U februaru 2019., godinu dana prije izbijanja, SIA (Američko udruženje poluprovodničke industrije) objavilo je da je samo u 2018. godini rekordan broj čipova prodan&više od 1 biliona." Prema nedavnom izvještaju Wall Street Journala, poluvodiči su četvrti najprodavaniji proizvod na svijetu, nakon sirove nafte, prerađevina od nafte i automobila.
Nakon toga je uslijedila izjava američkog predsjednika Joea Bidena' koja izričito naziva čipove&«infrastrukturom," potvrđujući da nema nejasnoća oko činjenice da su poluvodički čipovi, za kojima postoji velika potražnja, nova zajednička valuta. Njihova sposobnost izvođenja miliona složenih operacija i njihova energetska efikasnost učinili su poluvodiče ključnom komponentom gotovo svake industrije koja pokreće globalnu ekonomiju.
Danas pametni telefon ima daleko veću računarsku moć od računara koje je NASA koristila da postavi čovjeka na Mjesec 1969. Šta više, skoro sve tehnologije u nastajanju, poput VJEŠTAČKE inteligencije, računarstva u oblaku, kvantnog računarstva, napredne bežične mreže, blockchain aplikacije, rudarenje bitcoina, 5G, internet stvari, samovozeći automobili, bespilotne letjelice, robotika, igre na sreću i nosive stvari pokreću se ovim diskretnim tehnologijama. Ali vrlo složeni poluvodiči. Prema novom izvještaju kompanije Juniper Research, samo će broj Iot uređaja doseći 46 milijardi do kraja 2021. Svaki od ovih uređaja će se napajati poluvodičem.
Poluvodiči su ključni za visokoračunarske aplikacije u elektronici i proizvodnji, poljoprivredi, zdravstvu, infrastrukturi, zabavi, telekomunikacijama, transportu, upravljanju energijom, vojnim sistemima i vazduhoplovstvu.
Stub više industrija
Počnite s najvažnijom zdravstvenom zaštitom-poluvodiči su sastavni dio kliničkih dijagnostičkih, terapijskih i intervencija nakon rehabilitacije. Poluvodički uređaji poput strojeva za snimanje magnetske rezonancije (MRI), pejsmejkera, mjerača krvnog tlaka, analizatora plina u krvi, bežičnih monitora za pacijente i ventilatora svakodnevno spašavaju živote. Neki kirurški zahvati revolucionirani su upotrebom robotskih kirurških sustava koji podržavaju čipove.
Samo za Covid skrb, oprema za testiranje, monitori kisika i gotovo svi sustavi za održavanje života oslanjaju se na poluvodiče. Osim toga, distribucija cjepiva po cijeloj zemlji, certificiranje zasnovano na aplikacijama, bespilotne letjelice koje isporučuju lijekove za održavanje života, pružajući stalan protok podataka u ratnu sobu COVID-19-sve se oslanja na silikonske pločice.
Prognoze istraživanja tržišta ukazuju na to da će bežični zdravstveni uređaji integrirani na webu, 3D ispisivanje nosivih predmeta i organa i medicinski uređaji opremljeni poluvodičima biti ključni faktori za osiguravanje isporuke novih i kreativnih pristupa zdravstvenoj zaštiti u budućnosti. Globalno tržište poluprovodnika za automobile vrijedilo je 48,13 milijardi dolara 2020. godine, a očekuje se da će doseći 129,17 milijardi dolara do 2026. godine.
Proizvođači automobila integriraju automobilske električne sustave koji zahtijevaju diode za napajanje i regulatore s vrhunskom pouzdanošću. Automobilski poluvodički mikrofoni s različitim funkcijama koriste se u raznim automobilskim proizvodima, poput navigacijskih kontrola, infotainment sustava i sistema za detekciju sudara. Savremeni povezani samovozeći automobil mogao bi lako imati više od 3.000 čipova s najnovijim tehnološkim mogućnostima. U situacijama u kojima trenutne sile pandemije&"sve na daljinu [GG" - bilo za posao, učenje, zabavu ili komunikaciju s prijateljima i porodicom- poluvodiči podržavaju tehničku infrastrukturu potrebnu za održavanje komunikacijskih mreža, umjesto tradicionalnih fizičkih okruženja.
Tijekom ove pandemije, organizacije su mogle nesmetano premjestiti svoje operacije na internet uz pomoć digitalnih uređaja i tehnologija pogonjenih poluvodičima i omogućiti pojedincima da rade sigurno i na daljinu bez smetnji. Ova digitalna transformacija otvorila je novi svijet mogućnosti industriji poluvodiča
Vozi se na čipu
Tehnologije u razvoju, posebno Internet stvari, umjetna inteligencija, proširena i proširena stvarnost te blockchain, sve su istaknutije u različitim industrijama. Kako ove aplikacije dobivaju sve veću pažnju u cijelom spektru, raste potreba za namjenskim senzorima, integriranim krugovima, poboljšanom memorijom i poboljšanim procesorima.
Mnogi pametni gradovi širom svijeta posvećeni su dramatičnom poboljšanju urbanih usluga i kritične građanske infrastrukture za svoje građane. Da bi to učinili, oni moraju povezati gotovo sve aspekte općinske infrastrukture s raznim uređajima, koji će zauzvrat biti povezani s pojedincima. Ova međusobno povezana infrastruktura bit će napajana poluvodičima.
Mobilne mreže pete generacije dizajnirane su za povezivanje gotovo svih i svega-strojeva, objekata i uređaja; Omogućavaju najveću brzinu prijenosa podataka; Postignite izuzetno nisko kašnjenje; Veća pouzdanost; Veliki kapacitet mreže; Veća upotrebljivost i jedinstvenije korisničko iskustvo. U srcu ove sljedeće generacije tehnologije, vrhunski poluvodički čipovi s manjim čvorovima i većom efikasnošću pružit će kritično, brzo i visoko performansno računanje.
Napredak u tehnologiji poluvodiča
Razdjelna linija između proizvodnje srednjih i srednjih do vrhunskih integriranih kola (IC) je procesna tehnologija od 12/16 nm i 7 nm. Koriste se u aplikacijama kao što su centralne procesorske jedinice, grafičke procesne jedinice, umjetna inteligencija i u proizvodima kao što su televizori, klima uređaji, automobili, brzi vozovi, sateliti, industrijski roboti, liftovi i bespilotne letjelice.
Napredak u poluvodičkoj tehnologiji doveo je do uvođenja 5 nm tehnologije, koja je manja i brža od prethodnih generacija čipova.
S obzirom da je IBM nedavno predstavio svjetsku' prvu tehnologiju proizvodnje 2 nm čipova (45% brže i 75% energetski efikasnije od uobičajenih 7 nm čipova koji se danas koriste u mnogim prijenosnim računalima i mobilnim telefonima), industrija želi da otključati veće performanse i energetsku efikasnost u budućnosti.
Kompleksna proizvodnja čipova
Sama proizvodnja čipsa je složen proces koji uključuje više ovisnosti zemlje/regije. Od projektiranja čipova do nabavke osnovnih sirovina do proizvodnje, montaže, ispitivanja, pakiranja, skladištenja i konačne isporuke poluvodiča prilagođenih za različite industrije, proces može uključivati više od 1.000 koraka i 70 nacionalnih graničnih točaka. Trenutno, vlasnička tehnologija i sposobnost izvođenja od Alpha do Omege ovise o profesionalnim globalnim liderima kao što su Intel, TSMC i Samsung, kao i brojnim drugim.
U trenutnom globalnom kontekstu, Sjedinjene Države, sa svojim univerzitetima svjetske klase i talentima za inženjering i ekosustavom tržišno orijentiranih inovacija, pružaju većinu R& D intenzivnih aktivnosti kao što su automatizacija elektroničkog dizajna, jezgro intelektualnog vlasništva, čip dizajn, naprednu proizvodnu opremu i kapitalna ulaganja.
Regioni poput Tajvana, kontinentalne Kine i Južne Koreje vodeći su u proizvodnji pločica, karakteristika koje zahtijevaju značajna kapitalna ulaganja, jaku infrastrukturu i stručnu radnu snagu. Tajvan je također lider u sastavljanju, pakiranju i testiranju poluvodičkih funkcija, a slijede ga Kina i Malezija, koje su manje vještinske i kapitalno intenzivne.
Globalna kriza čipova
Kriza uzrokovana virusom COVID-19 dovela je do raširene nestašice čipova u cijelom svijetu, otvorila rupe u globalnom lancu opskrbe poluvodičima i dovela u opasnost mnoge tehnologije i proizvode od kritičnog značaja za naš svakodnevni život.
Glavni razlozi ovog nedostatka uključuju nedovoljno ulaganje u kapacitete pločica u prethodnim godinama, poremećaje u lancu opskrbe zbog pandemije COVID-19, povećanu potražnju za novim tehnologijama poput umjetne inteligencije i električnih vozila te povećanu potražnju za radom od kuće (WFH) .
Dodajte tome sušu na Tajvanu (neke od najvećih i najnaprednijih livnica visoke tehnologije u svijetu' oslanjaju se na vodene procese proizvodnje za dodjelu vode) i rastuću geopolitičku neizvjesnost u pogledu trgovine s Kinom.
Put naprijed
Dobra vijest je da nekoliko osnivača, uključujući TSMC, Intel i GXIC, ulažu milijarde dolara u nadogradnju opreme i izgradnju novih proizvodnih linija kako bi zadovoljili rastuću potražnju i nestašicu ponude za" ; čips.
TSMC je nedavno predstavio najveću investiciju u industriji', izdvajajući 100 milijardi dolara u sljedeće tri godine za povećanje kapaciteta. Intel je obećao 20 milijardi dolara za dvije lokacije u Arizoni i kaže da će ove godine preuzeti dodatne investicione obaveze. Samsung Electronics iz Južne Koreje' izdvojio je 116 milijardi dolara za investicije do 2030. kako bi diverzificirao svoju proizvodnju čipova.
Indija također dovršava planove za masovnu proizvodnju poluvodičkih čipova kao dio svoje proizvodnje &; program. Zemlja nudi više od milijardu dolara u gotovini svakoj kompaniji za proizvodnju poluvodiča koja u zemlji uspostavi proizvodnu jedinicu. Lokalno proizvedeni čipovi bit će označeni kao" pouzdani izvori" i može se koristiti u proizvodima u rasponu od CCTV kamera do 5G opreme. U decembru je Indija pozvala" izraze interesa" od proizvođača čipova o postavljanju proizvodnih jedinica u zemlji ili nabavci takvih jedinica.
Sve je u' postizanju samodostatnosti u proizvodnji poluvodiča, osiguravanju bolje kontrole nad sigurnošću podataka i sprječavanju da zemlje širom svijeta drže pod otkupninom od strane određenih članova postojećeg lanca opskrbe poluvodiča.
Jasno je da poluvodiči mijenjaju pravila igre u našem modernom svijetu koji se brzo kreće. Jasno je da se industrija poluvodiča suočava s novim izazovima. Da budemo jasniji, vlade širom svijeta sada su u načinu upravljanja krizama, a u bliskoj budućnosti poluvodiči će dobiti&"kritičnu infrastrukturu [GG"; status u većini zemalja.