Es wird erwartet, dass die gesamten F&E-Ausgaben der Halbleiterunternehmen zwischen 2021 und 2025 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,8 % steigen und 89,3 Milliarden US-Dollar erreichen werden.
Als die Welt 2020 von der Covid-19-Pandemie getroffen wurde, hielten Halbleiterhersteller ihre Ausgaben für Forschung und Entwicklung (F&E) vorsichtig aufrecht, obwohl der Gesamtumsatz der Halbleiterindustrie in diesem Jahr trotz der wirtschaftlichen Folgen der Pandemie um bemerkenswerte 8 % wuchs. Der Anteil der F&E-Ausgaben am weltweiten Branchenumsatz sank 2020 auf 14,2 %, verglichen mit 14,6 % im Jahr 2019, als die Ausgaben für Forschung und Entwicklung um 1 % und der Gesamtumsatz der Halbleiterindustrie um 12 % zurückgingen. Abbildung 1 zeigt die Höhe der F&E-Ausgaben für Halbleiter und das Verhältnis von Ausgaben zu Umsatz in den letzten zwei Jahrzehnten sowie die Prognose von IC Insights bis 2025.
Die gesamten Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Halbleitersektor sind seit Ende der 1970er-Jahre in nur vier Jahren gesunken (-1 % im Jahr 2019 während eines Konjunkturabschwungs, -10 % im Jahr 2009 nach einer schweren globalen Rezession und aufeinanderfolgende Rückgänge von -1 % im Jahr 2002 und -10 % im Jahr 2001, als der Konjunkturabschwung mit dem Platzen der Dotcom-Blase zu Beginn des Jahrhunderts zusammenfiel). Nach der globalen Rezession von 2008/09 erholten sich die Ausgaben für Forschung und Entwicklung in den Jahren 2010 und 2011 stark, verlangsamten sich dann aber im restlichen Jahrzehnt aus verschiedenen Gründen, darunter die anhaltende Unsicherheit hinsichtlich der Weltwirtschaft und eine beispiellose Übernahmewelle im Chipsektor.
Seit dem Jahr 2000 überstiegen die gesamten F&E-Ausgaben der Halbleiterindustrie, gemessen am weltweiten Umsatz, in allen Jahren außer fünf (2000, 2010, 2017, 2018 und 2020) den historischen Durchschnitt der letzten vier Jahrzehnte von 14,6 %. In diesen fünf Jahren waren die niedrigeren F&E-Quoten im Verhältnis zum Umsatz eher auf ein starkes Umsatzwachstum als auf geringe F&E-Ausgaben der Halbleiterhersteller zurückzuführen.
Intel blieb 2020 weiterhin führend unter den Halbleiterherstellern bei den F&E-Ausgaben und trug rund 19 % zum Gesamtvolumen der Branche bei. Kostensenkungsmaßnahmen, die Einstellung einiger Produktkategorien und das Bestreben nach maximaler Effizienz führten jedoch 2020 zu einem Rückgang der F&E-Ausgaben von Intel um 4 % auf geschätzte 12,9 Milliarden US-Dollar. Bereits 2019 waren die Ausgaben um 1 % gesunken, als Intels Anteil am Gesamtvolumen der Branche noch 22 % betrug. Der Rückgang der F&E-Ausgaben von Intel zwischen 2019 und 2020 war der erste aufeinanderfolgende jährliche Rückgang seit 2008 und 2009. Der Rückgang um 4 % im Jahr 2020 war der größte F&E-Rückgang bei Intel seit Mitte der 1990er-Jahre. Der zweitplatzierte Samsung erhöhte seine Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Jahr 2020 um 19 % auf 5,6 Milliarden US-Dollar, unter anderem weil der südkoreanische Speicherriese die Entwicklung modernster Logikprozesse (5 nm und kleiner) intensivierte, um im Geschäft mit fortschrittlichen integrierten Schaltkreisen mit dem Marktführer Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. konkurrieren zu können, der seine Ausgaben für Forschung und Entwicklung im vergangenen Jahr um 24 % auf fast 3,7 Milliarden US-Dollar erhöhte.
Der McClean-Bericht zeigt, dass die zehn größten F&E-Investoren (Intel, Samsung, Broadcom, Qualcomm, Nvidia, TSMC, MediaTek, Micron, SK Hynix und AMD) ihre Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Jahr 2020 um insgesamt 11 % auf 43,5 Milliarden US-Dollar steigerten. Dies entspricht 64 % der gesamten Branchenausgaben. Nvidia (ein Platz auf Rang fünf), MediaTek (zwei Plätze auf Rang sieben) und Advanced Micro Devices (von Rang elf im Jahr 2019 auf Rang zehn) verbesserten sich im F&E-Ranking 2020. Die F&E-Investitionsquote der Top 10 lag laut dem neuen IC Insight-Bericht 2020 bei 14,5 %, gegenüber 15,0 % im Jahr 2019
