أشباه الموصلات عبارة عن مادة مصنوعة عادةً من السيليكون ، ولها موصلية كهربائية أعلى قليلاً من الزجاج ولكنها أقل من الموصلات النقية مثل النحاس أو الألومنيوم. مع إضافة الشوائب ، يمكن تغيير عملية تعرف باسم المنشطات وموصليةها وخصائص أخرى لتلائم المتطلبات الفريدة للمكون الإلكتروني الذي توجد فيه.
تُعرف أيضًا باسم أشباه الموصلات أو الرقائق ، ويمكن العثور على أشباه الموصلات في آلاف المنتجات مثل أجهزة الكمبيوتر ، الهواتف الذكيةوالأجهزة وأجهزة الألعاب والمعدات الطبية.
لاحظ أن:
- أشباه الموصلات هي مادة توصل الكهرباء أكثر من عازل ولكنها أقل من موصل نقي وهي موجودة في آلاف المنتجات الإلكترونية.
- تتطلع صناعات أشباه الموصلات إلى إنتاج أشباه موصلات أصغر وأسرع وأقل تكلفة.
من اخترع أشباه الموصلات؟
تم تسجيل براءة اختراع أول تقنية لأشباه الموصلات ، تُعرف أيضًا باسم "شعيرات القطط" في عام 1901. ويعود الفضل إلى Jagadis Chandra Bose في إنشاء الجهاز. تم استخدام مقوم أشباه الموصلات النقطية يسمى "شعيرات القطط" للعثور على موجات الراديو. الترانزستور هو قطعة من التكنولوجيا مصنوعة من أشباه الموصلات.
ما هي شركة أشباه الموصلات؟
تقوم شركة أو صناعة أشباه الموصلات بإنشاء وإنتاج أشباه الموصلات ، وهي مكونات إلكترونية صغيرة مصنوعة من زرنيخيد الغاليوم أو الجرمانيوم أو السيليكون. تحتوي كل الأجهزة الإلكترونية تقريبًا ، بما في ذلك أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر وأدوات التشخيص الطبي والهواتف المحمولة وألعاب الفيديو ، على أشباه الموصلات.
علاوة على ذلك ، تم استبدال تقنية الأنابيب المفرغة الكبيرة والمرهقة في الماضي بأشباه الموصلات الحديثة المتقلصة باستمرار بفضل التقدم المحرز في صناعة أشباه الموصلات منذ عام 1960 ، مما يسمح بإنشاء أجهزة إلكترونية أصغر وأسرع وأكثر موثوقية. لذلك ، فإن شركات الإلكترونيات والشركات المصنعة في الولايات المتحدة واليابان والصين وكوريا الجنوبية تشكل حاليًا 400 مليار دولار في صناعة أشباه الموصلات.
ماذا تفعل شركة أشباه الموصلات؟
تاريخياً ، كان مصنعو أشباه الموصلات مسؤولين عن كل مرحلة من مراحل الإنتاج ، من التصميم إلى التصنيع. لكن الكثير من صانعي الرقائق يسلمون الآن كمية متزايدة من الإنتاج لشركات أخرى في هذا القطاع. في الآونة الأخيرة ، ظهرت شركات مسبك للتصنيع فقط وتقدم خيارات جذابة للاستعانة بمصادر خارجية. إلى جانب المسابك ، بدأت صفوف مصممي واختبار الرقائق المتخصصين في النمو. أصبحت أعمال الرقائق التجارية أصغر حجمًا وأكثر إنتاجية.
نتيجة لذلك ، في حين أن العديد من شركات أشباه الموصلات تتعامل مع التسويق والتصميم داخليًا ، فإنها تختار الاستعانة بمصادر خارجية لبعض أو كل التصنيع. تتمتع هذه الشركات ، التي يشار إليها باسم "صانعي الرقائق fabless" ، بإمكانيات عالية للنمو لأنها لا تتحمل أعباء النفقات المتعلقة بالتصنيع.
كيف تعمل أشباه الموصلات؟
يمكن أن تعرض أجهزة أشباه الموصلات مجموعة متنوعة من السمات المفيدة ، بما في ذلك المقاومة المتغيرة ، والقدرة على توصيل التيار في اتجاه واحد بسهولة أكبر من الآخر ، والقدرة على الاستجابة للحرارة والضوء. يقومون في الواقع بتضخيم الإشارة والتبديل وتحويل الطاقة.
لذلك ، يتم استخدامها على نطاق واسع في جميع الصناعات تقريبًا ، وتعتبر الشركات التي تنتجها وتختبرها مقاييس موثوقة لحالة الاقتصاد ككل.
أخيرًا ، مع وجود مكونات أشباه الموصلات في مجموعة متنوعة من المنتجات الاستهلاكية والتجارية ، من السيارات إلى أجهزة الكمبيوتر إلى الأجهزة المحمولة والإلكترونيات الشخصية ، تعد صناعة أشباه الموصلات قطاعًا حيويًا لكل من الاقتصادات الأمريكية والعالمية.
أنواع أشباه الموصلات
بناءً على العناصر التي يتم دمجها جنبًا إلى جنب مع السيليكون أثناء عملية "المنشطات" ، يمكن تقسيم أشباه الموصلات إلى فئتين رئيسيتين:
# 1. N- نوع أشباه الموصلات
تحتوي أشباه الموصلات من النوع N على واحد أو أكثر من الشوائب القائمة على ذرة خماسية التكافؤ ، مثل البزموت والزرنيخ والفوسفور والأنتيمون.
# 2. A- نوع أشباه الموصلات
أشباه الموصلات من النوع p لها طبقة تكافؤ مع خمسة إلكترونات. لهذا الغرض ، كثيرا ما يستخدم الفوسفور ، الأنتيمون ، أو الزرنيخ.
ما هي استخدامات أشباه الموصلات؟
يمكن تقسيم أشباه الموصلات على نطاق واسع إلى أربعة أنواع من المنتجات:
# 1. ذاكرة
تتواصل رقائق الذاكرة مع أدمغة أجهزة الكمبيوتر وتعمل كمرافق تخزين بيانات مؤقتة. لا يستطيع سوى عدد قليل من العمالقة مثل Toshiba و Samsung و NEC البقاء في اللعبة نتيجة للتوحيد المستمر لسوق الذاكرة ، مما أدى إلى انخفاض أسعار الذاكرة إلى أدنى مستوى لها على الإطلاق.
# 2. المعالجات الدقيقة
هذه هي وحدات المعالجة المركزية التي لديها المنطق الأساسي اللازم لتنفيذ المهام. باستثناء Advanced Micro Devices ، تم إجبار جميع منافسي Intel تقريبًا على العمل في مجالات أصغر أو قطاعات سوق مختلفة تمامًا بسبب هيمنتها في سوق المعالجات الدقيقة.
# 3. الدائرة المتكاملة للسلع
يتم إنتاجها على دفعات كبيرة لأغراض المعالجة القياسية ويشار إليها أحيانًا باسم "الرقائق القياسية". هذا السوق ، الذي يسيطر عليه مصنعو الرقائق الآسيويون الكبار جدًا ، يقدم هوامش ربح ضئيلة للغاية ، والتي لا يمكن إلا لأكبر شركات أشباه الموصلات أن تنافسها.
# 4. مجمع SOC
System on a Chip (SOC) هو إنشاء شريحة دائرة متكاملة بقدرة النظام بالكامل ، مدفوعة بالطلب المتزايد على المنتجات الاستهلاكية التي تجمع بين الميزات الجديدة والأسعار المنخفضة.
أفضل 7 شركات لأشباه الموصلات في العالم
# 1 شركة تايوان لتصنيع أشباه الموصلات المحدودة (TSM)
- الإيرادات: 72 مليار دولار
أكبر مسبك أشباه الموصلات في العالم ، وهو مصطلح صناعي للشركات التي تصنع أشباه الموصلات بموجب عقد للعملاء ، هو شركة Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. للعملاء ، تنتج مسابك Pure-play دوائر متكاملة. تقوم شركة Taiwan Semi بتصنيع رقائق العديد من شركات أشباه الموصلات نيابة عنهم.
# 2 Intel Corp. (INTC)
- الإيرادات: 70 مليار دولار
تطور Intel معالجات لأسواق أجهزة الكمبيوتر وخوادم المؤسسات ، وأكبر أقسامها هي مجموعة حوسبة العميل ومجموعة مراكز البيانات. كما تقدم حلول إنترنت الأشياء ومنتجات الذاكرة والتخزين وتكنولوجيا القيادة المستقلة وأشباه الموصلات القابلة للبرمجة.
تقوم الشركة بتصنيع وحدات التحكم في واجهة الشبكة ، والدوائر المتكاملة ، وشرائح اللوحة الأم. أعلنت إنتل عن خطة في عام 2021 للقيام باستثمارات كبيرة في تنمية أعمالها في مجال السباكة ، بما في ذلك في الولايات المتحدة.
# 3. شركة كوالكوم (QCOM)
- الإيرادات: 42 مليار دولار
Qualcomm هي شركة متعددة الجنسيات لأشباه الموصلات والاتصالات تعمل على تطوير وبيع منتجات وخدمات الاتصالات اللاسلكية. تُستخدم تقنية CDMA (الوصول المتعدد بتقسيم الشفرات) الحاصلة على براءة اختراع من شركة Qualcomm من قبل شركات الاتصالات في جميع أنحاء العالم ، وقد كانت حاسمة في تطوير الاتصالات اللاسلكية. تستخدم العديد من الأجهزة المحمولة شرائح Snapdragon الخاصة بها.
# 4. شركة Broadcom Inc. (AVGO)
- الإيرادات: 33 مليار دولار
بالنسبة لأسواق الشبكات والاتصالات السلكية واللاسلكية ومراكز البيانات ، تقدم Broadcom البرامج بالإضافة إلى أشباه الموصلات الرقمية والتناظرية. يوفر واجهات لأجهزة التوجيه والمحولات والمعالجات والألياف الضوئية واتصال Bluetooth على أجهزة الكمبيوتر.
# 5 شركة ميكرون تكنولوجي (MU)
- الإيرادات: 31 مليار دولار
تُستخدم شرائح الذاكرة من Micron Technology في أنظمة تخزين الأقراص القابلة لإعادة الكتابة ومنتجات NAND flash. تستخدم أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والسيارات والاتصالات والخوادم منتجات الشركة.
# 6. شركة NVIDIA Corp. (NVDA)
- الإيرادات: 29 مليار دولار
Nvidia هي الشركة الرائدة في تصنيع معالجات الرسومات لأجهزة الكمبيوتر المكتبية وخوادم الأعمال. الأداء المتطور الذي تقدمه وحدات معالجة الرسومات هذه ، أو وحدات معالجة الرسومات ، مرغوب فيه من قبل عمال المناجم المشفرة ، واللاعبين عبر الإنترنت ، والمهنيين الذين يستخدمون التصميم بمساعدة الكمبيوتر.
# 7. أبلايد ماتيريالز ، إنك (أمات)
- الإيرادات: 26 مليار دولار
أبلايد ماتيريالز هي أكبر مورد للمعدات الرأسمالية المستخدمة في صناعة شاشات الكريستال السائل (LCD) وأشباه الموصلات. يتم إنشاء رقائق السيليكون عالية الجودة باستخدام تقنية الشركة ، ثم يتم ترسيب الدوائر المجهرية على أسطحها.
# 8. ASE Technology Holding Co. Ltd. (ASX)
- الإيرادات: 23 مليار دولار
ASE Technology هي شركة قابضة مقرها في تايوان تقدم خدمات لتجميع أشباه الموصلات وتعبئتها واختبارها. انضمت شركة Advanced Semiconductor Engineering Inc. و Siliconware Precision Industries Co.، Ltd. لتشكيل الأعمال.
# 9. أجهزة مايكرو المتقدمة (AMD)
- الإيرادات: 23 مليار دولار
شركة Advanced Micro Devices، Inc. (AMD) هي شركة عالمية متخصصة في مجال أشباه الموصلات تعمل على تطوير وإنتاج المعالجات الدقيقة ووحدات معالجة الرسومات (GPU) وأجزاء الأجهزة الأخرى لأجهزة الكمبيوتر. AMD هي أفضل مزود للمعالجات الدقيقة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة ، ووحدات التحكم في الألعاب ، والخوادم السحابية والشركات ، والأجهزة الإلكترونية الأخرى. هم الشركة الرائدة في مجال المعالجات الدقيقة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية والخوادم. تقدم AMD مجموعة متنوعة من المنتجات والتقنيات الإضافية بالإضافة إلى المعالجات الدقيقة الأساسية وأعمال GPU ، مثل الشبكات والذاكرة والبرامج.
# 10 ASML Holding NV (ASML)
- الإيرادات: 21 مليار دولار
ASML ومقرها هولندا هي شركة رائدة في السوق في توفير أنظمة الطباعة الحجرية المتطورة التي يستخدمها صانعو الشرائح لإضافة دوائر إلى رقائق السيليكون. تساعد معداتها الشركات المصنعة للرقائق في تحقيق أفضل استخدام للرقائق باهظة الثمن مع تحسين أداء الرقائق.
ما هي أكبر شركة أشباه موصلات في الولايات المتحدة؟
# 1. شركة إنتل (أكبر شركة لأشباه الموصلات في الولايات المتحدة الأمريكية)
تعد Intel شركة رائدة في تطوير تقنيات المعالجات وتدعم المبادرات الدولية. يستخدمون معالجات عالية الأداء في المقام الأول كأجهزة أشباه الموصلات.
# 2. نفيديا
تنتج شركة Nvidia الأمريكية لتكنولوجيا أشباه الموصلات أنظمة على شريحة (SoC) ووحدات معالجة الرسومات (GPU) (SoCs).
# 3. شركة Texas Instruments
يتم إنتاج معالجات الإشارات الرقمية والدوائر المنفصلة والمتكاملة (IC) والآلات الحاسبة ومعالجة الضوء الرقمية بواسطة شركة TI (DLP) الرائدة في الولايات المتحدة لأشباه الموصلات.
# 4. تقنية ميكرون
Micron Technology هي شركة مصنعة لمنتجات أشباه الموصلات مثل DRAM والوحدات وذاكرة فلاش NAND.
# 5. الأجهزة التناظرية
تتوفر حلول معالجة الإشارات عالية الأداء من الأجهزة التناظرية. تعتبر الشركة رائدة في تصميم وإنتاج الدوائر المتكاملة DSP ودوائر الإشارة المختلطة والدوائر التناظرية في جميع أنحاء العالم.
# 6. تقنية الرقائق الدقيقة
من بين الموردين الرئيسيين لحلول Flash-IP والإشارات المختلطة والتناظرية والميكروكونترولر ، Microchip Technology Inc.
# 7. Skyworks Solutions، Inc.
تشمل الشركات المصنعة لأشباه الموصلات التناظرية المتطورة للغاية للشبكات والاتصالات اللاسلكية حلول Skyworks.
ما هو جوهر أشباه الموصلات؟
أشباه الموصلات الجوهرية ، على عكس أشباه الموصلات من النوع p و n ، هي التي لا تحتوي على شوائب أو شوائب مضافة إليها. في أشباه الموصلات الجوهرية ، n = p ، وهي نسبة الإلكترونات المثارة إلى الثقوب.
ما هي الدولة التي لديها معظم شركات أشباه الموصلات؟
تايوان. أكبر منتج لأشباه الموصلات الخام في العالم هو دولة تايوان الصغيرة الواقعة في شرق آسيا ، والتي تتنازع الصين على وضعها الدبلوماسي. هذا له علاقة كبيرة بجهود شركة Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.
من هو أكبر صانع للرقائق في العالم؟
بدون ذكر شركة إنتل ، أكبر صانع للرقائق في العالم من حيث إنتاج الإنتاج ، فإن أي نقاش حول صناعة أشباه الموصلات سيكون غير مكتمل (NASDAQ: INTC).
من يشتري معظم رقائق الكمبيوتر؟
تستهلك الصين أكثر من 75٪ من جميع أشباه الموصلات المباعة على مستوى العالم ولكنها تساهم بنسبة 15٪ فقط في الإنتاج. وفي الوقت نفسه ، بينما تعد Apple أكبر مشتر للرقائق في العالم إلى حد بعيد ، انخفضت نفقاتها العام الماضي ، وقد يستمر هذا الاتجاه مع تحول الشركة إلى معالجات التطبيقات التي تم تصميمها داخليًا.
من أين تأتي أشباه الموصلات؟
غالبًا ما تصنع الرقائق الدقيقة والدوائر المتكاملة (ICs) من الجرمانيوم أو السيليكون النقي أو مركبات مثل زرنيخيد الغاليوم. تحتوي هذه المكونات على شوائب طفيفة تؤثر على موصلية المادة.
من يبيع معظم رقائق الكمبيوتر في العالم؟
أكبر منتج لرقائق أشباه الموصلات هي شركة Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC). تنتج هذه الشركة حوالي 90٪ من الرقائق عالية الأداء حول العالم. بالإضافة إلى ذلك ، لديها حصة إيرادات تزيد عن 50٪ من سوق مسبك أشباه الموصلات العالمي.
أفضل الوظائف التقنية: الوظائف ذات الأجور الأعلى ، عن بعد ، الانطوائيون وبدون درجة
ماذا تفعل في حالة الطوارئ الكهربائية وكيف تستعيد الطاقة بسرعة
السجلات الصحية الإلكترونية: ما هو السجل الصحي الإلكتروني والفوائد والفرق
كهربائي: ما يفعله الكهربائيون ، ومقدار ما يصنعونه وكيف يصبحون واحدًا
المراجع:
