Een halfgeleider is een materiaal dat meestal is gemaakt van silicium, dat een iets hogere elektrische geleidbaarheid heeft dan glas, maar minder dan zuivere geleiders zoals koper of aluminium. Met de toevoeging van onzuiverheden, een proces dat bekend staat als doping, kunnen hun geleidbaarheid en andere eigenschappen worden gewijzigd om te voldoen aan de unieke vereisten van de elektronische component waarin ze worden aangetroffen.
Halfgeleiders, ook wel bekend als halffabrikaten of chips, zijn te vinden in duizenden producten zoals computers, smartphones, apparaten, spelhardware en medische apparatuur.
Merk op dat:
- Een halfgeleider is een stof die elektriciteit meer geleidt dan een isolator maar minder dan een zuivere geleider en is aanwezig in duizenden elektronische producten.
- De halfgeleiderindustrie probeert kleinere, snellere en goedkopere halfgeleiders te produceren.
Wie heeft halfgeleider uitgevonden?
De eerste halfgeleidertechnologie, ook wel 'kattensnorharen' genoemd, werd gepatenteerd in 1901. Jagadis Chandra Bose wordt gecrediteerd voor het maken van het apparaat. Een punt-contact halfgeleidergelijkrichter genaamd "kattensnorharen" werd gebruikt om radiogolven te vinden. Een transistor is een stukje technologie gemaakt van halfgeleiders.
Wat is een halfgeleiderbedrijf?
Een halfgeleiderbedrijf of -industrie creëert en produceert halfgeleiders, kleine elektronische componenten gemaakt van galliumarsenide, germanium of silicium. Bijna elk elektronisch apparaat, inclusief televisies, computers, medische diagnostische hulpmiddelen, mobiele telefoons en videogames, bevat halfgeleiders.
Bovendien is de grote, omslachtige vacuümbuistechnologie uit het verleden vervangen door de moderne, steeds kleiner wordende halfgeleider dankzij vorderingen in de halfgeleiderindustrie sinds 1960, waardoor kleinere, snellere en zelfs betrouwbaardere elektronische apparaten kunnen worden gemaakt. Daarom zijn elektronicabedrijven en -fabrikanten in de Verenigde Staten, Japan, China en Zuid-Korea momenteel goed voor $ 400 miljard in de halfgeleiderindustrie.
Wat doet een halfgeleiderbedrijf?
Historisch gezien waren fabrikanten van halfgeleiders verantwoordelijk voor elke productiefase, van ontwerp tot fabricage. Maar veel chipmakers dragen nu steeds meer productie over aan andere bedrijven in de sector. Onlangs zijn er gieterijbedrijven ontstaan die alleen voor de productie zorgen en die aantrekkelijke uitbestedingsopties bieden. Samen met gieterijen beginnen de gelederen van steeds gespecialiseerde chiptesters en ontwerpers te groeien. Chipbedrijven worden slanker en productiever.
Als gevolg hiervan kiezen veel halfgeleiderbedrijven, hoewel ze de marketing en het ontwerp intern afhandelen, ervoor om de productie geheel of gedeeltelijk uit te besteden. Deze bedrijven, ook wel 'fabless-chipmakers' genoemd, hebben een groot groeipotentieel omdat ze niet worden belast door de productiekosten.
Hoe werken halfgeleiders?
Halfgeleiderapparaten kunnen verschillende gunstige eigenschappen vertonen, waaronder variabele weerstand, het vermogen om stroom gemakkelijker in de ene richting te geleiden dan in de andere, en het vermogen om te reageren op warmte en licht. Ze voeren eigenlijk signaalversterking, schakelen en energieconversie uit.
Daarom worden ze veel gebruikt in bijna alle bedrijfstakken en worden de bedrijven die ze produceren en testen beschouwd als betrouwbare graadmeters voor de toestand van de economie als geheel.
Tot slot, met halfgeleidercomponenten die worden aangetroffen in een verscheidenheid aan consumenten- en commerciële producten, van auto's tot computers tot mobiele apparaten en persoonlijke elektronica, is de halfgeleiderindustrie een vitale sector voor zowel de Amerikaanse als de wereldeconomie.
Soorten halfgeleiders
Op basis van de elementen die naast silicium worden verwerkt tijdens het "doping" -proces, kunnen halfgeleiders worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën:
#1. Een N-type halfgeleider
Een N-type halfgeleider bevat een of meer op vijfwaardige atomen gebaseerde onzuiverheden, zoals bismut, arseen, fosfor en antimoon.
#2. Een P-type halfgeleider
Een p-type halfgeleider heeft valentielaag doteerstoffen met vijf elektronen. Voor dit doel worden vaak fosfor, antimoon of arseen gebruikt.
Waar worden halfgeleiders voor gebruikt?
Halfgeleiders kunnen grofweg worden onderverdeeld in vier soorten producten:
#1. Geheugen
Geheugenchips communiceren met de hersenen van computerapparatuur en fungeren als tijdelijke gegevensopslagfaciliteiten. Slechts een handvol titanen zoals Toshiba, Samsung en NEC kunnen het zich veroorloven om in het spel te blijven als gevolg van de voortdurende consolidatie van de geheugenmarkt, die de geheugenprijzen tot een historisch dieptepunt heeft gedreven.
#2. Microprocessoren
Dit zijn centrale verwerkingseenheden die de fundamentele redenering hebben die nodig is om taken uit te voeren. Met uitzondering van Advanced Micro Devices zijn bijna alle rivalen van Intel gedwongen tot kleinere niches of geheel andere marktsegmenten vanwege hun dominantie op de microprocessormarkt.
#3. Commodity geïntegreerde schakeling
Deze worden in grote partijen geproduceerd voor standaardverwerkingsdoeleinden en worden soms "standaardchips" genoemd. Deze markt, die wordt gedomineerd door zeer grote Aziatische chipfabrikanten, biedt extreem magere winstmarges, waar alleen de grootste halfgeleiderfirma's tegenop kunnen.
#4. Complexe SOC
System on a Chip (SOC) is de creatie van een geïntegreerde circuitchip met de capaciteit van een volledig systeem, aangedreven door de groeiende vraag naar consumentenproducten die nieuwe functies en lagere prijzen combineren.
De top 7 halfgeleiderbedrijven ter wereld
#1 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.Ltd (TSM)
- Omzet: $ 72 miljard
De grootste halfgeleidergieterij ter wereld, wat een industrieterm is voor bedrijven die halfgeleiders produceren in opdracht van klanten, is Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Voor klanten produceren pure gieterijen geïntegreerde schakelingen. Taiwan Semi produceert namens hen de chips van veel halfgeleiderbedrijven.
#2 Intel Corp (INTC)
- Omzet: $ 70 miljard
Intel ontwikkelt processors voor de pc- en enterprise servermarkten, met als grootste divisies de Client Computing Group en Data Center Group. Het biedt ook IoT-oplossingen, geheugen- en opslagproducten, technologie voor autonoom rijden en programmeerbare halfgeleiders.
Het bedrijf produceert netwerkinterfacecontrollers, geïntegreerde schakelingen en moederbord-chipsets. Intel kondigde in 2021 een plan aan om aanzienlijke investeringen te doen in de groei van zijn gieterijactiviteiten, ook in de Verenigde Staten.
#3. Qualcomm Inc. (QCOM)
- Omzet: $ 42 miljard
Qualcomm is een multinationaal halfgeleider- en telecommunicatiebedrijf dat producten en diensten voor draadloze communicatie ontwikkelt en verkoopt. De gepatenteerde CDMA-technologie (code division multiple access) van Qualcomm wordt gebruikt door telecommunicatiebedrijven over de hele wereld en is cruciaal geweest voor de vooruitgang van draadloze communicatie. Veel mobiele apparaten gebruiken de Snapdragon-chipsets.
#4. Broadcom Inc. (AVGO)
- Omzet: $ 33 miljard
Voor de netwerk-, telecommunicatie- en datacentermarkten biedt Broadcom zowel software als digitale en analoge halfgeleiders. Het biedt interfaces voor routers, switches, processors, glasvezel en Bluetooth-connectiviteit op computers.
#5 Micron Technology Inc. (MU)
- Omzet: $ 31 miljard
Geheugenchips van Micron Technology worden gebruikt in opslagsystemen voor herschrijfbare schijven en NAND-flashproducten. Computers, consumentenelektronica, auto's, communicatiemiddelen en servers maken allemaal gebruik van de producten van het bedrijf.
#6. NVIDIA Corp. (NVDA)
- Omzet: $ 29 miljard
De toonaangevende fabrikant van grafische processors voor desktopcomputers en zakelijke servers is Nvidia. De hoogwaardige prestaties die deze grafische verwerkingseenheden of GPU's bieden, zijn gewenst door cryptocurrency-mijnwerkers, online gamers en professionals die computerondersteund ontwerp gebruiken.
#7. Applied Materials, Inc. (AMAT)
- Omzet: $ 26 miljard
Applied Materials is een topleverancier van kapitaalgoederen die worden gebruikt om LCD-schermen (liquid crystal display) en halfgeleiders te maken. Met behulp van de technologie van het bedrijf worden hoogwaardige siliciumwafels gemaakt en vervolgens worden microscopische circuits op hun oppervlakken aangebracht.
#8. ASE Technology Holding Co.Ltd (ASX)
- Omzet: $ 23 miljard
ASE Technology is een in Taiwan gevestigde houdstermaatschappij die diensten aanbiedt voor de assemblage, verpakking en testen van halfgeleiders. Advanced Semiconductor Engineering Inc. en Siliconware Precision Industries Co., Ltd. hebben hun krachten gebundeld om het bedrijf te vormen.
#9. Geavanceerde micro-apparaten (AMD)
- Omzet: $ 23 miljard
Advanced Micro Devices, Inc. (AMD) is een wereldwijd halfgeleiderbedrijf dat microprocessors, grafische verwerkingseenheden (GPU's) en andere hardwareonderdelen voor computers ontwikkelt en produceert. AMD is een topleverancier van microprocessors voor desktop- en laptopcomputers, gameconsoles, cloud- en bedrijfsservers en andere elektronische apparaten. Ze zijn de toonaangevende fabrikant van microprocessors voor personal computers en servers. AMD biedt een verscheidenheid aan aanvullende producten en technologieën naast zijn kernactiviteiten op het gebied van microprocessors en GPU's, zoals netwerken, geheugen en software.
#10 ASML Holding NV (ASML)
- Omzet: $ 21 miljard
Het in Nederland gevestigde ASML is marktleider in het leveren van geavanceerde lithografiesystemen die chipmakers gebruiken om schakelingen toe te voegen aan siliciumwafers. De apparatuur helpt chipfabrikanten om het beste gebruik te maken van dure wafels en tegelijkertijd de chipprestaties te verbeteren.
Wat is het grootste halfgeleiderbedrijf in de VS?
#1. Intel Corporation (het grootste halfgeleiderbedrijf in de VS)
Intel is een pionier in de ontwikkeling van processortechnologieën en ondersteunt internationale initiatieven. Ze gebruiken voornamelijk krachtige processors als halfgeleiderapparaten.
#2. Nvidia
Het Amerikaanse halfgeleidertechnologiebedrijf Nvidia produceert Systems on a Chip (SoC) en Graphics Processing Units (GPU) (SoC's).
#3. Texas Instrumenten
Digitale signaalprocessors, discrete en geïntegreerde schakelingen (IC's), rekenmachines en digitale lichtverwerking worden allemaal geproduceerd door het toonaangevende Amerikaanse halfgeleiderbedrijf TI (DLP).
#4. Micron-technologie
Micron Technology is een fabrikant van halfgeleiderproducten zoals DRAM, modules en NAND-flashgeheugen.
#5. Analoge apparaten
Hoogwaardige signaalverwerkingsoplossingen zijn verkrijgbaar bij Analog Devices. Het bedrijf is wereldwijd toonaangevend in het ontwerp en de productie van DSP-geïntegreerde circuits, mixed-signal circuits en analoge circuits.
#6. Microchip-technologie
Toonaangevende leveranciers van Flash-IP, mixed-signal, analoge en microcontroller-oplossingen zijn onder meer Microchip Technology Inc.
#7. Skyworks Solutions, Inc.
Fabrikanten van zeer geavanceerde analoge halfgeleiders voor netwerken en draadloze telecommunicatie omvatten Skyworks Solutions.
Wat is een intrinsieke halfgeleider?
Een intrinsieke halfgeleider, in tegenstelling tot p-type en n-type halfgeleiders, is er een waaraan geen onzuiverheden of doteerstoffen zijn toegevoegd. In intrinsieke halfgeleiders, n = p, wat de verhouding is van aangeslagen elektronen tot gaten.
Welk land heeft de meeste halfgeleiderbedrijven?
Taiwan. 's Werelds grootste producent van ruwe halfgeleiders is het kleine Oost-Aziatische land Taiwan, wiens diplomatieke status wordt betwist door China. Dit heeft veel te maken met de inspanningen van Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.
Wie is de grootste chipmaker ter wereld?
Zonder Intel Corporation te noemen, de grootste chipmaker ter wereld qua productie-output, zou elke discussie over de halfgeleiderindustrie onvolledig zijn (NASDAQ: INTC).
Wie koopt de meeste computerchips?
China verbruikt meer dan 75% van alle halfgeleiders die wereldwijd worden verkocht, maar draagt slechts voor 15% bij aan de productie. Hoewel Apple verreweg de grootste chipkoper ter wereld is, zijn de uitgaven vorig jaar gedaald, en die trend kan zich voortzetten als het bedrijf overstapt op applicatieprocessors die in eigen huis zijn ontworpen.
Waar komen halfgeleiders vandaan?
Microchips en geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak gemaakt van germanium, puur silicium of verbindingen zoals galliumarsenide. Deze componenten bevatten kleine onzuiverheden die de geleidbaarheid van het materiaal beïnvloeden.
Wie verkoopt de meeste computerchips ter wereld?
De grootste producent van halfgeleiderchips is Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC). Ongeveer 90% van de hoogwaardige chips wereldwijd wordt door dit bedrijf geproduceerd. Bovendien heeft het een omzetaandeel van meer dan 50% van de wereldwijde halfgeleidergieterijmarkt.
BESTE TECH-BANEN: bestbetaalde banen, op afstand, introverte mensen en zonder diploma
Wat te doen in een elektrische noodsituatie en hoe u snel weer stroom krijgt?
EPD: wat is een elektronisch patiëntendossier, voordelen en verschil
ELEKTRICIEN: Wat elektriciens doen, hoeveel ze verdienen en hoe je er een wordt
Referenties:
