Chips analógicos: breve historia y posibilidades de inversión

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Los componentes analógicos tuvieron su época dorada en el SXX para luego quedar eclipsados por lo digital. Sin embargo, a la luz de la profunda transformación que vive hoy el mercado de semiconductores, se vislumbra un nuevo futuro para esta tecnología

Chips analógicos: breve historia y posibilidades de inversión

Bob Widlar, padre del µA702, µA709, µA710 o el LM100, entre otros, mostrando el 'saludo Widlar' que posteriormente inspiró una campaña publicitaria de National Semiconductors, que en 2011 fue adquirida por Texas Instruments

Quizá Bob Widlar no sea muy conocido por el gran público, pero está considerado como uno de los grandes del diseño analógico. Vivió en una época en que sonaban las canciones de Bob Dylan y los circuitos analógicos estaban en el zenit de la innovación. De hecho, en aquellos años, mencionar la palabra electrónica era hablar de analógico y el diseño de los circuitos integrados tenía un sensible sesgo de arte.

El gurú analógico

Widlar trabajó para Fairchield y National Semicoductores (1963 a 1970), dos de las empresas que crearon escuela en esta modalidad. Fue el responsable de diseño de varios circuitos icónicos: amplificadores operacionales estables frente a derivas térmicas, fuentes de referencia de corriente y tensión con alta funcionalidad o comparadores muy precisos, entre otros. Estaba muy por delante del resto. Muchas de las ideas de Widlar continúan implícitas en los circuitos analógicos actuales.

Bob Widlar

Eso sí, los que lo conocieron aseguraban que era un genio excéntrico; al final, se retiró voluntariamente a los 33 años, cambiando California por Puerto Vallarta (México). No obstante, de vez en cuando regresaba para cooperar con sus amigos de National Instruments, aportando nuevas ideas, aunque ya como consultor externo. Murió a los 55 años.

Pero... ¿Por qué interesarse en ese mundo analógico lejano de Widlar, precisamente en un momento en que impera lo digital? Porqué el mercado de semiconductores está sufriendo una profunda e interesante transformación, especialmente en el segmento analógico, aunque queda poco visible para los medios de comunicación. Las compañías analógicas se van a beneficiar de los miles de millones de dispositivos que se fabricarán a medio plazo, impulsados por el despliegue del IoT, el 5G, el vehículo autónomo o la Industria 4.0, entre otras tendencias

¿Por qué interesarse en ese mundo analógico lejano de Widlar, precisamente en un momento en que impera lo digital? Porqué el mercado de semiconductores está sufriendo una profunda e interesante transformación

 

Una historia de adquisiciones

Tradicionalmente el mercado de circuitos integrados analógicos ha estado muy fragmentado y su historia es la un serial de adquisiciones. En el presente artículo, primero describiremos la evolución de este singular mercado, tomando como hilo conductor de nuestro relato algunos hitos alcanzados en circuitos lineales y mencionando las principales transacciones empresariales. Después, analizaremos el estado actual del mercado e intentaremos dilucidar algunas oportunidades que se presentan para el inversor.

La historia de los circuitos integrados analógicos arranca básicamente con Fairchild. Esta compañía americana fue un imán en reclutar y nutrir talento, con multitud de técnicos y managers que posteriormente se dispersaron por la industria, para fundar o trabajar en conocidas empresas de semiconductores (Intel, AMD, etc).

Fairchild fue la primera en introducir un circuito integrado analógico (1957) y fabricar productos míticos, tales como el amplificador operacional µA702 o el µA709, que en 1964 se vendía por 300$ el chip. Este último, llegó a popularizarse tanto, que toda su capacidad productiva quedó comprometida a dos años vista. Precisamente, detrás de muchos de estos diseños estaba la brillantez de Bob Widlar. En 1968, Fairchaild lanzó el µA741, un amplificador operacional de propósito general del que se han fabricado cientos de millones de unidades. Hoy sigue produciéndose y puede comprarse, por ejemplo, en Amazon por 0,5$. Finalmente, la historia de Fairchild concluye cuando fue adquirida por la compañía ON en 2016.

Amplificador operacional µA 709 (Fairchild)

Algunas adquisiciones de AD y TI

A partir de aquí, nuestro relato prosigue con un conjunto de empresas que exclusivamente fueron adquiridas por Analog Devices (AD) o Texas Instruments (TI), los actuales líderes del mercado. La compañía PMI (Precison Monholitic Inc) fue también una gran innovadora en el terreno analógico. En la década de los 70 introdujo el amplificador operacional OP07, un chip de tres etapas, muy estable, compensado internamente en corriente y ajuste de offset. El OP07 ha sido todo un éxito en la industria, utilizado ampliamente como amplificador de instrumentación y replicado en numerosas versiones por distintas marcas. Otra primicia de PMI fue el DAC100 (1970), el primer convertidor D/A de 10 bits en el mercado; estaba basado en 2 chips y era capaz de soportar el rango de temperatura militar. Finalmente, PMI fue adquirida en1990 por AD.

Otro referente en el sector fue National Semiconductor, fundada en 1959. Llegó a tener un extenso y envidiable catálogo de componentes analógicos y digitales. En 1981, se convirtió en la primera empresa de semiconductores que llegó a los 1.000 M$ de ventas anuales. Fabricó el LM100, el primer circuito integrado regulador lineal de tensión (1966). Otra primicia fue el LM109, el primer chip de tensión de referencia estable de 1,25V (1969). En 1974 presentó el LM324, un circuito revolucionario que integraba 4 amplificadores operacionales en el mismo chip.

Circuito con 4 amplificadores operacionales LM 324 (National Instruments)

Su epopeya concluyó en 2011. En ese año, TI pagó por National Instruments 6.500 M$, nada menos que un 80% sobre el valor que cotizaba en bolsa. El mercado se sorprendió, pero TI demostró que conocía realmente el valor intrínseco de su opada. En aquel momento, esta operación hizo que la firma tejana se convertiera en el primer fabricante mundial de componentes analógicos..., y hasta la fecha.

Linear Technology es otro de los grandes que hay que mencionar. Se inició como segunda fuente, comercializando circuitos económicos, para después producir circuitos originales muy relevantes. Además, fue una empresa muy innovadora en comunicación técnica; su publicidad en revistas especializadas consistía en publicar seductoras y concisas ilustraciones gráficas de aplicaciones de sus productos, muy sencillas de interpretar. En 2016 fue adquirida por AD.

Transceiver de radiofrecuencia de Analog Devices

Las particularidades de un mercado

Una diferencia de los componentes analógicos frente a los digitales es que no han seguido la Ley de Moore. Su ritmo de desarrollo es menos vertiginoso y, en consecuencia, el ciclo de vida de un componente analógico es más prolongado que uno digital. Actualmente, muchas estructuras avanzadas son de 128 nm (versus 5 nm para los digitales), suficiente para conseguir densidad y funcionalidad. Además, la industria analógica requiere menos inversión de capital que la digital. Otro aspecto en que difiere analógico de digital es en la escasez de especialistas en el mercado laboral. Este tema ya afecta a los fabricantes de circuitos digitales, pero en el sector analógico se agudiza. Algunas compañías afirman que los ingenieros con formación analógica son escasos, dado que las escuelas y universidades están más enfocadas al conocimiento digital. Este factor se torna crítico para el diseño de circuitos en aplicaciones sofisticadas de instrumentación o radiofrecuencia.

El mercado analógico alcanzó los 51.000 millones de dólares en 2020, pero representa menos del 15% del global de semiconductores. Además, es un mercado muy fragmentado. Los cambios que se producen por crecimiento orgánico de las empresas son poco substanciales. Así que la principal estrategia de crecer consiste en efectuar operaciones de adquisición de empresas de forma sostenida en el tiempo, ya sea de competidoras o bien de compañías que fabrican dispositivos complementarios. En ocasiones, estas adquisiciones tienen también el propósito de reclutar ese talento exterior tan difícil de conseguir en el mercado laboral.

Durante muchos años, TI ha sido el líder indiscutible del mercado analógico, siendo la única compañía que ha conseguido mantener una cuota de participación de dos dígitos. El resto del mercado está repartido entre varias compañías: AD, Infineon, ST, Skyworks, NXP, Maxim Integrated Products o Microchip, entre otras.

Tarjeta de evaluación de Texas Instruments

En el año 2019, las cosas empezaron a cambiar. TI tenía una cuota de mercado del 19%, pero AD consiguió apuntalar un 10%. Además, en ese mismo año se produce un cambio significativo, con el anuncio de compra, por parte de AD, de la firma Maxim Integrated Products (21.000 M$). Esta adquisición se materializará en 2021 y representa que AD conseguirá una cuota de mercado de 16%, convirtiéndose en una compañía valorada en 68.000 millones de dólares y con 10.000 ingenieros en plantilla. Con esta operación, AD se beneficiará de sinergias de coste, además de incorporar productos complementarios en su portafolio y un mayor acceso a otras aplicaciones (automóvil, nube, etc).

Dos líderes claros

Con esta operación, habrá una mayor concentración en el mercado analógico, con dos líderes claros que controlarán cerca del 35%, lo que debería traducirse en una mejora de márgenes. En este contexto, a medio plazo se dibuja un buen potencial para AD y TI.

Ambas firmas son veteranas y sus orígenes están alejados de Silicon Valley, con TI fundada en 1951en Dallas (Texas) y AD fundada en 1965 en Norwood (Massachussets). Las dos disponen de una amplia oferta de dispositivos orientados a baja y alta frecuencia con aplicaciones en audio, video, instrumentación, wireless, gestión de energía en circuitos de alterna, continua o baterías. Por supuesto, estos dispositivos analógicos cada vez integran más componentes digitales en su interior, ya sea para corrección de errores, programación de ganancia en amplificadores o comunicación digital con otros dispositivos, entre otras.

Una oportunidad de inversión

Estos cambios llegan en el momento oportuno para que puedan beneficiarse de las principales megatendencias, como IoT, 5G, Industria 4.0, salud digital, movilidad, etc.

AD y TI cotizan en el Nasdaq. Ambas compañías tienen un nivel de deuda apreciable, especialmente AD, pero en ambos casos queda cubierto razonablemente por el cashflow que generan. Durante los últimos 5 años han crecido un 187% y un 228%, frente al 107% del S&P 500, el 36% del Eurostoxx 50 o el 192% del Nasdaq. Durante el último año su valor ha aumentado un 43% y un 63% respectivamente.

Cotización de bolsa en los últimos 5 años (fuente Bloomberg): Analog Devices (negro), Texas Instruments (naranja) y el índice S&P 500 (azul).

Bob Widlar fue un genio de los circuitos analógicos, pero se equivocó en una cuestión de trascendencia. No le gustaba nada lo digital, ni tan siquiera creía en su futuro; incluso se burló cuando Gordon Moore propuso su famosa ley empírica (y cuando fundó en aquella época Intel con Robert Noyce). Después el mercado analógico fue el que se quedó rezagado, pero sigue teniendo su ventana de futuro.