Напівпровідник — це матеріал, який зазвичай складається з кремнію, який має дещо вищу електропровідність, ніж скло, але меншу, ніж чисті провідники, такі як мідь або алюміній. За допомогою додавання домішок, процес, відомий як легування, їх провідність та інші властивості можна змінити відповідно до унікальних вимог електронного компонента, в якому вони містяться.
Також відомі як напівфабрикати або мікросхеми, напівпровідники можна знайти в тисячах продуктів, таких як комп’ютери, смартфонів, побутова техніка, ігрове обладнання та медичне обладнання.
Зауважте, що:
- Напівпровідник — це речовина, яка проводить електрику більше, ніж ізолятор, але менше, ніж чистий провідник, і присутня в тисячах електронних виробів.
- Напівпровідникова промисловість прагне виробляти менші, швидші та дешевші напівпровідники.
Хто винайшов напівпровідник?
Перша напівпровідникова технологія, також відома як «котячі вуса», була запатентована в 1901 році. Створив пристрій Джагадіс Чандра Бозе. Для пошуку радіохвиль використовувався точковий напівпровідниковий випрямляч під назвою «котячі вуса». Транзистор — це техніка, виготовлена з напівпровідників.
Що таке напівпровідникова компанія?
Напівпровідникова компанія або промисловість створює та виробляє напівпровідники, які є крихітними електронними компонентами, виготовленими з арсеніду галію, германію або кремнію. Майже кожен електронний пристрій, включаючи телевізори, комп’ютери, медичні діагностичні інструменти, мобільні телефони та відеоігри, містить напівпровідники.
Крім того, велика, громіздка технологія вакуумних трубок минулого була замінена сучасним напівпровідником, який постійно зменшувався завдяки прогресу, досягнутому в напівпровідниковій промисловості з 1960 року, що дозволило створювати менші, швидші та навіть надійніші електронні пристрої. Таким чином, фірми та виробники електроніки в Сполучених Штатах, Японії, Китаї та Південній Кореї в даний час приносять 400 мільярдів доларів США в напівпровідниковій промисловості.
Що робить напівпровідникова компанія?
Історично склалося так, що виробники напівпровідників відповідали за кожен етап виробництва, від проектування до виробництва. Але зараз багато виробників мікросхем передають все більшу кількість продукції іншим компаніям у цьому секторі. Нещодавно з’явилися ливарні компанії, які займаються виключно виробництвом, і пропонують привабливі варіанти аутсорсингу. Разом із ливарними заводами починають зростати ряди все більш спеціалізованих випробувачів чіпів і дизайнерів. Підприємства, що займаються виробництвом чіпів, стають економічнішими та продуктивнішими.
У результаті, хоча багато компаній, що займаються виробництвом напівпровідників, займаються маркетингом і дизайном власними силами, вони вирішують передавати частину або все виробництво аутсорсингу. Ці підприємства, які називаються «виробниками безпереробних мікросхем», мають високий потенціал для зростання, оскільки вони не обтяжені витратами, пов’язаними з виробництвом.
Як працюють напівпровідники?
Напівпровідникові пристрої можуть демонструвати різноманітні переваги, включаючи змінний опір, здатність проводити струм в одному напрямку легше, ніж в іншому, і здатність реагувати на тепло і світло. Вони фактично здійснюють посилення сигналу, комутацію та перетворення енергії.
Тому вони широко використовуються майже в усіх галузях промисловості, а підприємства, які їх виробляють і випробовують, вважаються надійними вимірниками стану економіки в цілому.
Нарешті, з напівпровідниковими компонентами, які містяться в різноманітних споживчих і комерційних продуктах, від автомобілів до комп’ютерів і мобільних пристроїв і персональної електроніки, напівпровідникова промисловість є життєво важливим сектором як для економіки США, так і для світової економіки.
Види напівпровідників
На основі елементів, які вводяться разом із кремнієм під час процесу «легування», напівпровідники можна розділити на дві основні категорії:
#1. Напівпровідник N-типу
Напівпровідник N-типу містить одну або кілька домішок на основі п’ятивалентних атомів, таких як вісмут, миш’як, фосфор і сурма.
#2. Напівпровідник P-типу
Напівпровідник p-типу має допанти валентного шару з п’ятьма електронами. Для цього часто використовують фосфор, сурму або миш'як.
Для чого використовуються напівпровідники?
Напівпровідники можна умовно розділити на чотири типи продуктів:
#1. Пам'ять
Мікросхеми пам'яті взаємодіють з мозком комп'ютерних пристроїв і діють як засоби тимчасового зберігання даних. Лише кілька титанів, таких як Toshiba, Samsung і NEC, можуть дозволити собі залишитися в грі внаслідок тривалої консолідації ринку пам’яті, яка призвела до найнижчого рівня цін на пам’ять.
#2. мікропроцесори
Це центральні процесори, які мають фундаментальне мислення, необхідне для виконання завдань. За винятком Advanced Micro Devices, майже всі конкуренти Intel були змушені займати менші ніші або зовсім інші сегменти ринку через її домінування на ринку мікропроцесорів.
#3. Товарна інтегральна схема
Вони виробляються великими партіями для стандартної обробки та іноді називаються «стандартними мікросхемами». Цей ринок, на якому домінують дуже великі азіатські виробники мікросхем, пропонує надзвичайно низьку норму прибутку, на яку можуть претендувати лише найбільші напівпровідникові фірми.
#4. Комплекс SOC
Система на кристалі (SOC) — це створення чіпа з інтегральною схемою з можливостями всієї системи, що спонукає зростаючий попит на споживчі продукти, які поєднують нові функції та нижчі ціни.
7 найкращих напівпровідникових компаній світу
№ 1 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. (TSM)
- Дохід: 72 млрд дол
Найбільшим ливарним виробництвом напівпровідників у світі, що є галузевим терміном для компаній, які виробляють напівпровідники за контрактом для клієнтів, є Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Для клієнтів ливарні підприємства чистого виробництва виробляють інтегральні схеми. Taiwan Semi виробляє мікросхеми багатьох напівпровідникових компаній від свого імені.
#2 Intel Corp. (INTC)
- Дохід: 70 млрд дол
Intel розробляє процесори для ринків ПК і корпоративних серверів, причому її найбільшими підрозділами є Client Computing Group і Data Center Group. Він також пропонує рішення для Інтернету речей, продукти пам’яті та зберігання даних, технології автономного водіння та програмовані напівпровідники.
Підприємство виробляє контролери мережевого інтерфейсу, інтегральні схеми та чіпсети материнських плат. У 2021 році Intel оголосила про плани значних інвестицій у розвиток ливарного бізнесу, зокрема в США.
#3. Qualcomm Inc. (QCOM)
- Дохід: 42 млрд дол
Qualcomm — багатонаціональна напівпровідникова та телекомунікаційна компанія, яка розробляє та продає продукти та послуги для бездротового зв’язку. Запатентована технологія CDMA (множинний доступ з кодовим розділенням) від Qualcomm використовується телекомунікаційними компаніями в усьому світі та має вирішальне значення для розвитку бездротового зв’язку. Багато мобільних пристроїв використовують його чіпсети Snapdragon.
#4. Broadcom Inc. (AVGO)
- Дохід: 33 млрд дол
Для ринків мереж, телекомунікацій і центрів обробки даних Broadcom пропонує програмне забезпечення, а також цифрові та аналогові напівпровідники. Він пропонує інтерфейси для маршрутизаторів, комутаторів, процесорів, волоконної оптики та з’єднання Bluetooth на комп’ютерах.
#5 Micron Technology Inc. (MU)
- Дохід: 31 млрд дол
Мікросхеми пам'яті від Micron Technology використовуються в системах зберігання дисків із можливістю перезапису та флеш-пристроях NAND. Комп’ютери, побутова електроніка, автомобілі, засоби зв’язку та сервери використовують продукти компанії.
#6. NVIDIA Corp. (NVDA)
- Дохід: 29 млрд дол
Провідним виробником графічних процесорів для настільних комп'ютерів і бізнес-серверів є Nvidia. Висока продуктивність, яку пропонують ці графічні процесори або графічні процесори, потрібна майнерам криптовалют, гравцям онлайн-ігор і професіоналам, які використовують автоматизоване проектування.
#7. Applied Materials, Inc. (AMAT)
- Дохід: 26 млрд дол
Applied Materials є провідним постачальником основного обладнання, яке використовується для виготовлення рідкокристалічних (РК) екранів і напівпровідників. За технологією компанії створюються високоякісні кремнієві пластини, а потім на їх поверхні наноситься мікроскопічна схема.
#8. ASE Technology Holding Co. Ltd. (ASX)
- Дохід: 23 млрд дол
ASE Technology — це холдингова компанія, що базується на Тайвані і пропонує послуги зі складання, упаковки та тестування напівпровідників. Advanced Semiconductor Engineering Inc. і Siliconware Precision Industries Co., Ltd. об’єднали зусилля, щоб створити бізнес.
#9. Advanced Micro Devices (AMD)
- Дохід: 23 млрд дол
Advanced Micro Devices, Inc. (AMD) — це глобальний напівпровідниковий бізнес, який розробляє та виробляє мікропроцесори, графічні процесори (GPU) та інше апаратне забезпечення для комп’ютерів. AMD є провідним постачальником мікропроцесорів для настільних і портативних комп’ютерів, ігрових консолей, хмарних і корпоративних серверів та інших електронних пристроїв. Вони є провідним виробником мікропроцесорів для персональних комп'ютерів і серверів. AMD пропонує різноманітні додаткові продукти та технології на додаток до свого основного бізнесу мікропроцесорів і GPU, таких як мережі, пам’ять і програмне забезпечення.
№10 ASML Holding NV (ASML)
- Дохід: 21 млрд дол
Нідерландська компанія ASML є лідером на ринку постачання передових систем літографії, які виробники мікросхем використовують для додавання схем до кремнієвих пластин. Його обладнання допомагає виробникам мікросхем найкращим чином використовувати дорогі пластини, одночасно підвищуючи продуктивність мікросхем.
Яка найбільша напівпровідникова компанія в США?
#1. Корпорація Intel (найбільша напівпровідникова компанія в США)
Intel є піонером у розробці процесорних технологій і підтримує міжнародні ініціативи. Вони в основному використовують високопродуктивні процесори як напівпровідникові пристрої.
#2. Nvidia
Американська компанія з виробництва напівпровідників Nvidia виробляє системи на чіпі (SoC) і графічні процесори (GPU) (SoC).
#3. Texas Instruments
Цифрові сигнальні процесори, дискретні та інтегральні схеми (IC), калькулятори та цифрова обробка світла виробляються провідною напівпровідниковою компанією США TI (DLP).
#4. Технологія Micron
Micron Technology є виробником напівпровідникових продуктів, таких як DRAM, модулі та флеш-пам’ять NAND.
#5. Аналогові пристрої
Analog Devices пропонує високопродуктивні рішення для обробки сигналів. Компанія є лідером у розробці та виробництві інтегральних схем DSP, схем зі змішаними сигналами та аналогових схем у всьому світі.
#6. Технологія мікрочіпа
Серед провідних постачальників рішень Flash-IP, змішаних сигналів, аналогових і мікроконтролерів є Microchip Technology Inc.
#7. Skyworks Solutions, Inc.
Серед виробників найсучасніших аналогових напівпровідників для мереж і бездротових телекомунікацій є Skyworks Solutions.
Що таке власний напівпровідник?
Власний напівпровідник, на відміну від напівпровідників p-типу та n-типу, це той, який не містить домішок або легуючих добавок. У власних напівпровідниках n = p, що є відношенням збуджених електронів до дірок.
У якій країні найбільше напівпровідникових компаній?
Тайвань. Найбільшим у світі виробником необроблених напівпровідників є крихітна східноазіатська держава Тайвань, дипломатичний статус якої оспорює Китай. Це багато в чому пов’язано з зусиллями Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.
Хто є найбільшим виробником мікросхем у світі?
Без згадки про корпорацію Intel, найбільшого виробника мікросхем у світі за обсягом виробництва, будь-яке обговорення напівпровідникової галузі було б неповним (NASDAQ: INTC).
Хто купує найбільше комп’ютерних мікросхем?
Китай споживає понад 75% усіх напівпровідників, проданих у світі, але сприяє лише 15% виробництва. Тим часом, незважаючи на те, що Apple є найбільшим покупцем чіпів у світі, її витрати знизилися минулого року, і ця тенденція може продовжитися, оскільки компанія переходить на процесори додатків, розроблені власними силами.
Звідки беруться напівпровідники?
Мікрочіпи та інтегральні схеми (ІС) часто виготовляються з германію, чистого кремнію або таких сполук, як арсенід галію. Ці компоненти містять незначні домішки, які впливають на провідність матеріалу.
Хто продає найбільше комп’ютерних мікросхем у світі?
Найбільшим виробником напівпровідникових мікросхем є Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC). Близько 90% високопродуктивних мікросхем у всьому світі виробляються цією компанією. Крім того, частка доходу компанії становить понад 50% світового ливарного ринку напівпровідників.
Що робити в аварійній ситуації на електриці та як швидко повернути електроенергію
EHR: що таке електронний медичний запис, переваги та відмінності
ЕЛЕКТРИК: чим займаються електрики, скільки вони заробляють і як ними стати
Список використаної літератури:
