Yarı iletken endüstrisi - Semiconductor industry

HS4 ticari sınıflandırmasına göre 2016 itibariyle ülkeye göre elektronik entegre devre ihracatı.
Birleşmiş Milletler Uyumlaştırılmış Ürün Tanımı ve Kodlama Sistemleri tarafından 2016 itibariyle ayrık yarı iletkenlerin ihracatı 4

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

Yıllık yarı iletken satışları (1987–2018)
Yıl Gelir (nominal) Gelir (enflasyon) Referans
2018 481.090.000.000 $ 495.820.000.000 $
2017 420.390.000.000 $ 443.850.000,000 $
2016 345.850.000.000 $ 372.940.000.000 $
2015 $335,170,000,000 365,940,000,000$
2014 $335.840.000.000 367.140.000.000 $
2013 305.580.000.000 $ 339.500.000.000 $
2012 291.560.000.000 $ 328,670,000,000$
2011 299.520.000.000 $ 344.580.000.000 $
2010 298.320.000.000 $ 354.040,000,000$
2009 226.310.000.000 $ 273.000.000 $
2008 280.000.000.000.000 $ 337.000.000.000.000 $
2007 $255.600.000.000 319.000.000.000.000 $
2006 247.700.000.000 $ 318.000.000.000.000 $
2005 227.000.000.000 $ 301.000.000.000 $
2004 213.000.000.000 $ 292.000.000.000 $
2000 204.000.000.000 $ $307,000,000,000
1995 $144.000.000.000 $245,000,000,000
1992 60.000.000.000.000 $ 111.000.000.000 $
1990 51.000.000.000 $ 101.000.000.000
1987 33.000.000.000 75,000,000,000$
2017 satış dökümü
Endüstri sektörü Hasılat Pazar payı Referans
Hafıza 124 milyar dolar %30
Mantık 102,2 milyar dolar %25
mikroişlemci 63,9 milyar dolar %16
Güç yarı iletkenleri 36,8 milyar dolar %9
Toplam 420,39 milyar dolar 100%
2008 satış dökümü
yarı iletken tipi Hasılat Pazar payı Referans
Silikon MOS entegre devre çipi 250 milyar dolar %89.3
Bileşik yarı iletkenler 20 milyar dolar %7.1
Güç transistörleri 10 milyar dolar %3.6
Toplam 280 milyar dolar 100%

Pazar payı

Yarı iletken pazar payı (1980–2005)
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 pazar payı (1985–2000)
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
Mikroişlemci pazar payı (2005)
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

En büyük yarı iletken şirketleri (yıllık yarı iletken satış liderleri)
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
Başlıca yarı iletken şirketler
İsim Ülke Üretici tipi Donanım ürünleri
Samsung Elektronik  Güney Kore IDM NAND flash bellek, DRAM , CMOS sensör , RF alıcı-vericiler , OLED ekran, SSD
Intel  Amerika Birleşik Devletleri IDM
TSMC  Tayvan saf oyun
SK Hynix  Güney Kore IDM
Mikron  Amerika Birleşik Devletleri IDM DRAM, NAND flash, SSD, NOR flash , Managed NAND, multichip paketleri
Qualcomm  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
Broadcom  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
kioxia  Japonya IDM
Texas Instruments (TI)  Amerika Birleşik Devletleri IDM
Analog cihazlar  Amerika Birleşik Devletleri IDM Amplifikatörler, veri dönüştürücüler, ses ve video ürünleri, RF ve mikrodalga, sensörler, MEMS
Mikroçip  Amerika Birleşik Devletleri IDM Mikrodenetleyiciler ve analog yarı iletkenler
NXP  Hollanda IDM
MediaTek  Tayvan muhteşem
Infineon  Almanya IDM Mikrodenetleyiciler ve güç yarı iletken cihazları
Bosch  Almanya IDM
STMikroelektronik  Fransa / İtalya  IDM
Sony  Japonya IDM
KOL  Birleşik Krallık muhteşem
AMD  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
Nvidia  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
renesas  Japonya IDM
GlobalFoundries  Amerika Birleşik Devletleri saf oyun
AÇIK Yarı İletken  Amerika Birleşik Devletleri IDM
UMC  Tayvan saf oyun
elma  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
IBM  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
Mitsubishi Elektrik  Japonya IDM Güç yarı iletken cihazları
Hayal Teknolojileri  Birleşik Krallık muhteşem
grafik çekirdeği  Birleşik Krallık muhteşem
Kule Yarı İletken  İsrail IDM
Xilinx  Amerika Birleşik Devletleri muhteşem
SMIC  Çin saf oyun

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

Yarı iletken cihazlar ( tahmini milyon adet üretilmiş birim)
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

Entegre devre yongaları ( tahmini milyon üretilen birim)
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

Ayrık cihazlar ( tahmini milyon üretilen birim)
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 .

Rütbe dökümhane IDM muhteşem OSAT
1  Tayvan  Amerika Birleşik Devletleri  Amerika Birleşik Devletleri  Tayvan
2  Amerika Birleşik Devletleri  Güney Kore  Tayvan  Amerika Birleşik Devletleri
3  Çin  Japonya  Çin  Çin
4  İsrail  AB  AB  Singapur
5  Güney Kore  Tayvan  Japonya  Japonya

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

Notlar

Referanslar