Όλα για τη βιομηχανία ημιαγωγών

Περιγραφή

Τα ημιαγωγοί είναι από τα πιο σημαντικά δομικά στοιχεία του σύγχρονου τρόπου ζωής μας. Είναι υλικά που χρησιμοποιούνται, λόγω του τρόπου αλληλεπίδρασης τους με τον ηλεκτρισμό, στη ροή και τον έλεγχο των ηλεκτρικών ρευμάτων. Οι ημιαγωγοί χρησιμοποιούνται σε συσκευές ημιαγωγών για τον έλεγχο της ροής ηλεκτρισμού και αποτελούν μέρος ουσιαστικά κάθε ηλεκτρικής συσκευής που χρησιμοποιείται σήμερα στον κόσμο. Αυτές οι συσκευές, κυρίως τρανζίστορ, έχουν αντικαταστήσει την τεχνολογία κενού σωλήνα στο κύριο μέσο χειρισμού της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα στα ηλεκτρικά κυκλώματα. Έχουν αυξήσει δραστικά την αποτελεσματικότητα αυτής της διαδικασίας τις τελευταίες δεκαετίες και τα τρανζίστορ έχουν πάρει όλο και μικρότερες, επιτρέποντας τις συσκευές που χρησιμοποιούνται για να μειωθεί σε μέγεθος επίσης. Λόγω των δικών της επιτυχιών και της καθολικότητας αυτής της τεχνολογίας, ο κλάδος έχει υποστεί μία από τις πιο αξιοσημείωτες περιόδους ανάπτυξης κάθε προϊόντος στην ιστορία. Η παγκόσμια βιομηχανία ημιαγωγών είναι τώρα πάνω από $ 300 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ, και αντιπροσωπεύει έναν από τους σημαντικότερους τεχνολογικούς τομείς στον πλανήτη.

Τοποθεσία

Οι Ηνωμένες Πολιτείες αποδίδουν περισσότερο από το ήμισυ της παγκόσμιας παραγωγής ημιαγωγών. Η Silicon Valley, ο μεγαλύτερος τεχνολογικός κόμβος στις ΗΠΑ, ονομάζεται για το στοιχείο που είναι ένα από τα πιο κοινά στους ημιαγωγούς. Αυτό αποδεικνύει πόσο σημαντική είναι η χρήση ημιαγωγών και τρανζίστορ στην ανάπτυξη της χρήσης της τεχνολογίας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ενώ η Silicon Valley είναι ευρύτερα τεχνολογικό κέντρο, η πολιτεία της Καλιφόρνια στο σύνολό της περιλαμβάνει τη συντριπτική πλειοψηφία των δυνατοτήτων παραγωγής ημιαγωγών της χώρας. Η Ιαπωνία και η Νότια Κορέα είναι οι άλλες δύο κυρίαρχες χώρες στον κόσμο όσον αφορά την παραγωγή ημιαγωγών. Η ζήτηση για ημιαγωγούς οδηγείται από την επιθυμία των καταναλωτών να αγοράζουν όλες τις μορφές της σύγχρονης ηλεκτρονικής. Τα ημιαγωγοί χρησιμοποιούνται ουσιαστικά σε όλα τα ηλεκτρονικά, από υπολογιστές και αυτοκίνητα έως τηλέφωνα και συστήματα φωτισμού. Αυτό σημαίνει ότι ανεξάρτητα από το αν μια συσκευή μπορεί να είναι μέσα ή έξω από τη μόδα σε μια δεδομένη στιγμή, η γενική τάση στην τεχνολογική πρόοδο και η προκύπτουσα ζήτηση εξακολουθεί να οδηγεί την πώληση των προϊόντων αυτού του κλάδου. Η ανάπτυξη της χρήσης της τεχνολογίας στον αναπτυσσόμενο κόσμο είναι μια από τις σημαντικότερες τάσεις που σχετίζονται με τη συνεχή επέκταση της βιομηχανίας ημιαγωγών. Ενώ η Αμερική είναι παραδοσιακά ο κυρίαρχος προορισμός για τα τεχνολογικά αγαθά και επομένως οι συσκευές ημιαγωγών, η Ασία είναι σήμερα η μεγαλύτερη αγορά στον κόσμο σε αυτόν τον τομέα.

Επεξεργάζομαι, διαδικασία

Η έρευνα και ανάπτυξη (Ε & Α) αντιπροσωπεύει ένα ασυνήθιστα υψηλό τμήμα της βιομηχανίας ημιαγωγών σε σχέση με άλλους τομείς. Η ταχεία αλλαγή του ρυθμού στη βιομηχανία απαιτεί από τις εταιρείες εκείνες να επιδιώκουν ενεργά πιο αποδοτικές τεχνολογίες και να δεσμεύουν μεγάλο μέρος του προϋπολογισμού τους στην Ε & Α. Η πρόοδος σε αυτόν τον κλάδο είναι υπεύθυνη για ένα σημαντικό μέρος τόσο της τεχνολογικής όσο και της οικονομικής αποτελεσματικότητας που έχουν επιτευχθεί κατά τη διάρκεια της Επανάστασης Πληροφοριών. Λόγω της φύσης τους, κάθε εξήγηση της πραγματικής παραγωγής συσκευών ημιαγωγών τείνει να είναι εξαιρετικά τεχνική. Βασικά, οι χημικές διεργασίες χρησιμοποιούν υλικά ημιαγωγών, όπως το πυρίτιο, είτε για τη δημιουργία μεμονωμένων συσκευών ημιαγωγών, όπως τρανζίστορ, είτε για μεγαλύτερα κυκλώματα, όπως επεξεργαστές υπολογιστών. Στη συνέχεια πωλούνται σε κατασκευαστές που χρησιμοποιούν αυτά τα εξαρτήματα για την ανάπτυξη των επιμέρους καταναλωτικών τεχνολογιών τους, όπως οι προσωπικοί υπολογιστές και τα smartphones.

Ιστορία

Το τρανζίστορ, η πρώτη πραγματική συσκευή ημιαγωγών, εφευρέθηκε το 1948 στα Bell Laboratories. Η εμπορική βιομηχανία ημιαγωγών άρχισε σοβαρά στις αρχές της δεκαετίας του 1960 και ξεπέρασε το ετήσιο εισόδημα των $ 1 δις δολαρίων για πρώτη φορά το 1964. Το 1965 ο Gordon Moore, ερευνητής ημιαγωγών και συνιδρυτής της Intel Corporation, η μεγαλύτερη ημιαγωγική συσκευή στον κόσμο παραγωγός, ανέπτυξε μια πρωτοποριακή θεωρία. Προφανώς πρόβλεψε ότι οι εξελίξεις στην τεχνολογία ημιαγωγών θα επέτρεπαν στους παραγωγούς να διπλασιάσουν τον αριθμό των τρανζίστορ που συμπεριέλαβαν ανά ηλεκτρικό κύκλωμα κάθε χρόνο. Το αποτέλεσμα θα ήταν ότι θα αυξήσουν δραστικά την ταχύτητα και τη λειτουργικότητα κάθε επεξεργαστή. Ενώ ο Moore τροποποίησε αργότερα αυτήν την πρόβλεψη, αποδείχτηκε μια αξιοσημείωτα ακριβής εικόνα των αξιοσημείωτων ρυθμών ανάπτυξης που θα μπορούσαν να παρατηρηθούν σε αυτόν τον κλάδο. Οι επεξεργαστές, μια μορφή ολοκληρωμένων ηλεκτρικών κυκλωμάτων, ήταν σε θέση να συγκρατήσουν μόνο 2.300 τρανζίστορ το 1971. Μέχρι το 1982, οι επεξεργαστές ήταν σε θέση να περιέχουν 134 χιλιάδες τρανζίστορ. Το 2004, ο αριθμός αυτός αυξήθηκε σε 592 εκατομμύρια μεμονωμένα τρανζίστορ. Αυτές οι αυξήσεις είχαν τεράστιο αντίκτυπο στην αποτελεσματικότητα των σύγχρονων υπολογιστών και, γενικότερα, στην τεχνολογία στο σύνολό της. Πίσω από αυτές τις τάσεις, η βιομηχανία ημιαγωγών, πρώτα στις Ηνωμένες Πολιτείες και αργότερα σε παγκόσμιο επίπεδο, έπαιξε τεράστιο ρόλο στο πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και να αλληλεπιδράσουμε με την τεχνολογία. Καθώς η εξάρτησή μας από την τεχνολογία μεγαλώνει, θα εξαρτηθεί και η εξάρτησή μας από τη βιομηχανία ημιαγωγών.

Κανονισμοί

Συχνά θεωρείται ως μετρητής της τεχνολογικής ικανότητας μιας χώρας και ενός στρατηγικά σημαντικού τομέα, οι αντίστοιχες εγχώριες βιομηχανίες ημιαγωγών κάθε έθνους που παράγουν έφεραν συχνά πολύ βάρος όσον αφορά την άσκηση πιέσεων στις ομοσπονδιακές κυβερνήσεις τους. Οι συμμετέχοντες στη βιομηχανία υπήρξαν κατά καιρούς υποστηρικτές των πολιτικών που επιδιώκουν τον προστατευτισμό του εμπορίου και την άμυνα κατά του αλλοδαπού «ντάμπινγκ» των προϊόντων, όπου τα εμπορεύματα πωλούνταν σε διεθνές επίπεδο σε πολύ χαμηλές τιμές σε μια προσπάθεια να διαταράξουν τους ξένους ανταγωνιστές. Η ικανότητα αυτής της βιομηχανίας να ασκεί πιέσεις στις διάφορες κυβερνήσεις αποτελεί περαιτέρω ένδειξη για το πόσο σημαντική είναι η παραγωγή συσκευών ημιαγωγών, τόσο στο εσωτερικό των χωρών παραγωγής όσο και διεθνώς ως εξαγωγές.