Quatre tendances clés façonnant l'avenir de l'industrie des semi-conducteurs

Les dispositifs semi-conducteurs comportent des composants de circuits électroniques faits de matériaux comme le silicium, qui ne sont ni de bons isolants ni de bons conducteurs. Ces dispositifs sont compacts, fiables, rentables à produire et jouent un rôle clé dans l'alimentation de nombreux appareils numériques de pointe actuels.

Par exemple, la croissance de l'industrie mondiale des semi-conducteurs ces dernières années s'explique par la demande mondiale pour appareils numériques, électronique de communication, et applications alimentées par l'Internet des Objets (IoT). Les meilleurs produits d'aujourd'hui — montres connectées, maisons intelligentes, appareils intelligents — sont définis par leurs capacités numériques, et la technologie semi-conductrice tout rend possible.

Selon les projections actuelles de Deloitte, les ventes mondiales de semi-conducteurs devraient générer 542,64 milliards $ de revenus d'ici 2022, dont 39,5 % dus uniquement aux communications et électronique de consommation connectée.

Les équipes produit et fabricants peuvent s'implanter dans cette industrie dynamique et incroyablement lucrative en créant des boîtiers d'électronique grand public pour dispositifs semi-conducteurs. Ces boîtiers intègrent des puces intelligentes dans le produit et assurent son bon fonctionnement. Les fabricants devraient garder ces quatre tendances clés à l'esprit pour saisir l'opportunité de s'implanter dans ce domaine en croissance.

1. Utiliser la fabrication additive pour construire des connecteurs plus petits

La technologie semi-conducteur a tant progressé que les puces sont devenues incroyablement denses. La loi de Moore — la perception largement partagée que le nombre de transistors sur une micropuce double tous les deux ans — est en plein effet mais, paradoxalement, semble aussi s'aplatir dans l'industrie. À mesure que la complexité augmente, les fabricants et ingénieurs ont plus de mal à intégrer plus de complexité sur les puces. Il en va de même pour les connecteurs et boîtiers électroniques qui les accompagnent.

La fabrication additive est la méthode la mieux adaptée pour intégrer de nombreux points de connexion sur une pièce petite et incroyablement complexe, et les fabricants de dispositifs semi-conducteurs s'en rendent compte. Le moulage par injection était la méthode de choix pour ces pièces, mais les entreprises de semi-conducteurs ont réalisé qu'elles avaient atteint les limites naturelles de productivité de cette technique et que les caractéristiques ne peuvent plus être réduites.

Avec l'impression 3D, les ingénieurs peuvent produire et personnaliser des géométries complexes, créer des designs sûrs pour les canaux de fils et dissipant la chaleur pour composants PCB, et ce plus rapidement et rentablement qu'avec la fabrication traditionnelle. De plus, ces connecteurs peuvent avoir un aspect et toucher similaires aux pièces moulées par injection. Les fabricants spécialisés dans l'additif ont une énorme opportunité de partenariat avec les fabricants de semi-conducteurs émergents.

2. Demande croissante de boîtiers compatibles avec la transmission sans fil

Grâce à l'Industrie 4.0 et l'IoT, les dispositifs sans fil sont devenus la norme pour applications commerciales et industrielles. Les capteurs semi-conducteurs, comme ceux dans les entrepôts ou camions à température contrôlée, ont besoin de boîtiers en matériaux laissant passer les signaux sans fil et radiofréquences (RF).

Ainsi, les fabricants de semi-conducteurs voient une hausse de la demande pour boîtiers en polycarbonate et fibre de verre. Ces matériaux permettent la libre transmission des signaux sans fil, offrent une excellente connectivité, résistent aux hautes températures, et offrent une bonne résistance aux chocs. Le polycarbonate et la fibre de verre deviendront plus populaires à mesure que les fabricants du secteur énergie intègrent plus de capteurs IoT dans leurs réseaux.

3. Externalisation accrue pour suivre la demande

Il y a plusieurs décennies, les entreprises de semi-conducteurs externalisaient l'emballage et les tests finaux car considérés comme des fonctions de bas niveau qui ne feraient pas ou ne déferaient pas un produit. Aujourd'hui, beaucoup de ces mêmes entreprises ont la vision opposée. La plupart externalisent maintenant la fabrication de dies en amont pour partager les coûts élevés du développement de nouveaux procédés, qui ont explosé.

Les entreprises de fabrication additive avec réseaux de fabrication mondiaux ont le plus à gagner de ce nouvel intérêt pour l'externalisation. La région Asie-Pacifique représentait 70 % des ventes de semi-conducteurs en 2018 et Technavio estime que 35 % de la croissance future du marché des boîtiers électroniques industriels proviendra de l'APAC entre 2020 et 2024. Cela pourrait représenter 35 % de 9,49 milliards $ d'ici 2025.

Comme les fabricants de semi-conducteurs ont déjà vu la valeur de l'externalisation pour leurs besoins en amont, ils sauteront sur l'occasion de construire des boîtiers électroniques avec une entreprise de fabrication additive ayant des connexions en Chine continentale, Japon, Corée du Sud et Taïwan.

4. Un virage mondial vers une fabrication respectueuse de l'environnement

Les États-Unis ont historiquement compté sur les combustibles fossiles — charbon, pétrole, gaz naturel — pour répondre à leurs besoins énergétiques et même si la dépendance a légèrement baissé à environ 80 %, de nombreux consommateurs et fabricants s'inquiètent de la consommation énergétique mondiale. Cela a provoqué un regain d'intérêt pour les sources d'énergie alternatives renouvelables, et les fabricants de dispositifs semi-conducteurs sont positionnés pour en bénéficier.

L'énergie solaire et éolienne sont considérées comme sûres et sans pollution, mais l'énergie de ces sources nécessite des composants électriques sensibles qui peuvent causer une défaillance système s'exposés à des conditions météorologiques rudes. Par conséquent, les fabricants du secteur énergie utilisent des boîtiers électriques pour protéger leurs équipements et améliorer la sécurité tout en restant éco-responsables. Cette tendance continuera de faire croître le marché des boîtiers électriques — Mordor Intelligence indique une croissance annuelle composée de 8,57 % entre 2020 et 2025.

Les fabricants additifs peuvent aider la planète (et leurs résultats) en consacrant des ressources à la fabrication de boîtiers spécifiquement compatibles avec les sources solaires et éoliennes. Ils devraient aussi surveiller les opportunités de construire des boîtiers en matériaux comme l'acrylonitrile styrène acrylate (ASA) protégé UV. Les boîtiers en matériaux sans corrosion comme l'ASA connaîtront une adoption significative très bientôt car ils protègent l'équipement des conditions météo rudes qui peuvent endommager les sources d'énergie renouvelables.

La nouvelle frontière de la technologie semi-conducteur

L'industrie des semi-conducteurs présente une étude fascinante des tendances produit car, dans un monde ultra-connecté, presque chaque appareil numérique actuel nécessite un dispositif semi-conducteur. Les possibilités sont infinies et l'industrie évolue constamment. Les tendances technologiques et environnementales citées ne parlent que de quelques-uns des changements les plus importants. Les fabricants devraient surveiller les puces IA, les affichages montés sur tête dans l'électronique grand public, et une pointe de demande pour systèmes de sécurité électroniques alimentés par semi-conducteurs dans l'automobile.

Chez Fast Radius, nous avons le doigt sur le pouls des dernières tendances en fabrication numérique et au-delà. Nos partenaires ont l'opportunité de s'impliquer dès le début de projets passionnants et notre équipe d'experts du secteur vous aidera à innover — des premières étapes du design jusqu'à la fabrication et la livraison. Contactez-nous pour démarrer.

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