁴

Fonte: Deloitte Insights adattato da Synopsys, "What is Design Space Optimization?" dati aggiornati a luglio 2020.

L'IA ha già dimostrato le sue capacità superando gli esseri umani in giochi da tavolo complessi come gli scacchi e il Go, ma ora sta entrando in un campo ancora più intricato: la progettazione di chip. Con un numero astronomico di configurazioni potenziali, di gran lunga superiore a quelle degli scacchi o del Go, la capacità di ottimizzare e innovare la progettazione dei chip potrebbe essere un'applicazione rivoluzionaria della tecnologia dell'IA. L'approfondimento del rapporto tra IA e semiconduttori sta aprendo la strada a una nuova ondata di innovazione tecnologica. L'imminente progresso dell'IA dipende in larga misura dalla creazione di nuovi chip semiconduttori progettati specificamente per le applicazioni di IA. Riteniamo che questa tendenza sia destinata ad alimentare una crescita significativa nei prossimi cinque anni.

Il tasso di crescita degli strumenti di progettazione basati sull'IA è destinato a superare di tre volte le vendite di chip?

CAGR a 5 anni per chip, strumenti EDA e strumenti di progettazione basati sull'IA avanzata (2023-2028)⁵

Fonti: WSTS; dati di Global Markets Insights e Deloitte Global al novembre 2022.

L'imminente crescita dell'IA dipende in larga misura dallo sviluppo di chip semiconduttori ottimizzati esplicitamente per le funzionalità dell'IA. Secondo Deloitte, è molto plausibile che questo fattore possa innescare una crescita significativa nel prossimi 5 anni.

Parentesi dell'industria dei semiconduttori: 4 Categorie chiave di partecipanti

Il settore dei semiconduttori è composto principalmente da quattro categorie chiave di partecipanti. La prima categoria comprende gli operatori delle fonderie, ad esempio Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Si tratta di società che si occupano della produzione di chip semiconduttori sulla base delle specifiche fornite da altre aziende. Possono essere considerate come fabbriche che producono chip per diverse aziende. La seconda categoria è quella dei produttori di dispositivi integrati (IDM), di cui sono esempio aziende come Intel. Gli IDM sono unici perché gestiscono l'intero ciclo di vita di un chip semiconduttore all'interno delle proprie strutture, dalla progettazione iniziale alla fase di produzione finale. La categoria successiva comprende le aziende che progettano solo chip, cioè le aziende senza impianti di produzione. NVIDIA e Advanced Micro Devices (AMD) rientrano in questa categoria. Le aziende senza impianti di produzione. si concentrano sulla progettazione e sullo sviluppo di chip semiconduttori, ma ne esternalizzano la produzione a operatori di fonderie, poiché non dispongono di capacità produttive proprie. L'ultima e quarta categoria comprende i produttori di apparecchiature come ASML. Queste aziende sono responsabili della creazione dei macchinari e delle attrezzature necessarie per la produzione di chip semiconduttori. Forniscono gli strumenti fondamentali necessari agli operatori delle fonderie e ai produttori di dispositivi integrati per costruire i chip.

In che modo la legge statunitense sui CHIP andrà a vantaggio dei grandi produttori di semiconduttori?

Ricordate la legge statunitense sui CHIP? Poiché i semiconduttori sono fondamentali per l'economia, gli Stati Uniti mirano a diventare autosufficienti nella produzione di semiconduttori e a ridurre la dipendenza dalle catene di fornitura estere. La pandemia da Covid-19 ha messo in evidenza le vulnerabilità della catena di approvvigionamento, che spesso comprende passaggi in più di cinque Paesi e più spedizioni a livello globale. Secondo il Dipartimento del Commercio, nel 2021 la carenza di semiconduttori è costata all'economia statunitense quasi 250 miliardi di dollari.

Per aumentare la produzione nazionale di semiconduttori, il Chips and Science Act degli Stati Uniti convoglierà 50 miliardi di dollari di investimenti nel settore in cinque anni, di cui 11 miliardi di dollari per la ricerca e lo sviluppo di semiconduttori avanzati e 39 miliardi di dollari per accelerare e promuovere la produzione nazionale di chip (di cui 6 miliardi di dollari possono coprire prestiti diretti e garanzie sui prestiti)⁶.

Budget per espandere la produzione nazionale (Ricerca e sviluppo sui semiconduttori avanzati e produzione di chip)

Fonte: McKinsey⁷ dati aggiornati ad ottobre 2022.

Tra i principali beneficiari del CHIPS Act statunitense ci sono i grandi produttori di semiconduttori degli Stati Uniti. Invece di cercare di scegliere i singoli titoli vincenti del settore, gli investitori possono ottenere un'esposizione alle 25 maggiori società di semiconduttori quotate negli Stati Uniti più liquide nel VanEck Semiconductor UCITS ETF (SMH).

In conclusione, riteniamo che i semiconduttori possano essere lo strumento migliore per operare nel panorama dell'IA e che rappresentino un modo interessante per sfruttare il settore dell'IA in crescita, soprattutto quando l'accesso diretto alle aziende private di IA è limitato per molti investitori. Il VanEck Semiconductor UCITS ETF (SMH) offre un modo per investire nell'intera catena del valore del settore dei semiconduttori, dalla progettazione e fabbricazione dei chip ai macchinari utilizzati nel processo di produzione. Poiché i semiconduttori sono i componenti essenziali che alimentano l'innovazione dell'IA, riteniamo che siano pronti a guadagnare valore in presenza del potenziale impatto deflazionistico dell'efficienza dell'IA; inoltre, offrono un'opportunità unica per cavalcare l'onda dell'impatto trasformativo dell'IA.