Oculto, mas à vista de todos: o verdadeiro tamanho do setor de semicondutores

Os analistas de mercado podem divergir quanto a tendências e previsões específicas, mas compartilham a mesma visão otimista em relação ao setor como um todo. De acordo com a maioria das estimativas, o valor total do setor de semicondutores situou-se entre $630 e $680 bilhões em 2024 e deve alcançar $1 a $1,1 trilhão até 2030, impulsionado sobretudo pelo crescimento da IA e dos data centers.

No entanto, essa perspectiva – embora positiva – provavelmente subestima consideravelmente o verdadeiro valor do setor de semicondutores. Isso porque muitas estimativas tradicionais, baseadas principalmente em volumes de vendas, ignoram parcial ou totalmente o valor dos chips desenvolvidos por OEMs com capacidade interna de desenho, fabricantes de chips cativos [para uso próprio] e operadores sem fábrica própria [fabless], especialmente no caso de tecnologias avançadas de encapsulamento. Essa omissão é particularmente relevante, pois são justamente essas categorias que apresentam as maiores taxas de crescimento. Além disso, as análises correntes costumam subestimar as empresas chinesas de semicondutores porque seus dados de vendas são muitas vezes incompletos ou opacos.

Avaliações precisas de valor são hoje mais importantes do que nunca, visto que a IA deve elevar a taxa de crescimento anual composta (CAGR) média do setor de semicondutores para bem acima dos 9% registrados entre 2014 e 2024. Para estimar o valor do setor com mais precisão, analisamos todos os tipos de empresas, incluindo as da China. Em vez de nos basearmos no volume de vendas, que não indica o valor preciso quando a empresa não vende chips diretamente no mercado, efetuamos análises customizadas para cada tipo de empresa de semicondutores. Por exemplo, no caso dos OEMs com desenho próprio de chips (p.ex., fabricantes de smartphones), estimamos sua contribuição para o mercado a partir do custo dos produtos vendidos, combinado com uma margem bruta típica da categoria do produto.

A principal conclusão foi que o valor do mercado global de semicondutores totalizou $775 bilhões em 2024 e poderá atingir $1,6 trilhão até 2030 (variando entre $1,5 e $1,8 trilhão) – números significativamente superiores aos de outras estimativas. Contudo, nem todas as empresas do setor se beneficiarão igualmente, pois a maior parte do crescimento estará concentrada em chips de ponta [7 nm ou menos] e memórias de altíssima velocidade [HBMs, memórias de alta largura de banda]. Dada a dinâmica de “o vencedor leva tudo” do setor, é provável que algumas empresas mais inovadoras capturem a maior parte do valor nesses segmentos. Em outros segmentos – p.ex., nós tecnológicos avançados e maduros [mais de 28 nm] ou memórias DDR¹Double data rate [taxa dupla de transferência] DRAM e NAND – as empresas líderes tendem a competir por meio de reduções agressivas dos custos, seja aumentando a escala ou implementando programas tradicionais de excelência operacional. Elas também buscam expandir sua presença nos segmentos de maior crescimento e diferenciar suas ofertas sempre que possível.

Uma ressalva importante: apresentamos um leque de estimativas porque, como em toda projeção, existe sempre muita incerteza. Em nosso cenário mais pessimista, por exemplo, a demanda por IA é mais fraca do que o esperado, o que se traduz em menor demanda por chips. A estimativa de $1,6 trilhão reflete nosso cenário intermediário, ou cenário base.

Recalculando o tamanho do mercado

Historicamente, os analistas sempre estimaram o tamanho do mercado de semicondutores a partir das vendas reportadas por operadores fabless [que desenham chips, mas não têm fábrica própria], foundries [que fabricam chips sob encomenda de um fabless] e IDMs, fabricantes integrados de dispositivos [que desenham e fabricam chips para uso próprio ou de terceiros]. Quando dados de vendas diretas não estavam disponíveis – o caso, por exemplo, de empresas não listadas em bolsa – os analistas recorriam a estimativas.

Por muitos anos, essa abordagem tradicional funcionou como um barômetro bastante preciso do valor do mercado de semicondutores, pois calculava corretamente o valor dos chips produzidos por IDMs, operadores fabless e empresas totalmente integradas que dominavam o mercado. Hoje, porém, a maior parte do crescimento provém de fabricantes de chips próprios, OEMs com desenho interno e operadores fabless, de tal modo que qualquer análise baseada primordialmente em vendas não contabilizará o valor total dos chips. (Veja Box “A evolução do mercado de semicondutores” para uma análise das mudanças no market share de vários tipos de empresas.) Além disso, as empresas chinesas também estão crescendo, o que torna fundamental estimar a sua contribuição para o valor total do mercado, algo que as estimativas tradicionais não chegam a captar plenamente.

Para além das análises baseadas em vendas

Nossa metodologia de avaliação elimina algumas das limitações intrínsecas da abordagem tradicional. Especificamente, nossas estimativas levam em consideração os seguintes tipos de empresas:

Empresas de desenho de chips cativos. Essas empresas – em geral, hyperscalers que operam data centers para serviços na nuvem – desenvolvem chips para uso próprio. A demanda cativa é excluída das análises baseadas em vendas porque esses semicondutores não são comercializados no mercado, mas utilizados internamente para viabilizar serviços de alto desempenho na nuvem a custos competitivos. Estimamos o valor dos chips cativos a partir dos gastos internos em P&D, do custo dos produtos vendidos (COGS) e das despesas gerais e administrativas associadas às atividades de desenho e fabricação.

OEMs com desenho interno. A maioria dos analistas estima o valor de sistemas em um chip [SoC, que integram diversos tipos de processadores em um único componente] desenvolvidos internamente considerando apenas o COGS, geralmente com base nos pagamentos feitos às foundries responsáveis pela fabricação desses de chips. No entanto, essa abordagem ignora as margens brutas internas (isto é, o lucro presumido que um fornecedor hipotético obteria ao vender esses chips para a entidade que fabricará o produto final) ainda que as considere para mensurar as contribuições dos fabricantes integrados de dispositivos (IDMs) e dos operadores fabless. Nossa metodologia garante maior consistência analítica, pois leva em conta tanto o COGS como as estimativas das margens brutas internas dos OEMs com desenho interno (Quadro 1).

Operadores fabless. Essas empresas desenham chips e terceirizam sua fabricação para uma foundry. Embora, no passado, as avaliações baseadas em vendas permitissem estimar com razoável precisão o valor gerado pelos operadores fabless, essa abordagem deixou de ser viável por dois motivos:

• As empresas passaram a utilizar tecnologias avançadas de encapsulamento para integrar componentes fabricados separadamente (como processadores e memórias) em chips heterogêneos.
• Cada vez mais, as empresas fornecem software (muitas vezes gratuitamente) para facilitar a adoção de seus produtos e permitir que os clientes capturem todo o potencial dos chips.

As estimativas convencionais dos analistas costumam atribuir aos operadores fabless apenas uma parcela do valor do pacote completo chips-on-wafer-on-substrate [CoWoS, encapsulamento avançado que compacta GPUs, CPUs e memórias]: em geral, apenas o COGS e a margem bruta associada aos componentes de lógica e de encapsulamento. Não atribuem aos operadores fabless nenhuma fração da margem bruta relativa às memórias HBM, que é integralmente creditada aos fabricantes de memórias. Em nossa abordagem, atribuímos aos operadores fabless o valor do pacote completo de CoWoS, incluindo as memórias HBM. Também adotamos um tratamento distinta para o software: enquanto as estimativas tradicionais subtraem uma parcela da margem bruta para refletir o software incorporado às unidades de processamento gráfico (GPUs), nosso método preserva a margem integral (Quadro 2).

Sub-representação regional. Cerca de metade da expansão de capacidade planejada para o período de 2024 a 2028 (medida pela capacidade dos wafers) deverá ocorrer na China, com as novas instalações concentradas na fabricação de nós avançados e maduros. Entretanto, é possível que as análises estejam subestimando o tamanho desse segmento, visto que os dados relativos à China talvez sejam incompletos. Visando obter uma estimativa mais precisa do valor gerado pelas empresas chinesas, nossa metodologia combina receitas reportadas, receitas estimadas com base na capacidade produtiva e dados provenientes de modelos proprietários internos. Nossa abordagem é deliberadamente conservadora e leva em conta o fato de que a China hoje opera com taxas de utilização baixas, o que implica que parte da capacidade futura anunciada pode não se materializar.

Um mercado forte com potencial de crescimento futuro

Estimamos o valor do mercado de semicondutores em 2024 em algo em torno de $775 bilhões, entre 14% a 23% mais do que outras avaliações, que variaram de $630 a $680 bilhões. Desmembrando nossa estimativa, o valor provém das seguintes fontes (Quadro 3):

• Todos os fabricantes de semicondutores fora da China (cerca $604 bilhões, com $507 bilhões provenientes dos 20 maiores fabricantes)
• Empresas sediadas na China ($93 bilhões)
• OEMs com desenho interno de chips ($52 bilhões)
• Empresas de desenho de chips cativos ($ 25 bilhões)

Um exame mais detalhado desses valores revela que os maiores verticais são computação e armazenamento de dados ($350 bilhões), wireless ($200 bilhões) e automotivo ($75 bilhões). Em todos os setores verticais, os nós de ponta [com 7 nm ou menos] são avaliados em $220 bilhões – equivalente ao valor combinado de todos os tipos de memória (NAND, DDR DRAM e HBM).

Um mercado de semicondutores de $1,6 trilhão em 2030

Com tantas incertezas pela frente, elaboramos três cenários diferentes para estimar a demanda futura de semicondutores. A principal variável é a trajetória estimada de adoção de IA. Em nossos cenários, o valor estimado do mercado de semicondutores para 2030 oscilou entre $1,1 e $1,8 trilhão. O cenário intermediário de $1,6 trilhão – o cenário base – representa um aumento de $825 bilhões em relação à nossa estimativa para 2024 e é significativamente maior do que as estimativas tradicionais, que variam entre $1 e $1,1 trilhão (Quadro 4).²Também criamos cenários que consideraram como o valor do mercado poderia evoluir sob a influência de outros eventos, como uma queda mais lenta do que a esperada nos preços médios de venda de nós de ponta [menos de 7nm] ou uma retração significativa no segmento de nós avançados e maduros [mais de 28 nm] ou no segmento de memórias. Não computamos esses possíveis fatores na análise discutida neste artigo.

Testamos a validade de nossas estimativas examinando as mudanças projetadas em outras variáveis independentes que não foram computadas em nossa análise original, como capacidade instalada do setor, receitas projetadas e despesas de capital. Os resultados dessas análises corroboraram nossas estimativas de um valor entre $1,1 e $1,8 trilhão até 2030. (Veja Box, “Validação de nossas estimativas por meio de análises adicionais”).

Trajetórias de crescimento futuro para os principais verticais de negócio

Os principais segmentos em 2030 serão os mesmos três que hoje dominam o mercado, mas suas trajetórias de crescimento e os fatores de demanda serão diferentes:

• Computação e armazenamento de dados. Espera-se que o valor desse segmento vertical cresça de $350 bilhões em 2024 para $810 bilhões em 2030. O aumento de $460 bilhões representa mais da metade do crescimento total projetado do mercado de semicondutores, estimado em $825 bilhões. A maior parte dessa expansão deverá vir do segmento de servidores – em particular, de servidores para IA. Além do aumento no volume de unidades enviadas, o preço médio de venda dos wafers aumentará, impulsionado pela redução do tamanho dos nós tecnológicos e pela maior densidade e capacidade das memórias HBM. À medida que os servidores de IA vão se tornando mais interconectados e passam a operar em clusters de larga escala, com memórias compartilhadas de baixa latência, o segmento da conectividade com fio também se beneficiará.
• Wireless. Espera-se que esse segmento cresça cerca de $150 bilhões até 2030, atingindo um valor total de $350 bilhões. Vários fatores estão por trás dessa evolução. Primeiro, muitos consumidores estão migrando para smartphones mais caros, que requerem chips mais sofisticados – tendência que ajudará a compensar a estagnação nas remessas anuais de smartphones. Segundo, o conteúdo de semicondutores em outros dispositivos sem fio continua aumentando, em parte porque os novos padrões de conectividade exigem mais chips de silício. Ao mesmo tempo, os fabricantes de componentes wireless de ponta estão migrando para nós tecnológicos menores –incluindo sistemas-em-um-chip (SoCs), modems, chips Wi-Fi e controladores de memória NAND. Embora essa transição eleve o custo dos componentes, ela também melhora a conectividade, aumenta a capacidade de processamento e ajuda a controlar o consumo de energia.
• Automotivo. O valor dos chips deve aumentar entre 2024 e 2030. A transição para veículos elétricos é um dos principais motores do crescimento desse segmento, especialmente no que se refere à demanda por nós avançados e maduros. Além disso, o mercado vem crescendo também por causa da sofisticação cada vez maior dos sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS), incluindo melhorias na direção autônoma que dependem de chips capazes de acelerar o processamento de dados.

Crescimento desigual entre os segmentos de semicondutores – e uma grande oportunidade

Estimamos uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 13% para o mercado de semicondutores entre 2024 e 2030. Contudo, o crescimento irá variar significativamente de segmento para segmento:

• Dispositivos variados (excluindo memórias). Para os nós de ponta, projeta-se uma CAGR de 22%. A demanda por nós de 3 nanômetros (nm) deve aumentar 25%, enquanto a demanda por nós de 5 nm e 7 nm cairá. Quanto aos nós de 2 nm, que se tornaram disponíveis em 2025, a demanda deve disparar 136% até 2030. Se, conforme esperado, os nós de 1,4 nm venham a ser comercializados em 2027, prevê-se que a CAGR desse segmento chegue a 314%.
• Nós avançados e maduros para dispositivos (excluindo memórias). A demanda deve aumentar apenas entre 2% e 4%, dependendo do tamanho do nó.
• Memórias. O segmento de memórias HBM terá uma CAGR de 20%, muito superior à dos segmentos de DDR DRAM (12%) e NAND (9%).

Diante dessas variações na CAGR, o segmento de nós de ponta deverá responder por uma parcela desproporcional do crescimento geral do mercado entre 2024 e 2030 (Quadro 5):

• Chips de ponta. Voltados primordialmente para aplicações de IA, representarão 62% do crescimento total do mercado. Esse momentum resulta não só da demanda por poder computacional em novos dispositivos, mas também da migração para tamanhos de nós tecnológicos cada vez menores em produtos de próxima geração, como chips Wi-Fi avançados. É provável que a dinâmica de “o vencedor leva tudo” prepondere no segmento de chips de ponta, de modo algumas poucas empresas ficarão com a maior parte dos lucros.
• Memórias. O segmento de memórias se recuperou do recente retrocesso e será responsável por 31% do crescimento, com quase metade desse percentual proveniente das memórias HBM, que têm preço de venda mais elevado. Assim como ocorre com os chips de ponta, algumas poucas empresas devem colher a maior parte dos lucros.
• Nós avançados e maduros. A trajetória de crescimento deverá ser mais lenta que a dos dois segmentos anteriores. Atualmente, este segmento é mais valioso do que o de nós de ponta, mas tal situação provavelmente começará a se inverter a partir de 2026. Em vista do grande número de empresas atuando nesse espaço, estratégias fortes de crescimento são necessárias para se destacar da concorrência.

Nesses três segmentos, as tendências do volume de vendas de wafers e o preço médio de venda podem tomar rumos diferentes. (Veja Box, “Tendências de crescimento dos wafers”).

Implicações para as empresas de semicondutores

Nossa estimativa do valor do setor de semicondutores – somada à perspectiva de crescimento desigual entre os segmentos – sugere que muitas empresas talvez estejam subestimando não apenas os desafios, mas também as oportunidades à frente. Se quiserem otimizar suas chances de conquistar market share e capturar excedente econômico, precisarão estar afinadas com as nuances do mercado, especialmente nas áreas de maior aceleração do crescimento.

Chips de ponta e memórias HBM

A decomposição analítica que fizemos do mercado mostra claramente que as memórias HBM e os chips de ponta, especialmente os fabricados com os nós tecnológicos menores, serão os maiores vetores de crescimento, com uma CAGR estimada em mais de 20% até 2030, impulsionada principalmente pela inteligência artificial. Empresas que ainda não desenvolvem ou produzem esses componentes fariam bem em investigar se possuem os recursos e as capacidades para fazê-lo. Caso contrário, estarão renunciando ao caminho mais seguro para crescer.

Por sua vez, o sucesso das empresas que já desenvolvem HBMs ou chips de ponta dependerá de inovação constante, para que possam oferecer soluções de processamento mais rápido e com melhor eficiência energética. As empresas de computação buscam o aprimoramento contínuo das GPUs para data centers, dos chips para sistemas avançados de assistência ao motorista e dos controladores de memória, por exemplo. E aquelas que conseguirem migrar esses produtos para nós tecnológicos menores obterão ganhos de desempenho sem aumentar o tamanho do chip ou o consumo de energia. Por outro lado, esses avanços implicam maior complexidade produtiva: um número maior de máscaras litográficas, níveis de tolerância mais rigorosos e processos de fabricação mais precisos, o que eleva os custos. Ainda assim, os clientes deverão privilegiar as soluções que maximizem o desempenho, ainda mais num contexto de aumento generalizado dos preços, o que reforçará a dinâmica de “o vencedor leva tudo”.

Assim como em nossas demais previsões, é possível que certos eventos alterem essas estimativas. Por exemplo, muitas empresas estão buscando desenvolver alternativas às memórias HBM para reduzir os custos (especialmente em aplicações de inferência) e mitigar os efeitos da atual escassez de memórias no mercado. Caso empresas consigam migrar para essas alternativas, a demanda por HBMs deve diminuir substancialmente.

Nós avançados e maduros

No caso dos nós avançados e maduros [28 nm ou mais], os ganhos de desempenho ocorrem mais lentamente porque a tecnologia já vinha sendo otimizada havia muitos anos e há menos oportunidades de novos avanços. Estima-se, portanto, que a CAGR desse segmento fique, em média, em torno de 3% entre 2024 e 2030, bem menor que a dos nós de ponta [7 nm ou menos]. Ainda assim, haverá nichos de alto crescimento nesse segmento, como os chips de comunicação óptica e os semicondutores de potência, impulsionados pela expansão dos data centers e da eletrificação.

Em alguns mercados, a expansão da capacidade produtiva poderá superar o crescimento da demanda por nós avançados e maduros, pressionando os preços para baixo. Essa tendência é desfavorável para os fabricantes, pois implica aumento da concorrência. O crescimento, portanto, terá de advir principalmente do aumento do volume de vendas, não da elevação dos preços médios. Para se manterem competitivas, as empresas que atuam nesse segmento precisarão aumentar a produção – possivelmente por meio de fusões e aquisições – a fim de capturar economias de escala e identificar oportunidades adicionais para reduzir os custos. Quanto aos seus produtos, será igualmente essencial diferenciar suas ofertas e expandir sua presença nos segmentos de alto crescimento.

Criando uma estratégia para o futuro

Grande parte do crescimento do setor de semicondutores nas últimas décadas foi impulsionada por algumas poucas grandes empresas em cada segmento. Uma análise recente da McKinsey buscou identificar o que diferencia essas líderes das demais.

Uma das principais conclusões foi que as empresas de melhor desempenho otimizaram seu lucro econômico por meio de uma combinação de cinco grandes movimentos: três relativos ao portfólio (fusões e aquisições programáticas, realocação dinâmica de recursos e níveis de investimento superiores aos dos concorrentes) e dois relativos ao desempenho (captura de margens mais elevadas por meio de ganhos de produtividade e forte diferenciação em relação aos concorrentes). Essas estratégias são descritas em detalhes no livro da McKinsey Além das projeções hockey stick: estratégias para aumentar as suas chances de sucesso (Alta Books, 2019), de Chris Bradley, Martin Hirt e Sven Smit.

Embora as empresas de semicondutores também se beneficiem, hoje, de uma abordagem abrangente que combine movimentos de portfólio e de desempenho, as estratégias específicas de cada uma variam. Empresas em segmentos de alto crescimento e rápida evolução – como chips de ponta, DRAM, comunicações ópticas e semicondutores de potência – precisam monitorar atentamente as tendências do setor e ser capazes de ajustar seus portfólios com agilidade, conforme descrito no livro seminal de estratégia empresarial, Só os paranoicos sobrevivem (Futura, 1997), de Andrew Grove, cofundador e ex-CEO da Intel. A obra destaca a importância de reagir rapidamente aos pontos de inflexão estratégicos – os momentos em que o surgimento de novas tecnologias ou mudanças estruturais no mercado forçam as empresas a se adaptar. Como esses pontos de inflexão podem ser difíceis de detectar em seus estágios iniciais, a vigilância constante é imprescindível.

Por sua vez, empresas que atuam em segmentos de baixo crescimento devem intensificar seus movimentos de desempenho e desenvolver produtos diferenciados para capturar vantagens de custo. Quanto aos movimentos de portfólio, as fusões e aquisições programáticas e o gerenciamento dinâmico de recursos podem ser particularmente eficazes para empresas que buscam expandir sua presença em nichos de mercado de alto crescimento.

Nossas análises apontam para um mercado de semicondutores maior e mais dinâmico do que o sugerido pelas estimativas tradicionais. No entanto, as oportunidades não serão distribuídas por igual: chips de ponta e memórias HBM devem capturar a maior parte do novo valor, enquanto outros segmentos precisarão competir sobretudo em custo e escala. As empresas melhor posicionadas para vencer serão aquelas capazes de refinar suas estratégias, acelerar a inovação ou alcançar eficiências significativas. A próxima década recompensará aquelas que compreenderem para onde o valor está migrando – e agirem decisivamente para capturá-lo.