Te firmy są lepsze niż NVIDIA! Cała prawda o sektorze półprzewodników!

Świat kręci się wokół półprzewodników – i to dosłownie! Maleńkie kawałki krzemu napędzają wszystko. Bez nich nie byłoby sztucznej inteligencji, centrów danych ani wypasionych telewizorów 8K. Wszyscy kojarzą dziś ten sektor z Nvidia, która na giełdzie urosła jak szalona, ALE cały łańcuch produkcji półprzewodników jest o wiele bardziej złożony. Nvidia jest liderem jedynie jednego elementu tego łańcucha. Po drodze da się znaleźć masę innych inwestycyjnych pereł.

Innymi słowy. Nie tylko Nvidia inwestor półprzewodnikowy żyje, a w tym materiale opowiem wam więcej o tym, jakie cuda inwestycyjne można znaleźć na każdym etapie produkcji pojedynczego półprzewodnika. Oczywiście na koniec zdradzę Wam moje typy – spółki, które moim zdaniem błyszczą w tym technologicznym chaosie

Te firmy są lepsze niż NVIDIA! Cała prawda o sektorze półprzewodników!

Otwórz konto w Saxo Banku i zyskaj 250 euro bonusu: https://bit.ly/saxo-dna-bonus

Technologiczne szaleństwo produkcji chipów

Produkcja chipów to technologiczne szaleństwo – precyzja na poziomie atomów, maszyny warte miliony i procesy rodem z filmów science fiction.

Niektóre fakty z tej produkcji brzmią absurdalnie. Słuchajcie tego:\

• Fabryki chipów – jak te od TSMC, Intela czy Samsunga – są czystsze niż sale operacyjne. Jeden pyłek kurzu? Game over dla całego układu.
• Laser w litografii EUV od ASML osiąga temperaturę 40 razy wyższą niż powierzchnia Słońca – to jak miniaturowa gwiazda!
• Nowoczesny chip, jak Apple M1 czy te od Nvidii, ma więcej tranzystorów niż gwiazd w Drodze Mlecznej – miliardy mikroskopijnych przełączników na kilku centymetrach kwadratowych.
• Woda do produkcji? 100 razy czystsza niż destylowana woda laboratoryjna – bo najmniejsza skaza niszczy wszystko.

To nie jest zwykły przemysł. Wszystko tu jest cudem inżynierii. Wszystko jest walką o perfekcję, a chip, zanim trafi do Twojego telefonu czy serwera, przechodzi ponad 1000 kroków i odbija się między krajami choćby 70 razy. To najbardziej globalna gra na świecie i absolutnie nikt nie trzyma tu wszystkich kart.

Podział chipów i rynek pamięci

Czym w ogóle jest ten cały półprzewodnik? To w uproszczeniu mózg każdego urządzenia. Mały, ale potężny kawałek, który przetwarza prąd w zera i jedynki. Miliony, czasem miliardy tranzystorów działają jak przełączniki, sterując wszystkim: od telefonów po AI trenujące ChatGPT. Są w windach, autach, szpitalach, centrach danych – dosłownie wszędzie.

Chipy dzielą się na pamięć (memory chips) i układy logiczne (logic chips). Pamięć to magazyn danych, a logika to silnik obliczeń. Bez pamięci nie zapiszesz niczego, ale to logika sprawia, iż Twój komputer miele miliardy operacji na sekundę. Już to wprowadza dość nieoczywisty podział rynku na więcej podmiotów niż sama Nvidia. Która z czipami pamięci nie ma nic wspólnego.

Chipy pamięci są najważniejsze dla przechowywania danych i dzielą się na dwa podstawowe typy:

• DRAM – pamięć krótkoterminowa. To ona trzyma dane, gdy scrollujesz TikToka albo grasz w gry. Im więcej DRAM, tym płynniej wszystko śmiga.
• NAND – pamięć na stałe. Dzięki niej Twoje SSD czy pendrive pamiętają pliki po wyłączeniu prądu.

Branża pamięci jest znana ze swojej BARDZO dużej cykliczności. W okresach wysokiego popytu producenci podnoszą ceny i osiągają ogromne zyski, ale gdy rynek się nasyci, ceny gwałtownie spadają, a firmy notują straty.

Mimo to giganci jak Samsung, SK Hynix i Micron dominują ten segment i mają ogromne bariery wejścia, co czyni ich niezagrożonymi liderami.

Tylko jest haczyk: pamięć to trochę „nuda” w porównaniu do układów logicznych. DRAM i NAND są jak ciężarówki – niezastąpione, ale bez fajerwerków. Chyba iż mówimy o HBM – High Bandwidth Memory. To już inna bajka. HBM to turbodoładowana pamięć dla AI, superkomputerów i centrów danych. Rynek? Oligopol: Samsung, SK Hynix i Micron. Tu się dzieje magia – i tu są pieniądze.

W świecie półprzewodników układy pamięci w teorii wydają się nudne i pełnią rolę bardziej „roboczą”. Są najważniejsze dla przechowywania danych, ale rzadko wzbudzają ekscytację. Przy czym – są niezbędne!

Chyba iż mówimy o HBM – High Bandwidth Memory. To już inna bajka. HBM to turbodoładowana pamięć dla AI, superkomputerów i centrów danych. Rynek na nią to dziś czysty oligopol, kontrolowany przez trzech gigantów:

Samsung – dominujący gracz z największym udziałem w rynku.
SK Hynix – drugi południowokoreański potentat.
Micron – amerykański producent.

Tu się dzieje magia – i tu są prawdziwe pieniądze. Kto jest tu moim top pickiem? Micron Technology. Spółka wyrasta na jednego z kluczowych graczy w segmencie AI, dzięki rosnącemu zapotrzebowaniu na układy HBM. Firma odnotowała imponujący, 400-procentowy wzrost przychodów w tym segmencie rok do roku.

Cały sektor AI pożera te chipy, a Micron jest w grze z ograniczoną konkurencją. Jasne, mają problemy z segmentem PC i motoryzacyjnym, ale ich przyszłość jest gdzie indziej. Nie jest to tak sexy jak Nvidia, ale zdecydowanie ma potencjał.

Podział chipów i rynek pamięci

Teraz wkraczamy na ring prawdziwych gwiazd – firm, które projektują chipy, ale nie brudzą rąk produkcją. To model fabless: zero fabryk, pełna koncentracja na innowacjach. Nvidia, AMD, Broadcom – oni wszyscy tu grają następnie zlecając produkcję innym gigantom jak TSMC.

Jak działa taki model? W przeszłości firmy zajmujące się półprzewodnikami, takie jak Intel, kontrolowały cały proces – od projektu po produkcję. Dziś jednak model fabless zdominował rynek, ponieważ pozwala firmom skupić się na innowacjach, unikając kosztów związanych z budową i utrzymaniem fabryk. To podejście daje najważniejsze korzyści:

Większe inwestycje w badania i rozwój – firmy fabless mogą przeznaczyć większy budżet na projektowanie nowoczesnych chipów zamiast na infrastrukturę produkcyjną.
Większa elastyczność – szybkie dostosowanie się do zmian rynkowych i rosnącego zapotrzebowania na nowe technologie.
Wyższa rentowność – firmy nie muszą ponosić ogromnych kosztów związanych z utrzymaniem fabryk, a zamiast tego skupiają się na tworzeniu wysokomarżowych produktów.

Kto tu rządzi?

• NVIDIA – bezdyskusyjny lider rynku GPU, który praktycznie zdefiniował tę kategorię. Jego karty graficzne dominują nie tylko w gamingowych pecetach, ale przede wszystkim w centrach danych i sztucznej inteligencji. Modele AI, takie jak ChatGPT, nie istniałyby bez układów GPU NVIDIA.

• Broadcom – firma mniej znana przeciętnemu inwestorowi, ale kluczowa w świecie infrastruktury sieciowej i centrów danych. Jej układy scalone odpowiadają za ultraszybką transmisję danych i zarządzanie sieciami w erze chmury obliczeniowej.

• AMD – największy konkurent NVIDIA w segmencie GPU, a jednocześnie rywal Intela na rynku procesorów. Firma przeżywa prawdziwy renesans, ponieważ dzięki nowoczesnym rozwiązaniom w CPU i GPU zyskuje udziały w rynku zarówno w komputerach osobistych, jak i serwerach. Jeszcze kilka lat temu AMD było w cieniu Intela i NVIDIA, ale w tej chwili to jeden z najbardziej innowacyjnych graczy na rynku.

Kto w tej grupie jest moim subiektywnym top pickiem? Niezmiennie od jakiegoś czasu, gdy zrealizowałem zysk na głównej pozycji na Nvidia – AMD. Główny rywal Nvidia w wyścigu.

Nvidia to potwór – 2500% wzrostu w 5 lat! Ale AMD to czarny koń. AMD nie ma za dużej szansy zdetronizować rywala z fotelu lidera, ale ma szansę podgryźć mu docelowo kawałek tortu. Wielkie firmy technologiczne nie chcą być bowiem w pełni zdane tylko na Nvidię. AMD to więc naturalna opcja na dywersyfikację dostawców. MI300X, czyli flagowy akcelerator AI AMD, jest znacznie bardziej przystępny cenowo, co daje mu przewagę u klientów szukających bardziej opłacalnych rozwiązań. Takie AI dla ubogich, które już zdobywa strategicznych klientów.

Meta wykorzystuje MI300X w swoich centrach danych do obsługi Llama 3.1, a kolejna generacja – Llama 4 – będzie wymagała 10x więcej mocy obliczeniowej, co oznacza jeszcze większe zapotrzebowanie na akceleratory. AMD ma wszystko, by być challengerem dla Nvidii. Póki co brakuje tutaj efektów, ale potencjał jest. Na razie inwestorzy są rozczarowani, ale moim zdaniem choć jest to zakład ryzykowny, to niewątpliwie pełen potencjału.

Jednak choćby najlepsze projekty nie mają znaczenia, jeżeli nie da się ich wyprodukować. Jak wygląda więc sam proces produkcji chipów i kto kontroluje ten segment rynku? Przyjrzyjmy się temu etapowi łańcucha bliżej.

Odlewnie (foundries) – serce produkcji

Jeśli półprzewodniki to serce nowoczesnej technologii, to odlewnie (foundries) są jego bijącą pompą. To właśnie tutaj fizycznie powstają układy scalone – od surowych płytek krzemowych po gotowe chipy, które trafiają do komputerów, telefonów i samochodów. To właśnie tu firmy takie jak NVIDIA czy AMD zlecają produkcję.

Firmy odlewnicze to nic innego jak „fabryki” w świecie półprzewodników. Nie zajmują się projektowaniem – zamiast tego przyjmują gotowe schematy od innych i przekuwają je w działające chipy.

Nie ma tu miejsca dla wielu graczy – to branża, w której liczy się precyzja, innowacje i olbrzymi kapitał. W praktyce segment foundry jest duopolem dwóch gigantów:

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) – lider na rynku, który odpowiada za ponad 60% globalnej produkcji półprzewodników. Produkuje chipy dla Apple, AMD, NVIDIA, Qualcomm i wielu innych firm. jeżeli masz iPhone’a, to niemal pewne, iż jego procesor został wyprodukowany przez TSMC.

Samsung Foundry – koreański gigant elektroniki nie tylko sprzedaje telewizory i telefony, ale także produkuje chipy dla siebie i zewnętrznych klientów. Jest jedyną firmą na świecie, która może realnie konkurować z TSMC w produkcji najnowocześniejszych układów 3 nm.

Poza tym istnieją mniejsi gracze, tacy jak Intel, GlobalFoundries, UMC czy SMIC (Chińczycy próbujący dogonić liderów), ale ich skala jest znacznie mniejsza i nie są w stanie konkurować z duetem TSMC-Samsung na najwyższym poziomie technologicznym.

Z każdym rokiem chipy stają się bowiem coraz bardziej skomplikowane, a koszt budowy nowej fabryki dynamicznie rośnie, w tej chwili już do poziomu 10-20 miliardów dolarów lub więcej.

Ponadto, Prawo Rocka, zwane również drugim prawem Moore’a, głosi, iż koszt wytworzenia zakładu produkującego układy scalone półprzewodnikowe podwaja się co cztery lata.

Odlewnie to jednak jedne z najbardziej dochodowych segmentów półprzewodników, mimo ich kapitałochłonności, ponieważ mają realnie monopol na najnowocześniejsze technologie – nikt poza TSMC i Samsungiem nie jest w stanie produkować chipów w najnowszym procesie 3 nm czy 2 nm. jeżeli Apple chce nowy czip do iPhone’a, ma tylko jedno wyjście – zlecić go TSMC lub ewentualnie czasem Samsungowi. Koniec. W efekcie odlewnie mogą sobie pozwolić na dyktowanie cen i nikt nie jest w stanie nic z tym zrobić.

Jeśli szukamy prawdziwych zwycięzców łańcucha półprzewodników, to odlewnie ze swoją siłą cenową będą BARDZO. Dla mnie wygrywa tu jedna – TSMC.

Producenci sprzętu do produkcji półprzewodników

Mamy już projektantów (fabless companies), mamy też odlewnie (foundries), ale same fabryki półprzewodników nie mogłyby istnieć bez jednego kluczowego sektora – producentów sprzętu do produkcji półprzewodników.

Firmy, które tworzą hiperzaawansowane maszyny, które pozwalają na wycinanie, osadzanie i kontrolowanie mikroskopijnych struktur składających się na nowoczesne chipy.

Każdy nowy skok technologiczny, każda kolejna generacja procesorów wymaga jeszcze dokładniejszych, droższych i bardziej skomplikowanych narzędzi, a to sprawia, iż firmy dostarczające sprzęt do produkcji chipów są niezbędnym ogniwem w całym łańcuchu.

Przyjrzyjmy się więc największym graczom w świecie sprzętu do półprzewodników.

O holenderskim ASML, absolutnym monopolistą w zakresie litografii ultrafioletowej (EUV), o robiłem niedawno odrębny materiał, więc nie będę się tutaj na nim skupiał.

Jednak oprócz ASML mamy też mniej znane firmy, takie jak: Applied Materials – giganta, który dostarcza rozwiązania dla niemal każdego etapu produkcji półprzewodników. Ich technologie umożliwiają nanoszenie warstw materiałów na wafle krzemowe, kontrolowanie czystości i poprawność całego procesu produkcji.

Mamy też Lam Research, również niezwykle interesujący podmiot, który specjalizuje się w procesach osadzania materiałów na waflach krzemowych. Ich maszyny odpowiadają za formowanie skomplikowanych struktur na powierzchni chipów, co pozwala na upakowanie większej liczby tranzystorów na coraz mniejszych przestrzeniach.

Mamy też KLA Corp, które specjalizuje się w kontroli jakości i zarządzaniu wydajnością procesu produkcji chipów. choćby najmniejszy defekt może sprawić, iż kosztowny układ scalony trafi do kosza, więc systemy KLA pozwalają wykrywać błędy na poziomie pojedynczych atomów.

Wszystkie maszyny do produkcji półprzewodników to szczyt inżynieryjnego zaawansowania. Koszt jednej fotolitograficznej maszyny ASML może przekraczać 300 milionów dolarów, a cały ekosystem sprzętu używanego w nowoczesnej fabryce chipów wart jest miliardy.

Dostawcy sprzętu mają najważniejsze znaczenie dla dalszego postępu technologii. jeżeli na jakimś etapie zabraknie przełomowych rozwiązań – cała branża może utknąć. Moją ulubioną spółką tego etapu pozostaje ASML, co też tłumaczyłem we wspomnianym osobnym nagraniu.

To jednak nie koniec całego łańcucha. Gdy mamy już maszyny, to pozostaje nam jeszcze cały proces projektowania chipów!

Oprogramowanie EDA – projektowanie chipów

Tu wchodzą do gry firmy zajmujące się Electronic Design Automation (EDA). To one dostarczają specjalistyczne oprogramowanie, które pozwala inżynierom projektować, testować i optymalizować układy scalone zanim staną się fizycznym produktem.

Nie ma tu miejsca na błędy – projektowanie chipów to jeden z najtrudniejszych i najbardziej precyzyjnych procesów inżynieryjnych. Każdy nowoczesny półprzewodnik zawiera miliardy tranzystorów, a najmniejsza pomyłka może oznaczać stratę milionów dolarów. Nic więc dziwnego, iż firmy zajmujące się EDA odgrywają kluczową rolę w branży półprzewodników.

Oprogramowanie EDA pozwala inżynierom na modelowanie, symulację i testowanie układów scalonych jeszcze przed ich fizycznym wyprodukowaniem. Dzięki temu można przewidzieć, jak chipy będą działać w rzeczywistych warunkach, minimalizując błędy i skracając czas wprowadzenia produktu na rynek.

Kluczowych graczy w sektorze EDA jest też w zasadzie tylko kilku, bo to również jest quasi oligopol.

Kto rozdaje karty w świecie EDA?

Synopsys jest największym graczem na rynku. Specjalizuje się w narzędziach do projektowania półprzewodników i systemów elektronicznych, ale też licencjonuje gotowe komponenty półprzewodnikowe, takie jak bloki IP do procesorów, pamięci i interfejsów.

Drugim największym graczem jest Cadence – numer dwa na rynku pod względem kompleksowego systemu do projektowania układów scalonych. Oferuje narzędzia, które pozwalają inżynierom projektować chipy od A do Z oraz korzystać z gotowych bloków projektowych, co przyspiesza proces i zmniejsza koszty.

Firmy EDA czerpią przychody z wydatków na badania i rozwój (R&D) największych projektantów półprzewodników, co czyni je mniej cyklicznymi i trudnymi do zastąpienia, bo ich klienci, kiedy już nauczą się obsługiwać jeden bardzo skomplikowany system, to nie są chętni zmieniać dostawcy. To sprawia, że:

• Wydatki na EDA są mniej cykliczne niż przychody branży– chipy mogą sprzedawać się gorzej w gorszej koniunkturze, ale projektowanie nowych układów musi trwać bez przerwy.
• Model subskrypcyjny zapewnia im ponadto stabilność – większość przychodów EDA pochodzi z długoterminowych umów, co czyni je przewidywalnym biznesem.
• EDA to zaledwie ułamek kosztów klientów – firmy półprzewodnikowe rzadko oszczędzają na EDA, bo jego koszt jest niewielki w stosunku do wartości, jaką przynosi.

W tej niszy trudno jest mi wybrać między Cadence i Synopsys – powiedziałbym, iż w zasadzie ruszają się one 1:1 wspólnie rosną i spadają razem – i obie spółki, choć drogo wyceniane, to są wyjątkowej jakości i w zasadzie jedyną opcją w tej niszy.

Integrated Device Manufacturers (IDMs) – starzy wyjadacze

Na koniec – najnudniejsza część, czyli… Integrated Device Manufacturers (IDMs). W świecie półprzewodników istnieją też stare wyjadacze, czyli firmy, które nie tylko projektują, ale i produkują swoje własne chipy. Nazywamy je Integrated Device Manufacturers (IDMs), czyli zintegrowanymi producentami urządzeń. W przeciwieństwie do fabless chip designers (np. NVIDIA, Qualcomm), IDMy posiadają własne fabryki i kontrolują cały proces produkcji – od projektu po ostateczny produkt.

Czy to się opłaca? Z jednej strony, pełna kontrola nad łańcuchem dostaw pozwala na lepsze zarządzanie jakością i potencjalne oszczędności. Z drugiej – utrzymywanie i rozwój fabryk to ogromne koszty, które sprawiają, iż wiele firm przeszło na model fabless, zostawiając produkcję TSMC czy Samsungowi.

Najwięksi gracze w sektorze IDMs to… Intel –stary jak świat Gigant procesorów (CPU), który od lat traci przewagę w technologii produkcji na rzecz TSMC. Próbuje wrócić do czołówki, budując nowe fabryki i otwierając się na zlecenia od zewnętrznych klientów, ale póki co słabo mu to idzie.

Inny przykład to Texas Instruments – Król analogowych układów scalonych, kluczowych dla przetwarzania sygnałów w urządzeniach przemysłowych, samochodowych i medycznych oraz producent legendarnych kalkulatorów.

Dlaczego IDMy tracą jednak na znaczeniu? Współczesna produkcja półprzewodników jest tak kosztowna i skomplikowana, iż wiele firm nie jest w stanie nadążyć za czołowymi foundries, takimi jak TSMC i nie są w stanie jednocześnie inwestować w R&D i utrzymywać fabryki tak jak kiedyś.

IDMs to model, który działa dobrze w określonych segmentach, ale w nowoczesnej technologii coraz częściej ustępuje miejsca modelowi fabless, gdzie liderzy rynku mogą skupić się na projektowaniu, a produkcję zlecają najlepszym wykonawcom. Dlatego Intel przegrał i dlatego Intel chce się zmienić. Efekt jest taki, iż w typowego IDM w ogóle bym na dziś nie zainwestował.

Półprzewodniki to prawdziwy kręgosłup współczesnej technologii – od projektowania przez produkcję aż po najmniejsze elementy. Nvidia może być gwiazdą, ale ten rynek to nie one-man show. Mamy tu perełki na każdym kroku: Micron z turbodoładowanym HBM dla AI, AMD jako czarny koń w walce z Nvidią, TSMC z quasi-monopolem na odlewnie, ASML z maszynami rodem z kosmosu czy Synopsys i Cadence, które trzymają w garści projektowanie chipów. Każda firma robi co innego, ale każda ma punkt wspólny. Ogromną szanse na dalszy wzrost biznesu.

Otwórz konto w Saxo Banku i zyskaj 250 euro bonusu: https://bit.ly/saxo-dna-bonus

Do zarobienia,
Piotr Cymcyk