Властивості електропровідності напівпровідників, які здебільшого складаються з кремнію, є проміжними між властивостями чистих провідників, таких як мідь або алюміній, і ізоляторів, таких як скло. Легування – це введення домішок у матеріал з метою зміни його провідності та інших властивостей для задоволення конкретних потреб електронного компонента.
Напівпровідники з оптимальним дизайн апаратного забезпечення vlsiякі також називають чіпами або напівфабрикатами, є компонентами тисяч пристроїв, включаючи комп’ютери, мобільні телефони, прилади, ігрові консолі та медичні пристрої.
-
Зміст
Розуміння напівпровідників
Напівпровідникові пристрої можуть демонструвати багато корисних властивостей, включаючи змінний опір, здатність легше переносити струм одним шляхом, ніж іншим, і здатність реагувати на тепло і світло. Насправді вони використовуються для перетворення енергії, комутації та посилення сигналу.
Як наслідок, вони широко використовуються майже в кожній галузі, а підприємства, які їх виробляють і випробовують, вважаються дуже надійними провісниками стану економіки в цілому.
Оскільки напівпровідникові компоненти присутні в широкому спектрі споживчих і комерційних товарів, включаючи автомобілі, комп’ютери, мобільні пристрої та персональні гаджети, напівпровідниковий бізнес є дуже важливим для США та світової економіки.
-
Типи напівпровідників
Два основних типи напівпровідників визначаються елементами, «легованими» в кремній під час виробничого процесу. Певні «домішки» вводяться в кристалічний кремній, щоб змінити кінцеві характеристики напівпровідника:
У напівпровіднику n-типу можна знайти домішку на основі п’ятивалентного атома, наприклад вісмут, сурму, фосфор або миш’як.
Легуючі добавки, що містять п’ять електронів, складають валентний шар напівпровідників р-типу. У результаті часто використовуються такі елементи, як сурма, миш’як або фосфор.
Використання напівпровідників:
Напівпровідники можна розділити на чотири категорії продуктів:
-
Відкликати
Мікросхеми пам’яті передають дані в мозок комп’ютерних пристроїв і з них і діють як тимчасове сховище даних. Лише кілька галузевих титанів, як-от Toshiba, Samsung і NEC, можуть дозволити собі залишатися в грі через поточну консолідацію ринку, яка призвела до дуже низького рівня витрат на пам’ять.
-
мікроконтролери
Ці процесори оснащені фундаментальною логікою, необхідною для виконання завдань. За винятком Advanced Micro Devices, практично всі інші конкуренти були загнані в менші ніші або зовсім окремі ринки відомими компаніями-гігантами, такими як домінування Intel у бізнесі мікропроцесорів.
-
Схеми для товарів інтегровані
Їх часто виготовляють у великих кількостях для регулярної обробки, і їх часто називають «стандартними чіпсами». Цей ринок, на якому домінують дуже великі азіатські виробники мікросхем, має дуже низькі прибутки, які доступні лише для найбільших напівпровідникових фірм.5.
-
Багатогранний SOC
Термін «система на кристалі» стосується процесу створення мікросхеми інтегральної схеми, яка може вміщувати всі функціональні можливості системи. Ринок розвивається зростаючою потребою споживачів у споживчих товарах з більшою кількістю функцій за нижчою ціною. Ринки пам’яті, мікропроцесорів і товарних інтегральних схем закриті, залишаючи сектор SOC єдиним, де все ще є достатньо місця для залучення різноманітного набору підприємств.
-
Сектор напівпровідників
Розробка продуктів с vlsi фізичний дизайн у США які є швидшими, дешевшими та меншими, є важливими для успіху в секторі напівпровідників. Перевага малого розміру полягає в тому, що він дозволяє зосередити більше потужності на одному чіпі. Мікросхема може працювати з більшою швидкістю, чим більше в ній транзисторів. Як наслідок, на ринку існує інтенсивне суперництво, а нові технології знижують витрати на виробництво мікросхем.
У результаті кількість транзисторів у компактній інтегральній схемі подвоюється приблизно кожні два роки, було зроблено спостереження, відоме як закон Мура.
Через це виробники чіпів знаходяться під постійним тиском, щоб виробляти чіпи, які є доступнішими та кращими, ніж те, що вважалося найсучаснішим лише кілька місяців тому. У результаті виробники напівпровідників повинні продовжувати виділяти значні кошти на дослідження та розробки. За даними IC Insights, дослідницької групи напівпровідників, напівпровідникові підприємства очікують збільшення своїх витрат на дослідження та розробки на 9% у 2022 році. Крім того, вони передбачили, що між 2022 і 2026 роками складений річний темп зростання (CAGR) зросте майже на 5,5%.
-
Виготовлення напівпровідників
Історично весь виробничий процес — від проектування до виготовлення — перебував під керівництвом напівпровідникових корпорацій. Але все більше виробників чіпів передають виробництво іншим компаніям у секторі. Останнім часом ливарні фірми набули популярності завдяки своїм привабливим альтернативам аутсорсингу, оскільки їх основною галуззю є виробництво. На додачу до ливарних цехів починає збільшуватися кількість спеціалістів-конструкторів і випробувачів чіпів. Підприємства з виробництва чіпів стають ефективнішими та економічнішими. Сьогодні процес приготування чіпсів схожий на роботу в ресторані високої кухні, де шеф-кухарі шикуються в чергу, щоб додати ідеальну кількість спецій.
Виробникам чіпів у 1980-х роках доводилося мати справу з прибутковістю 10–30% (відсоток працюючих пристроїв від усіх вироблених). Зараз виробники чіпів прагнуть до виходу не менше 90% (кількість функціональних пристроїв від усіх вироблених). Це вимагає дуже дорогих виробничих процедур.
Отже, багато компаній, що займаються виробництвом напівпровідників, займаються маркетингом і дизайном, але вирішують віддати частину або все виробництво за контрактом. Виробники чіпів Fabless є компаніями зі значним потенціалом розвитку, оскільки вони не несуть витрат на «виготовлення» чи накладних витрат, пов’язаних із виробництвом.
-
Вкладання грошей у сектор напівпровідників
Окрім інвестування в певний бізнес, існує багато методів стеження за загальним інвестиційним успіхом сектора. Вони включають SOX, або еталонний індекс PHLX Semiconductor Index, і його похідні в біржових фондах. Крім того, галузь розбита на індекси для виробників мікросхем і виробників обладнання для мікросхем. Останній створює та продає обладнання та інші предмети, необхідні для розробки та тестування напівпровідників.
Крім того, кілька іноземних ринків — сильно залежать від напівпровідників; в результаті їхні індекси також надають інформацію про стан світового бізнесу напівпровідників.
Заключне слово
У наш час напівпровідники з надійними послуги з проектування напівпровідників в основному те, що змушує світ обертатися. У людей не було б комп’ютерів, смартфонів, Інтернету чи телевізорів із плоским екраном без напівпровідників. Таким чином, не дивно, що напівпровідниковий сектор є важливим для світової економіки. Крім того, галузь продовжує залишатися центром інновацій, оскільки закон Мура продовжує діяти, приводячи до поступового виробництва дешевших і потужніших мікрочіпів.