Capital Group: Halfgeleiders innoveren voorbij wet van Moore

Capital Group: Halfgeleiders innoveren voorbij wet van Moore

Technologie

De halfgeleiderindustrie bevindt zich in een stroomversnelling. Jarenlang gold de wet van Moore als houvast, die stelt dat het aantal transistors op een chip elke twee jaar verdubbelt. Maar nu transistors kleiner worden dan één nanometer, lijken stijgende kosten en fysieke beperkingen het uitgetekende pad te veranderen, stelt Richard Carlyle, investment director bij vermogensbeheerder Capital Group.

Een van de belangrijkste redenen voor deze verandering is de Extreme Ultraviolet lithografie van ASML, die licht met een golflengte van 13,5 nanometer gebruikt om fijnere structuren op chips te etsen. “Maar de industrie innoveert nu niet alleen hoe chips worden gemaakt, maar ook in hoe ze worden verpakt, gestapeld en ingezet”, aldus Carlyle. Hij ziet de volgende ontwikkelingen:

Geavanceerde verpakkingstechnologie
‘Geavanceerde verpakking’ verwijst naar een reeks hypermoderne assemblagetechnieken voor halfgeleidercomponenten, die leiden tot een verbetering in prestaties, energie-efficiëntie, formaten en functies. “Een traditionele verpakking beschermt de chip en verbindt die met de printplaat”, vertelt Carlyle. “Advanced packaging gaat een stap verder en integreert diverse chips of componenten in een compact en krachtig formaat.”

De wereldwijde markt voor geavanceerde verpakkingen is in de afgelopen jaren sterk gegroeid. In 2024 bereikte deze markt $40 miljard en de verwachting is dat dit stijgt naar $55 miljard in 2030.

3D-architecturen
Toenemende complexiteit en duurdere miniaturisering zorgen voor een verschuiving in het ontwerp van halfgeleiderchips naar 3D-architecturen. Deze aanpak maakt een hogere dichtheid en een lager energieverbruik per oppervlakte-eenheid van silicium mogelijk, wat de rekenkracht en energie-efficiëntie aanzienlijk verbetert.

“In 2024 werd deze markt geschat op ongeveer $28 miljard. Door de groeiende vraag vanuit datacenters, smartphones en automobielsystemen loopt deze naar verwachting in 2034 op tot $150 miljard.”

Hoewel de 3D-technologie zich nog in de ontwikkelingsfase bevindt, investeren bedrijven zoals Micron en Samsung fors in deze sector. “Juist hier kan investeren met een langetermijnvisie het verschil maken”, zegt Carlyle. “Onze meetings met bedrijven en experten helpen om de structurele trends en de goed gepositioneerde spelers te identificeren.”

Complexe fabricagetechnieken
Het creëren van verticale structuren brengt unieke technische uitdagingen met zich mee, zoals de behoefte aan zeer dunne films om het totale volume van de structuur te beperken. Zulke ultradunne films vereisen nieuwe technologieën die tot op atomair niveau nauwkeurig zijn.

“Deze ontwikkelingen zorgen voor tientallen, zo niet honderden, nieuwe processtappen waar bedrijven als Applied Materials, Lam Research Corp en Tokyo Electron het verschil kunnen maken. Naarmate de productiekosten stijgen, wordt het bovendien steeds duurder om fouten te maken. Hierdoor winnen preventie- en meetsystemen aan waarde, en wordt monitoring- en evaluatieapparatuur steeds belangrijker als onderscheidende technologie.”

Van cloud AI naar edge AI
Naast de productie is er ook innovatie in de wijze waarop chips worden gebruikt, waarbij edge AI zich aandient als een veelbelovend nieuw terrein. De vraag naar lokale, realtime verwerking van data neemt snel toe, wat nieuwe kansen biedt op vlak van efficiëntie en gebruikerservaring buiten de cloud.

Deze verschuiving biedt aanzienlijke groeimogelijkheden, zeker gezien het stagneren van de wereldwijde smartphoneverkoop in de afgelopen jaren. “Geavanceerde AI-functies kunnen de markt nieuw leven inblazen. Naar verwachting groeit deze markt van $20,4 miljard in 2023 naar $270 miljard in 2032. Er is duidelijk potentieel voor persoonlijke assistentie en realtime vertaling, maar er is nog geen enkele toepassing die wordt gezien als de onmisbare functionaliteit die de edge AI-ervaring definieert”, aldus Carlyle.

“Maar doordat deze modellen toegang krijgen tot de persoonlijke context, worden aanbevelingen en uitkomsten steeds relevanter en waardevoller”, benadrukt Carlyle. “Daarom wordt het implementeren van als een combinatie van oplossingen op het apparaat én in de cloud nu een cruciale focus voor vele smartphonefabrikanten.”