Nell’era dell’intelligenza artificiale, i chip sono diventati i protagonisti indiscussi dell’attuale panorama tecnologico.
Questi potenti componenti elettronici sono infatti fondamentali, oltre che per garantire il funzionamento dei vari device elettronici, anche per sostenere lo sviluppo di sistemi di intelligenza artificiale.
Cosa sono e a cosa servono i chip? Chi li produce e come sono collegati all’intelligenza artificiale?
Cosa sono i chip
I chip, anche comunemente chiamati microchip, sono essenzialmente dei piccoli dispositivi elettronici che contengono circuiti integrati su una piccola lastra di silicio. Solitamente sono di forma quadrata o rettangolare e sono costituiti da un insieme di componenti elettronici, come transistor, resistenze e condensatori, che vengono integrati su un unico substrato di silicio.
I chip hanno funzioni logiche e/o di memoria e riescono a dirigere e controllare qualsiasi attività di un dispositivo elettronico. Detto in altre parole i microchip rappresentano il “cervello”, o se vogliamo il “cuore”, dei moderni device elettronici, in quanto sono fondamentali per il loro funzionamento, infatti, si trovano all’interno dei computer, smartphone, tablet, televisori, ma anche apparecchiature mediche, automobili, e moltissimi altri dispositivi elettronici di uso comune.
A cosa servono i chip
I chip sono progettati per svolgere una vasta gamma di funzioni, come l’elaborazione e la memorizzazione dei dati, l’esecuzione di calcoli elettronici, il controllo dei diversi dispositivi e la trasmissione dei segnali. Ovviamente la potenza di calcolo/elaborazione e memorizzazione è diversa a seconda dello scopo per il quale il chip verrà impiegato, ed è determinata dalla sua architettura e dalla complessità dei circuiti integrati presenti al suo interno.
Da questo punto di vista è simpatico osservare che la moderna tecnologia dei chip ha seguito nel corso dei decenni la legge di Moore, secondo cui il numero di transistor che può essere integrato all’interno di un chip raddoppia approssimativamente ogni due anni, consentendo così un aumento significativo delle prestazioni e parallelamente una riduzione delle dimensioni dei dispositivi (questo spiega le dimensioni sempre più sottili dei moderni smartphone)::::.
Questa legge è stata formulata alla fine degli anni sessanta da Gordon Moore, uno dei co-fondatori di Intel, ed ha avuto un impatto significativo per l’industria dei chip che ha cercato costantemente di sviluppare nuove tecnologie e metodi di produzione per mantenere fede a questa progressione tecnologica. Tuttavia, è importante tenere presente che negli ultimi anni, l’effettivo aumento del numero di transistor che possono essere impiegati all’interno di un chip ha mostrato segni di rallentamento, e questo perché si stanno lentamente raggiungendo limiti fisici e tecnici per quanto riguarda il processo di miniaturizzazione.
Tornando alle diverse funzionalità bisogna dire che non tutti i chip sono uguali. I chip possono essere specializzati per determinate applicazioni: i processori centrali (CPU) permettono di far funzionare i computer; i chip grafici (GPU) sono ottimizzati per far emergere la qualità grafica; i chip di memoria sono specializzati per la memorizzazione dei dati.
Allo stesso modo, i chip per l’intelligenza artificiale (IA) sono specificamente progettati e costruiti per rendere più veloci le operazioni di calcolo necessarie per l’esecuzione di algoritmi di apprendimento automatico. Proprio per le loro caratteristiche di rapidità di esecuzione, questi chip sono anche chiamati AI accelerator units, ed offrono prestazioni sicuramente superiori rispetto ai più tradizionali chip general-purpose, consentendo una maggiore velocità e efficienza per l’addestramento e l’esecuzione dei diversi modelli di machine learning.
Chi sono i principali produttori di chip
Ora che abbiamo capito cosa sono i chip e a cosa servono, andiamo a vedere chi sono i principali produttori di questi piccoli ma fondamentali componenti elettronici, che seppur nascosi dai nastri occhi, svolgono funzioni indispensabili per il funzionamento della quasi totalità dei dispositivi elettronici moderni.
I principali paesi produttori di chip sono:
- Taiwan: è uno dei principali hub globali per la produzione di chip. All’interno del paese operano aziende come TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) che svolge un ruolo chiave nell’offerta di semiconduttore per conto di molte altre aziende a livello globale.
- Stati Uniti: sono leader nell’industria dei chip, in quanto al suo interno risiedono aziende come Intel, AMD, NVIDIA e Qualcomm. Inoltre, gli Usa sono anche la sede dei più importanti centri di ricerca e sviluppo per l’intero settore dei semiconduttori.
- Cina: è uno dei principali produttori di chip a livello mondiale, con il governo di Pechino che continua ad investito notevoli risorse per sviluppare l’industria dei semiconduttori.
- Giappone: ha una lunga storia nell’industria dei semiconduttori e ospita aziende come Toshiba, Renesas Electronics e Sony, società coinvolte nella produzione di chip per una vasta gamma di applicazioni.
Come è facile immaginare l’industria dei chip è estremamente competitiva e in continua evoluzione, ma il mercato a livello globale è dominato da alcune grandi multinazionali, ecco le principali:
- Nvidia: Al primo posto non potevamo non mettere Nvidia, il cui boom in borsa di fine maggio ha dato il via al rally su tutti i principali titoli tecnologici. In particolare, Nvidia ora vanta una capitalizzazione di mercato di oltre 1 trilione di dollari, capitalizzazione record raggiunta grazie ad una performance da inizio anno del +176%.
- AMD: vanta una capitalizzazione di mercato di 177,52 miliardi di dollari e da inizio anno ha realizzato un progresso di oltre il 66%.
- Intel: ha una capitalizzazione di 140,43 miliardi di dollari e da inizio anno si trova in rialzo del 24%.
- TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company): è il maggiore produttore di semiconduttori di Taiwan.
- Altre società attive in questo settore sono Qualcomm, Samsung, STM, Texas Instruments.
Ricordiamo comunque che queste sono solo alcuni tra i principali produttori di chip, ma il panorama dei produttori è in costante mutamento, infatti, esistono moltissime altre realtà che investono ingenti risorse nella ricerca e nello sviluppo di tecnologie per produrre chip sempre più all’avanguardia.
L’evoluzione del mercato dei chip, quanto vale
Secondo i dati della SIA (Semiconductor Industry Association), a fine 2021 il mercato globale dei semiconduttori ha raggiunto un valore di circa 526 miliardi di dollari nel 2021, e si prevede che l’industria continuerà a crescere anche nei prossimi anni. La crescita del mercato dei semiconduttori è trainata dalla crescente domanda di chip per applicazioni come l’intelligenza artificiale, ma anche veicoli autonomi, dispositivi IoT (Internet of Things) e molto altro ancora.
Come vediamo dal grafico a istogrammi qui sotto realizzato da Statista, al momento il mercato globale dei semiconduttori vale circa 580 miliardi di dollari, e le ultime previsioni stimano che questo mercato possa superare i 700 miliardi di dollari entro il 2025.
Queste cifre impressionati non fanno altro che confermare il ruolo cruciale dei semiconduttori nel panorama globale. Secondo i dati di Statista, nel 2022 il tasso di crescita ha raggiunto il 4,4% anno su anno.
Di recente la SIA ha annunciato le vendite globali dell’industria dei semiconduttori riferite al mese di aprile 2023 che sono state di 40,0 miliardi di dollari, il 21,6% in meno rispetto al Aprile 2022, per un totale di $ 50,9 miliardi.
Inoltre, la SIA prevede che le vendite globali annuali saranno di 515,1 miliardi di dollari nel 2023, in calo rispetto al totale delle vendite del 2022 di 574,1 miliardi di dollari. Tuttavia, si prevede che le vendite globali raggiungeranno i 576,0 miliardi di dollari nel 2024, che sarebbe il totale più alto mai registrato dal settore.
Chips Act in Usa ed Europa
Con l’obiettivo di potenziare e rafforzare ulteriormente la ricerca, l’innovazione e la produzione dei semiconduttori, sia gli Stati Uniti che l’Europa stanno lavorando a dei provvedimenti per avere una normativa europea e statunitense sui semiconduttori.
Nei piani europei, la normativa del Chip Act permetterà agli “investitori di beneficiare di un ambiente favorevole agli investimenti, in particolare di autorizzazioni rapide, di un quadro chiaro per gli aiuti di Stato e di un sostegno alle piccole e medie imprese”.
Stesso obiettivo perseguito anche dal Governo Usa che tramite questa normativa riuscirebbe a “rafforzerebbe l’economia, ma anche la sicurezza degli Stati Uniti”. “I semiconduttori sono stati inventati in America e le aziende statunitensi sono ancora oggi leader mondiali nella tecnologia dei chip, ma a seguito di ingenti investimenti governativi da parte di concorrenti globali, gli Stati Uniti oggi rappresentano solo il 12% della capacità di produzione globale di semiconduttori”, ha dichiarato Keith Jackson, Presidente, CEO e Direttore di ON Semiconductor.
Il Chips for America Act include una serie di investimenti federali per promuovere la produzione di semiconduttori negli Stati Uniti, tra cui 10 miliardi di dollari per un nuovo programma di sovvenzioni federali che incentiverebbe nuovi impianti di produzione di semiconduttori nazionali.
“Il Chips for America Act aiuterebbe il nostro paese ad affrontare questa sfida, investire nella produzione e nella ricerca di semiconduttori e rimanere il leader mondiale nella tecnologia dei chip, che è strategicamente importante per la nostra economia e la sicurezza nazionale”, conclude Keith Jackson.
In conclusione i chip rappresentano la vera e propria spina dorsale della tecnologia moderna, supportando l’intelligenza artificiale e consentendo lo sviluppo di applicazioni innovative. Grazie al continuo progresso dell’intelligenza artificiale e l’aumento della domanda di dispositivi intelligenti, innovativi e interconnessi, il mercato dei semiconduttori si prospetta come uno dei settore in rapida crescita nei prossimi anni.
