Yarı iletken endüstrisi - Semiconductor industry
Yarı iletken cihaz üretimi |
---|
MOSFET ölçeklendirme ( işlem düğümleri ) |
|
Gelecek
|
Yarı iletken endüstrisi yapan şirketlerin toplamıdır tasarım ve imalat ve yarı iletkenler ve yarı iletken cihazlar gibi, entegre devreler . Bir kere O, 1960 etrafında oluşan fabrikasyon ait yarı iletken cihazlar yaşayabilen bir iş haline geldi. Sektörün yıllık yarı iletken satış geliri o zamandan beri 2018 itibariyle 481 milyar doları aştı . Yarı iletken endüstrisi, 2011 itibariyle yıllık 135 milyar sterlinlik ( 216 milyar dolar ) yıllık güç elektroniği satışlarıyla daha geniş elektronik endüstrisinin arkasındaki itici güçtür. 2020 yılına kadar yıllık tüketici elektroniği satışlarının 2,9 trilyon dolara , teknoloji endüstrisi satışlarının 2019'da 5 trilyon dolara ve e-ticaretin 2017'de 29 trilyon doların üzerine çıkması bekleniyor .
En yaygın olarak kullanılan yarı iletken cihaz bir MOSFET tarafından icat edilmiştir (metal oksit yarı iletken alan etkili transistor veya MOS transistörü), Mohamed M. atalla ve Dawon Kahng de Bell Labs 1959'da MOSFET ölçekleme ve minyatür primer olmuştur 1960'lardan bu yana yarı iletken teknolojisinin hızlı üstel büyümesinin arkasındaki faktör. Tüm transistörlerin %99,9'unu oluşturan MOSFET, yarı iletken endüstrisinin arkasındaki itici güç ve 1960 ve 2018 yılları arasında tahmini toplam 13 sekstilyon (1.3 × 10 22 ) MOSFET üretilmiş olmasıyla tarihin en çok üretilen cihazıdır. .
Sanayi yapısı
Küresel yarı iletken endüstrisine Amerika Birleşik Devletleri , Tayvan , Güney Kore , Japonya ve Hollanda'dan şirketler hakimdir .
Sektörün benzersiz özellikleri arasında sürekli büyüme, ancak yüksek oynaklığa sahip döngüsel bir model bulunmaktadır. Yarı iletken endüstrisinin mevcut 20 yıllık yıllık ortalama büyümesi %13 civarındayken, buna eşit derecede ortalamanın üzerinde piyasa oynaklığı eşlik etti ve bu da dramatik olmasa da önemli döngüsel dalgalanmalara yol açabilir. Bu, yarı iletken cihazları içeren birçok ürünün genellikle çok kısa bir yaşam döngüsüne sahip olması nedeniyle, pazardaki hızlı değişim hızına sürekli olarak uyum sağlamak için yüksek derecede esneklik ve yenilik ihtiyacını gerektirmiştir.
Aynı zamanda, yarı iletken endüstrisindeki sabit fiyat-performans iyileştirme oranı şaşırtıcıdır. Sonuç olarak, yarı iletken pazarındaki değişiklikler sadece son derece hızlı meydana gelmekle kalmaz, aynı zamanda daha yavaş gelişen endüstrilerdeki değişiklikleri de tahmin eder. Yarı iletken endüstrisi, tüm elektronik değer zinciri için önemli bir itici güç ve teknoloji sağlayıcı olarak yaygın olarak kabul edilmektedir.
Endüstri , her biri ayrı şirketlere veya yan kuruluşlara ait olan yarı iletken üretim tesisleri (dökümhaneler) ve entegre devre tasarım işlemlerinden oluşan dökümhane modeline dayanmaktadır . Entegre cihaz üreticileri olarak bilinen bazı şirketler yarı iletkenleri hem tasarlıyor hem de üretiyor. Dökümhane modeli, dökümhaneler arasında konsolidasyon ile sonuçlanmıştır . 2021 itibariyle, yalnızca üç firma en gelişmiş yarı iletkenleri üretebilmektedir: Tayvan'dan TSMC , Güney Kore'den Samsung ve Amerika Birleşik Devletleri'nden Intel . Bunun bir kısmı, dökümhane inşa etmenin yüksek sermaye maliyetlerinden kaynaklanmaktadır. TSMC'nin 3 nm proses yarı iletkenleri üretebilen ve 2020'de tamamlanan en son fabrikası 19,5 milyar dolara mal oldu.
Intel, üretimin bir kısmını TSMC'ye dış kaynak sağlamayı düşünüyor. Şu anda sadece 10 nm yarı iletken üretebilirken, TSMC ve Samsung her ikisi de 5 nm üretebilir. Amerika merkezli bir firma olan GlobalFoundries , daha küçük işlem düğümlerinin hızla artan geliştirme maliyetleri nedeniyle en gelişmiş yongaları için 12 nm'lik bir süreç kullanıyor.
yarı iletken satış
Satış geliri
|
|
yarı iletken tipi | 2008 | 2005 | 2000 | 1995 | 1990 | 1987 | 1985 | 1982 | 1980 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Silikon MOSFET | >%90 | %90 | %88 | %84 | %74 | %64 | %59 | %55 | %53 |
III-V yarı iletkenler | <%7 | %4 | %4 | %2 | %1 | %1 | %1 | %1 | %1 |
silikon BJT | <%3 | %6 | %8 | %14 | %25 | %35 | %40 | %44 | %46 |
MOSFET üretim süreci | 2003 | 2000 | 1990 | 1987 | 1985 | 1982 |
---|---|---|---|---|---|---|
CMOS | %99 | %99 | %88 | %61 | %47 | %22 |
PMOS ve NMOS | %1 | %1 | %12 | %39 | %53 | %78 |
Endüstri sektörü | Pazar payı |
---|---|
Bilgisayar ve çevre birimleri | %32.3 |
Tüketici elektroniği | %21.2 |
Telekomünikasyon ekipmanları | %16.5 |
endüstriyel elektronik | %14.3 |
Savunma ve uzay endüstrisi | %11,5 |
Ulaştırma teknolojisi | %4.2 |
En büyük şirketler
Rütbe | 2020 | 2018 | 2017 | 2011 | 2006 | 2000 | 1995 | 1992 | 1990 | 1986 | 1985 | 1975 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Intel | Samsung | Samsung | Intel | Intel | Intel | Intel | NEC | NEC | NEC | NEC | TI |
2 | Samsung | Intel | Intel | Samsung | Samsung | Toshiba | NEC | Toshiba | Toshiba | Toshiba | TI | Motorola'nın |
3 | TSMC | SK Hynix | TSMC | TSMC | TI | NEC | Toshiba | Intel | Hitachi | Hitachi | Motorola'nın | Philips |
4 | SK Hynix | TSMC | SK Hynix | TI | Toshiba | Samsung | Hitachi | Motorola'nın | Intel | ? | Hitachi | ? |
5 | Mikron | Mikron | Mikron | Toshiba | NS | TI | Motorola'nın | Hitachi | Motorola'nın | ? | Toshiba | |
6 | Qualcomm | Broadcom | Broadcom | renesas | renesas | Motorola'nın | Samsung | TI | Fujitsu | ? | Fujitsu | |
7 | Broadcom | Qualcomm | Qualcomm | Qualcomm | Hynix | NS | TI | ? | Mitsubishi | ? | Philips | |
8 | Nvidia | Toshiba | TI | NS | serbest ölçek | Hitachi | IBM | Mitsubishi | TI | ? | Intel | |
9 | TI | TI | Toshiba | Hynix | NXP | Infineon | Mitsubishi | ? | Philips | ? | Ulusal | |
10 | Infineon | Nvidia | Nvidia | Mikron | NEC | Philips | hyundai | ? | Matsushita | ? | Matsushita |
Notlar:
- Saf oyun dökümhaneleri - Dökümhane hizmetlerinde uzmandırlar . Üçüncü şahıslara tasarım hizmetleri sunabilir veya sunmayabilirler , ayrıca başka şirketlere de yaptırılabilecek maske ( fotomask ) yapımı, yarı iletken paketleme ve test hizmetleri verebilirler. Örnek olarak tasarım, test ve paketleme hizmetleri sunan TSMC, yalnızca maske yapma hizmetleri sunan TCE fotomaskları ve yalnızca paketleme ve test hizmetleri sunan ChipMOS verilebilir.
- IDM'ler ( entegre cihaz üreticileri ) – Dökümhane hizmetleri sunabilir veya sunmayabilirler.
- Fabless tedarikçileri – Dökümhane hizmetleri sunmuyorlar. Üçüncü taraflara tasarım hizmetleri sunabilir veya sunmayabilirler.
Cihaz gönderileri
Yıl | optoelektronik | Sensör / Aktüatör | MOSFET |
---|---|---|---|
1960-2001 | ? | ? | 2.900.000.000.000.000.000 |
2002 | 23.164 | 1.654 | |
2003 | 28,955 | 2.482 | |
2004 | 38.056 | 3310 | |
2005 | 44.675 | 4,137 | |
2006 | 55.429 | 4,137 | |
2007 | 67.839 | 4,136 | |
2008 | 76.939 | 4.964 | |
2009 | 91,003 | 4.964 | |
2010 | 97.622 | 6.619 | |
2011 | 110,031 | 8.273 | |
2012 | 129.886 | 11.583 | |
2013 | 131.541 | 14.064 | |
2014–2015 | ? | ? | 10.100.000.000.000.000 |
2016 | 217.200 | 17.376 | |
2017–2018 | ? | ? | |
1960–2018 | 1.112.340+ | 87.699+ | 13.000.000.000.000.000.000 |
Entegre devreler
Yıl | MOS bellek | MPU / MCU | analog | Mantık | ASIC | ASSP | Toplam |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1960–1991 | ? | 15.000 | ? | ? | ? | ? | 350.000 |
1992 | 3.706 | ||||||
1993 | 4.060 | ||||||
1994 | 4.938 | ||||||
1995 | 6.092 | ||||||
1996 | 6.206 | ||||||
1997 | 7.155 | ? | ? | ? | ? | ? | 60.100 |
1998–1999 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
2000 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 89.100 |
2001 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
2002 | 9.100 | 6.619 | 24.819 | 11.582 | 2.482 | 23.992 | 78.594 |
2003 | 10.755 | 6.618 | 30.611 | 14.064 | 1.655 | 25.646 | 89.349 |
2004 | 13.237 | 9.100 | 33.092 | 14.064 | 1.654 | 33.092 | 104.239 |
2005 | 15.719 | 8.273 | 37.229 | 14.891 | 2.481 | 38.056 | 116.649 |
2006 | 18,201 | 10.755 | 43.020 | 18.200 | 2.482 | 45.501 | 141.600 |
2007 | 23.992 | 12.409 | 48.811 | 18,201 | 3.309 | 45.502 | 156.000 |
2008 | 25.646 | 12.410 | 49,639 | 18.200 | 1.655 | 47,156 | 154.706 |
2009 | 28.128 | 11.582 | 43.020 | 14.892 | 2.482 | 43.847 | 143.951 |
2010 | 33.919 | 16.546 | 57.084 | 19.028 | 1.654 | 57.911 | 189.800 |
2011 | 33.919 | 17.374 | 56.256 | 19.028 | 1.655 | 58.738 | 186.970 |
2012 | 34.747 | 17.373 | 57.084 | 17.373 | 1.655 | 57.083 | 185.315 |
2013 | 33.919 | 16.546 | 67.839 | 18,201 | 2.481 | 64.530 | 203,516 |
2014 | ? | 18.600 | ? | ? | ? | ? | ? |
2015 | ? | 22.058 | ? | ? | ? | ? | 235.600 |
2016 | 43.440 | 21.174 | 130.320 | 52.128 | ? | ? | 342.416 |
2017 | ? | 25.797 | ? | ? | ? | ? | 581.321 |
2018 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 634.700 |
1960–2018 | 356.879+ | 274.298+ | 635.804+ | 249.852+ | 25.645+ | 541.054+ | 4.043.926+ |
ayrık cihazlar
Yıl | ayrık transistörler | Diyot | Toplam | ||
---|---|---|---|---|---|
Güç | Küçük sinyal | Toplam | |||
1954–1956 | ? | ? | 28 | ? | 28+ |
1957 | ? | ? | 30 | ? | 30+ |
1958–1962 | ? | ? | ? | ? | ? |
1963 | ? | ? | 303 | ? | 303+ |
1964–1965 | ? | ? | ? | ? | ? |
1966 | ? | ? | 968 | ? | 968+ |
1967 | ? | ? | 881 | ? | 881+ |
1968 | ? | ? | 997 | ? | 997+ |
1969 | ? | ? | 1.249 | ? | 1.249+ |
1970 | ? | ? | 914 | ? | 914+ |
1971 | ? | ? | 881 | ? | 881+ |
1972-2001 | ? | ? | ? | ? | ? |
2002 | ? | ? | ? | ? | 232.472 |
2003 | ? | ? | ? | ? | 245.708 |
2004 | ? | ? | ? | ? | 287.901 |
2005 | ? | ? | ? | ? | 290.382 |
2006 | ? | ? | ? | ? | 321.820 |
2007 | ? | ? | ? | ? | 356.566 |
2008 | ? | ? | ? | ? | 324.301 |
2009 | ? | ? | ? | ? | 289.555 |
2010 | 53.000 | ? | 53.000+ | ? | 371.458 |
2011 | 45.000 | 110.000 | 155.000 | 143,000 | 356.000 |
2012 | ? | ? | ? | ? | 345.812 |
2013 | 44.000 | 103.000 | 147.000 | 146.000 | 358.000 |
2014 | 48.000 | 109.000 | 157.000 | 154,000 | 380.000 |
2015 | 52.000 | 107.000 | 159.000 | 150.000 | 372.000 |
2016 | 53.300 | ? | 53.300+ | ? | 382.272 |
2017 | 58.100 | ? | 58,100+ | ? | 58,100+ |
2018 | 62.800 | ? | 62.800+ | ? | 62.800+ |
1954–2018 | 416.200+ | 429.000+ | 851.451+ | 593.000+ | 5.041.398+ |
Bölgeler
Satış
Merkezi aşağıdaki bölgelerde bulunan üreticiler, endüstrinin saf dökümhane , IDM (entegre cihaz imalatı), masal imalatı ve OSAT (dış kaynaklı yarı iletken montajı ve testi) sektörlerinde satış liderleridir .
Merkezi Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan üreticilerin %50'den fazlası Amerika Kıtası'nda , %39'u Asya-Pasifik bölgesinde (%9 Japonya'da dahil) ve %9'u Avrupa'da olmak üzere dünya genelinde üretim tesislerine sahip olduğunu unutmayın .
Patentler
Aşağıdaki ülkelerden patent sahipleri, 2005 itibariyle dünya çapında en fazla yıllık yarı iletken patentini üretti.
Rütbe | Ülke | Patentler ( tah. ) |
---|---|---|
1 | Japonya | 30.500 |
2 | Güney Kore | 13.500 |
3 | Amerika Birleşik Devletleri | 9.500 |
4 | Tayvan | 4.000 |
5 | Çin | 3.500 |
6 | Almanya | 2.500 |
Ayrıca bakınız
- Elektronik tasarım otomasyonu
- yarı iletken üretim tesislerinin listesi
- dökümhane modeli
- yarı iletken konsolidasyonu
- Yarı iletken cihaz üretimi
- Yarı iletken üretim tesisi
- Yarı İletken Endüstrisi Derneği
- Hindistan'da yarı iletken endüstrisi
- Tayvan'da yarı iletken endüstrisi
- transistör sayısı