1 26/11/2009cnfm, gm cnfm conseil dorientation du gip 26 novembre 2009 lindustrie des...
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1 26/11/2009 CNFM, GM
CNFMConseil d’Orientation du GIP
26 novembre 2009
L’industrie des Semiconducteurs Marché et évolutions techniques
…du mieux à l’horizon après la tempête…
Gérard MATHERONPrésident du Sitelesc, Directeur STMicroelectronics Crolles
2 26/11/2009 CNFM, GM
Marché du Semiconducteur3-mma (sept. 09)En unités et en valeurs ($)
0
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10 000
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25 000
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3-mma Unit
3-mma $
Linear (3-mma $ )
Expon. (3-mma Unit)
Source : WSTS
Record deNov. 2007
$
Unités
Record d’Oct. 2007
Niveau de Juillet 08
Niveau de fev. 200820Md$/M
3 26/11/2009 CNFM, GM
Zoom: ASP Total SCà fin sept. 09
0.2
0.3
0.4
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$ ASP 3-mma
-30%
-20%
-10%
0%
10%
20%
% growth 3/12, 12/12
ASP 3-mma 3/12 12/12
$ ASP
$ ASP
3/123/12
12/12
3/12
Source : WSTS
3/12
$ASP12/12
4 26/11/2009 CNFM, GM
Marché du Semiconducteurpar zones géographiques (sept. 09)
Source : WSTS
Europe Semiconductor Market Cycle
-50%
-40%
-30%
-20%
-10%
0%
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$ Growth rate
3/12 12/12
3/12: -24.8%12/12: -30.4%
Americas Semiconductor Market Cycle
-60%
-50%
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$ Growth rate
3/12 12/12
3/12: 7.8%12/12: -14.2%
Asia Pac Semiconductor Market Cycle
-40%
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$ Growth rate
3/12 12/12
3/12: -8.9%12/12: -17.8%
Japan Semiconductor Market Cycle
-60%
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$ Growth rate
3/12 12/12
3/12: -14.9%12/12: -23.1%
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Cycle du marché par application à fin sept. 09
Automotive
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3/12 12/12
Computer & Peripherals
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Wireless Communication
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Consumer
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$ Growth rate
3/12 12/12
3/12: -17.3% 12/12: -41.1%
3/12: -17.6% 12/12: -27.4%
3/12: -23.1% 12/12: - 18.3%
3/12: -12.7% 12/12: -23.8%
Source : WSTS
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Source : ST, from VLSI Research (Equipment, revised each month) and WSTS (Semiconductor market)
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35%ja
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CapEx/Sales ratio (12-mma)
CapEx/Sales ratio (3-mma)
Historical calculated average
Dec. ’083-mma : 14.3%12-mma : 19.0%
Sep’09 (e)3-mma : 11.3%
12-mma : 12.6%
Ratio investissements sur Ventes SCà fin sept. 09Ratio investissements sur Ventes SCà fin sept. 09
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Consultancy 2009 2010 CommentsGartner DTQ -17.1% 10.3% Updated in August
iSuppli -16.5% 13.8% Updated in September
IDC -18.0% Forecast issued in June 2009
Future Horizon -10.0% 22.0% Updated in November
Semico Research -12.0% 20.0% Updated in September
SIA -11.6% 10.2% Updated in November
WSTS -21.6% 7.3% Forecast issued in June 2009
Databeans -13.0% 17.0% Updated in November
Average (Y vs Y-1) -15.0% 14.4%
Consensus forecasts for semiconductorsmarket in 2009 and 2010
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Market: Multimedia Convergence Solutions
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■ Stereoscopic– Eyewear needed
■ Auto-stereoscopic– No eyewear
■ Volumetric– Holographic
■ Glasses with integrated display
Market: 3D Displays in 2012
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Market: Driving Innovation:Safety and Multimedia Convergence
High perf. ICs, power monitoring,
RF bip
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Market: Lab on chip for early flu detection
Integration of a full biological protocol
Miniaturisation
reader
reader
reader
reader
Market initiated in Asia
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CMOS Technology EvolutionHKMG Benefits
1x
0.1x
0.01x
Leaka
ge
Pow
er
65nm65nm 45nm45nm
32nm32nm
+17% +35%4x 10
x
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Low Power Design Solution Needs
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The GHz+ Implementation Challenge
■ No single optimization area. Must implement global approaches.
■ Strong co-optimization of Design/CAD/Process is key.
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
270MHz
ARM92690nm
450MHz
ARM117665nm
550MHz
Cortex R445nm
Max Achieved Frequencyat Standard Voltage, 125C
Cortex A932nm
600MHz
1GHz+
Need to implement breakthrough techniques to step-up from natural
evolution
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CMOS SOC and RF Integration Roadmap
-
Stacking RF chip on digital SOC
Digital SOCBB and Multimedia Processor
FE Module3D Integration
Merging Switches, PA on a single dieConnectivity, EM, Transceiver on another die
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3D Integration Roadmap
2008 2009 2010 2011 2012
Technical Complexity
3D SIP
3D WLP3D SOC
Stack + Wire Bonding
Face2Back/F2F + TSV + WLP-
Face2Face + WLP
4 dice, with TSV + Cu-Cu bonding + FanOut
Die to Waferµ connection
Molecular connectionTrough Polymer Via
Interconnect ProcessFace to FaceFace To Back
TSV
Package AssemblyDie and package Stack
Fan-Out
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R&D spending: SW increasingly counts
Changing role of silicon technology in the value chain
For memories, the manufacturing technology is the product
For microprocessors, the technology is a key differentiator
For consumer ASICs, ASSPs, Technology & implementation are still there, but System & SW is becoming more important
ProductDevelopment 2/3
PlatformDevelopment 1/3
Company’s R&D spending
as a % of sales, split by
product and platform
development expenses
Previousmodel
Currenttrend
ProductDevelopment 4/5
PlatformDevelopment 1/5
ChipDesign
SystemSoftware
Si Process
ChipDesign
SystemSoftware
CAD/Lib
CAD/Lib
Si Process
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1975 1980 1985 1990 1995 2000 2004 2008 2010 2012 2015
Advanced Wafer Manufacturing Challenges
Considering the explosion of both R&D costs and Manufacturing Fab capital, volume ramp-up concurrent with yield increase requires availability of Robust and Designed for Manufacturing Advanced Technologies
Cap
ital
Exp
end
itu
re i
n B
illi
on
$ Fab Capital Expenditure Trend
40K WPM modules
Source: IC Insights, Incand ST estimate
100mm 150mm 200mm300mm 450mm
32/28nm
45/32nm
65/45nm
22/16nm ?
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Consequences on competitiveness
La bataille pour la maîtrise des composants nanoélectroniques est mondiale
Nombre de transistors: + 30% par anCoût par transistor: -20 % par an
Investissements industriels très lourds
ST• 2 sites encore compétitifs en Europe: Crolles et Dresde• Avantages Crolles:- Accord IBM- Programme national Nano2012- Coopération avec Léti-MINATEC
ST Crolles
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European Semiconductor Industry fueled by European Market Leaderships
European Leadership in key industry sectors: Automotive, Industrial, Medical, Power & Wireless Communication
Electronic systems OEM rankings
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From R&D to Mkts: Eco-system in Europe
Equipment/System
Providers
DeviceProviders
RTO(Research & Technology
Organizations)
Academ
iaAcademia
Markets
SOURCE: L.Malier, Catrene Forum, Nov. 09
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Eco-system in US
Equipment/System
Providers
DeviceProviders
Start-Ups
Academ
iaAcademia
Markets
DARPA, NSF, DOE, …
+ VCs
SOURCE: L.Malier, Catrene Forum, Nov. 09
28 26/11/2009 CNFM, GM
Eco-system in Singapore (+Taïwan?)
Equipment/System
Providers
DeviceProviders
RTO(ITRI, IME, …)
Academ
iaAcademia
EDB, A*STAR
Markets
Gov’t pull
SOURCE: L.Malier, Catrene Forum, Nov. 09
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En guise de conclusion…provisoire:
■ Le marché repart
■ Des applications nouvelles émergent
■ Les ressources pour répondre aux défis technologiques sont
mobilisées
■ La bataille économique continuera et la concentration du
secteur avec
■ La position de l’Europe n’est pas désespérée…
…et elle pourrait être encore améliorée
– Transfert université-industrie plus rapide
– Développement de marchés ‘régaliens’ (santé, sécurité, énergie)
■ Volonté politique?: Utilisation du Grand Emprunt et des Etats Généraux de l’Industrie