Í febrúar 2019, árið fyrir braustið, tilkynnti SIA (Semiconductor Industry Association of America) að einungis árið 2018 hefði verið seldur fjöldi franskra&kvóta; umfram 1 billjón." Samkvæmt nýlegri skýrslu í Wall Street Journal eru hálfleiðarar fjórða mest selda afurðin í heiminum, á eftir hráolíu, hreinsuðum olíuvörum og bifreiðum.
Þessu var fylgt eftir með yfirlýsingu Bandaríkjaforseta Joe Biden' sem beinlínis kallaði flís" innviði," staðfestir að það er enginn tvískinnungur um þá staðreynd að hálfleiðaraflögur, sem eru í mikilli eftirspurn, eru hinn nýi sameiginlegi gjaldmiðill. Hæfni þeirra til að framkvæma milljónir flókinna aðgerða og orkunýtni þeirra hafa gert hálfleiðara að lykilþætti í næstum öllum atvinnugreinum og hafa drifið áfram hagkerfi heimsins.
Í dag er snjallsími með mun meiri tölvuorku en tölvan sem NASA notaði til að setja mann á tunglið árið 1969. Það sem meira er þráðlaust net, blockchain forrit, bitcoin námuvinnslu, 5G, internet hlutanna, sjálfkeyrandi bílar, njósnavél, vélfærafræði, leiki og wearables eru knúin áfram af þessari aðgreindu tækni. En mjög flóknir hálfleiðarar. Samkvæmt nýrri skýrslu frá Juniper Research mun fjöldi Iot -búnaðar einir verða 46 milljarðar í árslok 2021. Hvert þessara tækja verður knúið af hálfleiðara.
Hálfleiðarar eru mikilvægir fyrir hátölvuforrit í rafeindatækni og framleiðslu, landbúnaði, heilsugæslu, innviðum, afþreyingu, fjarskiptum, samgöngum, orkustjórnun, herkerfum og geimferðum.
Stoður margra atvinnugreina
Byrjaðu á mikilvægustu heilsugæslunni-hálfleiðarar eru óaðskiljanlegur hluti af klínískri greiningu, meðferðaráætlun og eftir endurhæfingu. Hálfleiðaratæki eins og segulómunartæki (MRI), gangráð, blóðþrýstingsmælir, blóðgasgreiningartæki, þráðlausir sjúklingaskjár og öndunarvél bjarga mannslífum á hverjum degi. Sumum skurðaðgerðum er gjörbylt með því að nota vélfærafræðileg skurðaðgerðarkerfi sem styðja flís.
Aðeins vegna Covid -umönnunar reiða sig prófunarbúnaður, súrefnisskjáir og næstum öll lífstuðningskerfi á hálfleiðara. Að auki dreifir bólusetningar um landið, vottun í appi, dróna sem skila lífsstuðningslyfjum og veitir stöðugan straum af gögnum til stríðsherbergisins COVID-19-allt treystir á kísilplötur.
Markaðsrannsóknarspár benda til þess að nettengd þráðlaus heilsutæki, þrívíddarprentun á fatnaði og líffærum og lækningatæki búin hálfleiðara verði lykilþættir til að tryggja afhendingu nýrra og skapandi heilsugæsluaðferða í framtíðinni. Alheimsmarkaðurinn fyrir hálfleiðara fyrir bíla var 48,13 milljarða dala virði árið 2020 og er gert ráð fyrir að hann nái 129,17 milljörðum dala árið 2026.
Bílaframleiðendur samþætta rafkerfi bíla sem krefjast rafdíóða og eftirlitsstofnana með betri áreiðanleika. Hálfleiðarabúnaður fyrir bíla með mismunandi aðgerðum er notaður í margs konar bifreiðavörum, svo sem leiðsögustýringum, upplýsinga- og fjarskiptakerfum og árekstrargreiningarkerfum. Nútíma tengdur sjálfkeyrandi bíll gæti auðveldlega haft meira en 3.000 flís með nýjustu tæknimöguleikum. Í aðstæðum þar sem núverandi heimsfaraldur knýr" allt lítillega" - hvort sem er fyrir fyrirtæki, nám, skemmtun eða samskipti við vini og fjölskyldu- hálfleiðarar styðja við tæknilega innviði sem þarf til að viðhalda fjarskiptanetum, frekar en hefðbundið líkamlegt umhverfi.
Meðan á þessum heimsfaraldri stóð, gátu samtök auðveldlega flutt starfsemi sína á netinu með hjálp stafrænna, hálfleiðara knúinna tækja og tækni og leyft einstaklingum að vinna á öruggan og fjarstýrðan hátt án truflana. Þessi stafræna umbreyting hefur opnað nýjan heim tækifæra fyrir hálfleiðaraiðnaðinn
Fer á flís
Ný tækni, einkum Internet hlutanna, gervigreind, aukinn og framlengdur veruleiki og blockchain, eru æ áberandi í ýmsum atvinnugreinum. Eftir því sem þessi forrit fá meiri athygli um allt litrófið eykst þörfin fyrir sérstaka skynjara, samþætt hringrás, bætt minni og endurbætta örgjörva.
Margar snjallborgir um allan heim hafa skuldbundið sig til að bæta borgarbúaþjónustu og mikilvæga borgaralega innviði fyrir borgara sína verulega. Til þess þurfa þeir að tengja nánast alla þætti innviða sveitarfélaga við ýmis tæki, sem aftur verða tengd einstaklingum. Þessi samtengdu innviðir verða knúnir hálfleiðara.
Fimmta kynslóð farsímakerfa eru hönnuð til að tengja næstum allt og allt-vélar, hluti og tæki; Veita hámarks gagnahraða; Náðu ofurlítilli seinkun; Meiri áreiðanleiki; Mikil netgeta; Meiri notagildi og sameinaðri upplifun notenda. Í hjarta þessarar næstu kynslóðar tækni munu háþróaðir hálfleiðara flísar með minni hnútum og meiri afköstum veita gagnrýna, hraða og afkastamikla tölvuvinnslu.
Framfarir í hálfleiðara tækni
Skilin milli framleiðslu miðju og miðju til háþróaðs samþættrar hringrásar (IC) eru 12/16 nm og 7 nm vinnslutækni. Þau eru notuð í forritum eins og miðlægum vinnslueiningum, grafíkvinnslueiningum, gervigreind og í vörum eins og sjónvörpum, loftkælingum, bifreiðum, háhraðalestum, gervitunglum, iðnaðarvélmennum, lyftum og njósnavélum.
Framfarir í hálfleiðara tækni hafa kynnt 5 nm tækni, sem er minni og hraðari en fyrri kynslóðir af flögum.
Með því að IBM kynnti nýlega fyrstu 2 nm flísframleiðslutækni' (45% hraðari og 75% orkunýtnari en almennir 7 nm flísar sem notaðir eru í mörgum fartölvum og farsímum í dag), ætlar iðnaðurinn að opna meiri afköst og orkunýtni í framtíðinni.
Flókin flísframleiðsla
Flísframleiðsla sjálf er flókið ferli sem felur í sér mörg land/svæði háð. Frá flíshönnun til innkaupa á grunn hráefni til framleiðslu, samsetningar, prófana, umbúða, geymslu og loka afhendingu hálfleiðara sem eru sérsniðnar fyrir mismunandi atvinnugreinar, ferlið getur falið í sér meira en 1.000 skref og 70 landamæri. Eins og er, sér tækni og hæfni til að framkvæma frá Alpha til Omega veltur á faglegum leiðtogum á heimsvísu eins og Intel, TSMC og Samsung auk fjölda annarra.
Í núverandi alþjóðlegu samhengi bjóða Bandaríkin, með háskólum í heimsklassa og verkfræðihæfileika og markaðsdrifið nýsköpun vistkerfi, mest af R& ákafri starfsemi eins og rafrænni hönnun sjálfvirkni, kjarna hugverkum, flís hönnun og háþróaður framleiðslutæki og fjárfestingar.
Svæði eins og Taívan, meginland Kína og Suður -Kóreu eru í fararbroddi í framleiðslu á skífum, eiginleikum sem krefjast verulegrar fjárfestingar, sterkra innviða og þjálfaðs mannafla. Taívan er einnig leiðandi í samsetningar, umbúðum og prófunaraðgerðum hálfleiðara, en síðan Kína og Malasía, sem eru minna kunnátta og fjármagnsfrek.
Global Chip Crisis
COVID-19 kreppan hefur leitt til útbreidds skorts á flögum um allan heim, opnað gat í alþjóðlegri hálfleiðara keðju og sett í hættu mikla tækni og vörur sem eru mikilvægar fyrir daglegt líf okkar.
Helstu ástæðurnar fyrir þessum skorti eru meðal annars fjárfestingar í rúmmálskífu á fyrri árum, truflanir á aðfangakeðju vegna COVID-19 faraldursins, aukin eftirspurn eftir nýrri tækni eins og gervigreind og rafknúnum ökutækjum og aukin eftirspurn eftir vinnu að heiman (WFH) .
Bættu við þurrkunum í Taívan (sumir af stærstu og fullkomnustu hátækni steypustöðvum heimsins' byggja á vatnsfrekum framleiðsluferlum við úthlutun vatns) og vaxandi stjórnmálaóvissu um viðskipti við Kína.
Leiðin áfram
Góðu fréttirnar eru þær að nokkrir stofnendur, þar á meðal TSMC, Intel og GXIC, fjárfesta milljarða dollara til að uppfæra búnað og byggja nýjar framleiðslulínur til að mæta vaxandi eftirspurn og framboðsskorti á" eiginleikaríkur&tilboð ; franskar.
TSMC afhjúpaði nýlega stærstu fjárfestingu iðnaðarins', og úthlutaði 100 milljörðum dala á næstu þremur árum til að auka afkastagetu. Intel hefur heitið 20 milljörðum dala fyrir tvær síður í Arizona og segist ætla að skuldbinda sig til frekari fjárfestinga á þessu ári. Samsung Electronics í Suður -Kóreu hefur sett 116 milljarða dollara fjárfestingar fyrir árið 2030 til að auka fjölbreytni í flísframleiðslu sinni.
Indland er einnig að ganga frá áformum um fjöldaframleiðslu á hálfleiðara flögum sem hluti af&kvótanum sínum; Make in India" forrit. Landið býður meira en milljarð dollara í reiðufé til hvers hálfleiðarafyrirtækis sem setur upp framleiðslueiningu í landinu. Staðbundnar flögur verða tilgreindar sem" traustar heimildir" og er hægt að nota í vörur allt frá CCTV myndavélum til 5G búnaðar. Í desember bauð Indland" áhugatilkynningum" frá flísframleiðendum um að setja upp framleiðslueiningar í landinu eða kaupa slíkar einingar.
Það' snýst allt um að ná sjálfbjarga í hálfleiðaraframleiðslu, tryggja betra eftirlit með gagnaöryggi og koma í veg fyrir að ríki um allan heim fái lausnargjald af tilteknum meðlimum fyrirliggjandi keðju hálfleiðara.
Það er ljóst að hálfleiðarar eru að breyta leikreglum í okkar nútíma, hraða heimi. Ljóst er að hálfleiðarageirinn stendur frammi fyrir nýjum áskorunum. Til að vera skýrari, stjórnvöld um allan heim eru nú í hamförum stjórnunarhamar og á næstunni munu hálfleiðarar fá" mikilvæga innviði" stöðu í flestum löndum.