La materia prima dell’automazione

Parlando di avanzamento tecnologico dell’automazione industriale, di nuove performance, di più accentuata semplicità d’uso, di migliorata sicurezza, di crescente efficienza energetica e integrabilità in soluzioni complesse, difficilmente si considera l’elettronica di base, i circuiti integrati per intenderci, dando quasi per scontato che la «materia prima microelettronica» sia sempre e comunque in grado di soddisfare le esigenze dei progettisti. Ma cosa sta succedendo in questo mondo? Quali le aspettative per il 2014? Partendo dallo scorso anno, va subito evidenziato che l’industria dei semiconduttori è uscita da un periodo difficile, di crescita molto limitata, che durava oramai da 5 anni. Se nel periodo 2007-2012 la crescita annuale si era limitata a un misero 2%, dal 2013 è iniziato un nuovo ciclo che porterà a un picco dell’11% nel 2016. Dato che l’industria dei semiconduttori non è un’entità a sè stante, la crescita percentuale prevista trova ragione in qualcosa di più ampio, cioè in un incremento del GDP, prodotto interno lordo, a livello mondiale che dopo un’ascesa del 2,8% nel 2013 dovrebbe raggiungere il 3,4% quest’anno. Ma al di là di questo traino, l’industria dei semiconduttori in quanto tale sta esprimendo delle potenzialità assolutamente nuove, configurandosi per esempio come “enabler” di mercati particolarmente brillanti, mobile computing e data communication in primis. Se queste sono, in sintesi, le prospettive del mercato, cosa avviene sul fronte tecnologico? Ben nota a tutti la legge di Moore che prevede un raddoppio della complessità della microelettronica ogni 12 mesi, ma si stanno raggiungendo i limiti fisici conseguenti la riduzione delle dimensioni dei transistor integrati che, al di sotto di un certo livello comporterrebbe effetti negativi di natura quantistica negli IC. Per mantenere una crescita delle prestazioni e una miniaturizzazione esaperata di prodotti e soluzioni per l’automazione industriale, occorreva una svolta tecnologica della materia prima microelettronica, e questa è arrivata con il passaggio dal tradizionale gate planare bidimensionale, al 3D, propriamente al Tri-Gate transistor che si sviluppa in verticale dal substrato di silicio. Stesso discorso ha riguardato le memorie, con la transizione dalla struttura NAND planare bidimensionale a quella tridimensionale con sviluppo verticale. La tecnologia 3D permetterà capacità dell’ordine del terabit oltre a dispositivi più densi. La microelettrica stà quindi mettendo a disposizione dei progettisti di sistemi di automazione industriale delle nuove potenzialità applicative, dove miniaturizzazione e performance sono la base. La risposta dell’industria non manca certo, e un esempio per tutti è l’Internet of Thing che sarà responsabile di una percentuale importante del mercato dei semiconduttori, con i sensori miniaturizzati che emergeranno come «key enabler» per una connessione del mondo fisico alle capacità elaborative di sistemi e sottosistemi finalizzati a controllare in remoto l’ambiente produttivo e più in generale l’ambiente in quanto tale. In questo contesto si stà poi evidenziato un altro trend che porterà probabilmente a rivedere l’evoluzione del mercato dei semiconduttori, almeno sul fronte dei protagonisti. Aziende di grandi dimensioni, specializzate in progettazione e sviluppo di sistemi, iniziano a portarsi «in house» la realizzazione di specifici IC fondamentali per le esigenze che caratterizzano la loro produzione, considerando strategico l’aspetto custom riferito agli obiettivi funzionali che vogliono rendere disponibili al mercato, senza passare per una specializzazione, via firmware o via software, di componentistica general purpose. Grandi novità quindi, nei prossimi anni, anche se gli utenti di automazione industriale continueranno a focalizzarsi su costi e prestazioni dei sistemi, senza avere una completa percezione del fatto che la maggior parte dell’innovazione nasce dalla materia prima microelettronica