Электропроводящие свойства полупроводников, которые в основном состоят из кремния, являются промежуточными между свойствами чистых проводников, таких как медь или алюминий, и изоляторов, таких как стекло. Легирование — это введение примесей в материал с целью изменения его проводимости и других свойств для удовлетворения конкретных потребностей электронного компонента.
Полупроводники с оптимальными проектирование оборудования vlsiтакже называемые микросхемами или полупроводниками, являются компонентами тысяч устройств, включая компьютеры, мобильные телефоны, бытовую технику, игровые консоли и медицинские приборы.
-
Оглавление
Понимание полупроводников
Полупроводниковые приборы могут обладать многими полезными свойствами, включая переменное сопротивление, способность проводить ток более легко одним способом, чем другим, и способность реагировать на тепло и свет. В действительности они используются для преобразования энергии, переключения и усиления сигнала.
В результате они широко используются практически во всех отраслях, а предприятия, которые их производят и тестируют, считаются весьма надежными предикторами состояния экономики в целом.
Поскольку полупроводниковые компоненты присутствуют в широком спектре потребительских и коммерческих товаров, включая автомобили, компьютеры, мобильные устройства и персональные гаджеты, полупроводниковый бизнес имеет большое значение для экономики США и всего мира.
-
Типы полупроводников
Два основных типа полупроводников определяются элементами, «легированными» в кремний в процессе производства. Определенные «примеси» вводятся в кристаллический кремний с целью изменения характеристик конечного полупроводника:
В полупроводнике n-типа можно обнаружить примесь на основе пятивалентного атома, например, висмута, сурьмы, фосфора или мышьяка.
Легирующие примеси, содержащие пять электронов, составляют валентный слой полупроводников p-типа. В результате часто используются такие элементы, как сурьма, мышьяк или фосфор.
Применение полупроводников:
Полупроводники можно условно разделить на четыре категории:
-
Отзывать
Микросхемы памяти передают данные в мозги компьютерных устройств и из них, а также выполняют функцию временного хранилища данных. Лишь немногие титаны отрасли, такие как Toshiba, Samsung и NEC, могут позволить себе остаться в игре из-за продолжающейся консолидации рынка, которая привела к очень низким ценам на память.
-
Микроконтроллеры
Эти ЦП оснащены фундаментальной логикой, необходимой для выполнения наших задач. За исключением Advanced Micro Devices, практически все остальные конкуренты были вытеснены в более мелкие ниши или на совершенно другие рынки такими известными гигантскими компаниями, как доминирование Intel в микропроцессорном бизнесе.
-
Схемы для товаров интегрированы
Они часто производятся в больших количествах для регулярной обработки и часто называются «стандартными чипами». Этот рынок, на котором доминируют очень крупные азиатские производители чипов, имеет очень низкую норму прибыли, доступную только крупнейшим фирмам-производителям полупроводников.5.
-
Многогранный SOC
Термин «система на кристалле» относится к процессу создания интегральной микросхемы, которая может вместить всю функциональность системы. Рынок движим растущей потребностью потребителей в потребительских товарах с большим количеством функций по более низкой цене. Рынки памяти, микропроцессоров и потребительских интегральных схем закрыты, оставляя сектор SOC единственным, у которого все еще достаточно места для привлечения разнообразного набора предприятий.
-
Сектор полупроводников
Разработка продуктов с vlsi физическое проектирование в сша которые быстрее, дешевле и меньше, необходимы для успеха в секторе полупроводников. Преимущество малых размеров заключается в том, что они позволяют сконцентрировать больше мощности на одном чипе. Чип может работать с более высокой скоростью, чем больше в нем транзисторов. В результате на рынке существует острая конкуренция, а новые технологии снижают стоимость производства чипов.
В результате было сделано наблюдение, известное как закон Мура, согласно которому количество транзисторов в компактной интегральной схеме удваивается примерно каждые два года.
Из-за этого производители микросхем находятся под постоянным давлением, чтобы производить микросхемы, которые являются и более доступными, и лучшими, чем те, которые считались передовыми всего несколько месяцев назад. В результате производители полупроводников должны продолжать выделять значительные средства на исследования и разработки. По данным IC Insights, исследовательской группы рынка полупроводников, полупроводниковые компании ожидают увеличения своих расходов на НИОКР на 9% в 2022 году. Кроме того, они прогнозируют, что в период с 2022 по 2026 год совокупный годовой темп роста (CAGR) увеличится почти на 5,5%.
-
Производство полупроводников
Исторически весь производственный процесс — от проектирования до изготовления — находился под контролем полупроводниковых корпораций. Но все большее число производителей микросхем все чаще передают производство на аутсорсинг другим предприятиям в этом секторе. В последнее время литейные фирмы приобрели известность благодаря своим привлекательным альтернативам аутсорсинга, поскольку их основная отрасль — производство. В дополнение к литейным предприятиям начинают расти ряды более специализированных дизайнеров и тестировщиков микросхем. Бизнес по производству микросхем становится более эффективным и экономичным. Сегодня процесс изготовления микросхем похож на работу в изысканном ресторане, где повара выстраиваются в очередь, чтобы добавить идеальное количество специй.
Производители микросхем в 1980-х годах имели дело с выходом 10–30% (процент рабочих устройств от всех произведенных). В настоящее время производители микросхем стремятся к выходу не менее 90% (количество работоспособных устройств от всех произведенных). Это требует очень дорогостоящих производственных процедур.
Следовательно, многие полупроводниковые компании занимаются маркетингом и дизайном, но предпочитают отдавать на аутсорсинг часть или все производство. Производители чипов без собственных фабрик — это компании со значительным потенциалом развития, поскольку они не несут расходов на «изготовление» или накладных расходов, связанных с производством.
-
Вложение денег в сектор полупроводников
Помимо инвестирования в конкретные предприятия, существует множество методов отслеживания общего инвестиционного успеха сектора. Они включают SOX, или эталонный индекс PHLX Semiconductor, и его производные в биржевых фондах. Кроме того, отрасль разбита на индексы для производителей микросхем и производителей оборудования для микросхем. Последние создают и продают оборудование и другие предметы, необходимые для проектирования и тестирования полупроводников.
Кроме того, несколько зарубежных рынков в значительной степени зависят от полупроводников; в результате их индексы также предоставляют информацию о состоянии мирового полупроводникового бизнеса.
Последнее слово
В настоящее время полупроводники от надежных услуги по проектированию полупроводников по сути, то, что заставляет мир вращаться. Без полупроводников у людей не было бы компьютеров, смартфонов, интернета или телевизоров с плоским экраном. Таким образом, неудивительно, что сектор полупроводников важен для мировой экономики. Кроме того, эта отрасль продолжает оставаться центром инноваций, поскольку закон Мура продолжает творить чудеса, что приводит к постепенному производству более дешевых и более мощных микрочипов.