Pada Februari 2019, tahun sebelum wabah, SIA (Semiconductor Industry Association of America) mengumumkan bahawa pada tahun 2018 saja, sejumlah rekod telah dijual &; melebihi 1 trilion." Menurut laporan baru-baru ini di Wall Street Journal, semikonduktor adalah produk keempat yang paling banyak diperdagangkan di dunia, setelah minyak mentah, produk minyak halus dan kereta.
Ini diikuti oleh pernyataan Presiden AS Joe Biden&# 39 secara terang-terangan memanggil cip" infrastruktur," mengesahkan bahawa tidak ada kesamaran mengenai fakta bahawa cip semikonduktor, yang mendapat permintaan tinggi, adalah mata wang biasa yang baru. Keupayaan mereka untuk melakukan berjuta-juta operasi yang kompleks dan kecekapan tenaga mereka menjadikan semikonduktor sebagai komponen utama hampir setiap industri, yang mendorong ekonomi global.
Hari ini, telefon pintar mempunyai kekuatan pengkomputeran yang jauh lebih banyak daripada komputer yang digunakan NASA untuk meletakkan manusia di bulan pada tahun 1969. Apa lagi [hampir semua teknologi yang muncul seperti kecerdasan ARTIFIK, pengkomputeran awan, pengkomputeran kuantum, maju rangkaian tanpa wayar, aplikasi blockchain, perlombongan bitcoin, 5G, Internet of things, kereta memandu sendiri, drone, robotik, permainan dan alat pemakai didorong oleh teknologi diskrit ini. Tetapi semikonduktor yang sangat kompleks. Menurut laporan baru dari Juniper Research, jumlah peranti Iot sahaja akan mencapai 46 bilion pada akhir 2021. Setiap peranti ini akan digerakkan oleh semikonduktor.
Semikonduktor sangat penting untuk aplikasi pengkomputeran tinggi dalam elektronik dan pembuatan, pertanian, penjagaan kesihatan, infrastruktur, hiburan, telekomunikasi, pengangkutan, pengurusan tenaga, sistem ketenteraan dan aeroangkasa.
Tiang pelbagai industri
Mulakan dengan penjagaan kesihatan yang paling penting - semikonduktor adalah bahagian penting dari aplikasi intervensi diagnostik, terapi, dan pasca pemulihan klinikal. Peranti semikonduktor seperti mesin pencitraan resonans magnetik (MRI), alat pacu jantung, monitor tekanan darah, penganalisis gas darah, monitor pesakit tanpa wayar dan ventilator menyelamatkan nyawa setiap hari. Beberapa prosedur pembedahan sedang direvolusikan dengan penggunaan sistem pembedahan robotik yang menyokong kerepek.
Untuk penjagaan Covid sahaja, peralatan ujian, monitor oksigen dan hampir semua sistem sokongan hidup bergantung pada semikonduktor. Di samping itu, pengedaran vaksin merentas desa, pensijilan berasaskan aplikasi, drone memberikan ubat sokongan nyawa, menyediakan aliran data yang stabil ke ruang perang COVID-19 - semuanya bergantung pada wafer silikon.
Ramalan penyelidikan pasaran menunjukkan bahawa alat penjagaan kesihatan tanpa wayar bersepadu web, percetakan 3D alat pakai dan organ, dan alat perubatan yang dilengkapi dengan semikonduktor akan menjadi faktor utama untuk memastikan penyampaian pendekatan penjagaan kesihatan baru dan kreatif di masa depan. Pasaran semikonduktor automotif global bernilai $ 48.13 bilion pada tahun 2020 dan dijangka mencapai $ 129.17 bilion pada tahun 2026.
Pembuat kenderaan mengintegrasikan sistem elektrik automotif yang memerlukan diod kuasa dan pengatur dengan kebolehpercayaan yang unggul. Ics semikonduktor automotif dengan fungsi yang berbeda digunakan dalam berbagai produk otomotif, seperti kawalan navigasi, sistem infotainment, dan sistem pengesanan perlanggaran. Sebuah kereta memandu sendiri yang bersambung moden boleh mempunyai lebih daripada 3,000 cip dengan kemampuan teknologi terkini. Dalam situasi di mana pandemik semasa" semuanya jauh" - sama ada untuk perniagaan, belajar, hiburan atau komunikasi dengan rakan dan keluarga - semikonduktor menyokong infrastruktur teknikal yang diperlukan untuk mengekalkan rangkaian komunikasi, dan bukannya persekitaran fizikal tradisional.
Semasa berlakunya wabak ini, organisasi dapat melancarkan operasi mereka dalam talian dengan lancar dengan bantuan peranti dan teknologi digital, separa konduktor dan membolehkan individu bekerja dengan selamat dan dari jauh tanpa gangguan. Transformasi digital ini telah membuka dunia peluang baru untuk industri semikonduktor
Menunggang cip
Teknologi yang muncul, terutamanya Internet of Things, kecerdasan buatan, kenyataan yang diperluas dan diperluas, dan blockchain, semakin menonjol di pelbagai industri. Ketika aplikasi ini mendapat lebih banyak perhatian di seluruh spektrum, kebutuhan untuk sensor khusus, rangkaian terpadu, memori yang lebih baik, dan prosesor yang ditingkatkan semakin meningkat.
Banyak bandar pintar di seluruh dunia komited untuk meningkatkan perkhidmatan bandar dan infrastruktur sivik yang kritikal bagi warganya. Untuk melakukannya, mereka perlu menghubungkan hampir semua aspek infrastruktur perbandaran ke pelbagai peranti, yang seterusnya akan dihubungkan dengan individu. Infrastruktur yang saling berkaitan ini akan digerakkan oleh semikonduktor.
Rangkaian mudah alih generasi kelima direka untuk menghubungkan hampir semua orang dan segalanya - mesin, objek dan peranti; Berikan kepantasan data puncak; Mencapai kelewatan ultra rendah; Kebolehpercayaan yang lebih tinggi; Kapasiti rangkaian besar-besaran; Kebolehgunaan yang lebih tinggi dan pengalaman pengguna yang lebih bersepadu. Inti teknologi generasi seterusnya ini, cip semikonduktor canggih dengan nod yang lebih kecil dan kecekapan yang lebih tinggi akan memberikan pengkomputeran berprestasi tinggi, pantas, dan berprestasi tinggi.
Kemajuan dalam teknologi semikonduktor
Garis pemisah antara pembuatan litar bersepadu (IC) pertengahan hingga pertengahan hingga tinggi ialah teknologi proses 12/16 nm dan 7 nm. Mereka digunakan dalam aplikasi seperti unit pemprosesan pusat, unit pemprosesan grafik, kecerdasan buatan dan dalam produk seperti televisyen, penghawa dingin, kereta, kereta api berkelajuan tinggi, satelit, robot industri, lif dan drone.
Kemajuan dalam teknologi semikonduktor telah menyaksikan pengenalan teknologi 5 nm, yang lebih kecil dan lebih cepat daripada cip generasi sebelumnya.
Dengan IBM baru-baru ini memperkenalkan teknologi pembuatan cip 2 nm pertama di dunia (45% lebih pantas dan 75% lebih cekap tenaga daripada cip utama 7 nm yang digunakan di banyak komputer riba dan telefon bimbit hari ini), industri ini berusaha untuk membuka prestasi dan kecekapan tenaga yang lebih tinggi pada masa akan datang.
Pengeluaran cip yang kompleks
Pengeluaran cip itu sendiri adalah proses yang kompleks yang melibatkan pergantungan pelbagai negara / wilayah. Dari reka bentuk cip hingga perolehan bahan mentah asas hingga pembuatan, pemasangan, pengujian, pembungkusan, penyimpanan dan penghantaran akhir semikonduktor yang disesuaikan untuk industri yang berbeza, proses ini dapat melibatkan lebih dari 1,000 langkah dan 70 titik sempadan negara. Pada masa ini, teknologi dan kemampuan eksklusif untuk melaksanakan dari Alpha ke Omega bergantung pada pemimpin global profesional seperti Intel, TSMC dan Samsung serta sebilangan yang lain.
Dalam konteks global semasa, Amerika Syarikat, dengan universiti bertaraf dunia dan bakat kejuruteraan dan ekosistem inovasi yang didorong oleh pasaran, menyediakan sebahagian besar aktiviti intensif R &; seperti automasi reka bentuk elektronik, harta intelek teras, cip reka bentuk, dan peralatan pembuatan maju dan pelaburan modal.
Kawasan seperti Taiwan, China Daratan dan Korea Selatan memimpin pembuatan wafer, ciri-ciri yang memerlukan pelaburan modal yang besar, infrastruktur yang kuat dan tenaga kerja mahir. Taiwan juga peneraju fungsi pemasangan, pembungkusan dan pengujian semikonduktor, diikuti oleh China dan Malaysia, yang kurang memerlukan kemahiran dan modal.
Krisis Global Chip
Krisis COVID-19 menyebabkan kekurangan kerepek yang meluas di seluruh dunia, membuka lubang dalam rantaian bekalan semikonduktor global dan meletakkan banyak teknologi dan produk yang penting bagi kehidupan seharian kita dalam risiko.
Sebab utama kekurangan ini termasuk kekurangan pelaburan dalam kapasiti wafer pada tahun-tahun sebelumnya, gangguan rantaian bekalan kerana pandemi COVID-19, peningkatan permintaan untuk teknologi baru seperti kecerdasan buatan dan kenderaan elektrik, dan peningkatan permintaan untuk produk dari rumah (WFH) .
Menambah kekeringan di Taiwan (sebilangan besar pengasas berteknologi tinggi terbesar dan termaju di dunia bergantung pada proses pembuatan intensif air untuk peruntukan air mereka) dan peningkatan ketidakpastian geopolitik terhadap perdagangan dengan China.
Jalan ke hadapan
Berita baiknya adalah bahawa beberapa pembuat-pengasas, termasuk TSMC, Intel dan GXIC, melabur berbilion-bilion dolar untuk menaik taraf peralatan dan membina barisan pengeluaran baru untuk memenuhi kekurangan permintaan dan bekalan yang meningkat untuk" kaya dengan ciri" ; kerepek.
TSMC baru-baru ini melancarkan pelaburan terbesar industri&# 39, dengan memperuntukkan $ 100bn selama tiga tahun akan datang untuk meningkatkan kapasiti. Intel telah menjanjikan $ 20 bilion untuk dua Laman di Arizona dan mengatakan ia akan membuat komitmen pelaburan lebih lanjut tahun ini. Samsung Electronics Korea Selatan&telah menyisihkan pelaburan $ 116 bilion pada tahun 2030 untuk mempelbagaikan pengeluaran cipnya.
India juga sedang menyelesaikan rancangan untuk menghasilkan cip semikonduktor secara besar-besaran sebagai sebahagian daripada" Make in India" program. Negara ini menawarkan lebih dari $ 1 bilion tunai kepada setiap syarikat semikonduktor yang menubuhkan unit pembuatan di negara ini. Cip buatan tempatan akan ditetapkan sebagai" sumber dipercayai" dan dapat digunakan dalam produk mulai dari kamera CCTV hingga peralatan 5G. Pada bulan Disember, India menjemput" pernyataan minat" dari pembuat chip mengenai menubuhkan unit pembuatan di negara ini atau memperoleh unit tersebut.
Ini semua mengenai pencapaian swasembada dalam pembuatan semikonduktor, memastikan kawalan yang lebih baik terhadap keselamatan data dan mencegah negara-negara di seluruh dunia ditahan sebagai tebusan oleh anggota tertentu dari rantaian bekalan semikonduktor yang ada.
Sudah jelas bahawa semikonduktor mengubah peraturan permainan di dunia moden kita yang bergerak pantas. Jelas, industri semikonduktor menghadapi cabaran baru. Untuk lebih jelas, pemerintah di seluruh dunia kini berada dalam mod pengurusan krisis, dan dalam masa terdekat semikonduktor akan memperoleh" infrastruktur kritikal" status di kebanyakan negara.