Yarı iletkenler, günümüz bilgi teknolojisi endüstrisinin hızlı gelişiminin temelini ve itici gücünü oluşturmaktadır. Ekonomik ve sosyal kalkınmanın çeşitli alanlarına büyük ölçüde nüfuz etmiş ve entegre olmuşlardır. Teknolojik düzeyleri ve gelişim ölçekleri, bir ülkenin endüstriyel rekabet gücünü ve kapsamlı ulusal gücünü ölçmek için önemli göstergelerden biri haline gelmiştir.

2020 yılında, COVID-19 salgınının etkisiyle küresel ekonomi durgunluk yaşarken, küresel yarı iletken pazarı, evden çalışma ve öğrenme, uzaktan toplantılar gibi ihtiyaçların etkisiyle, bu eğilimin aksine büyüme kaydetti. 2020 yılında küresel yarı iletken pazarı, bir önceki yıla göre %6.8 artışla 440 milyar ABD dolarına ulaştı. Bellek ve özel amaçlı çiplerle temsil edilen yarı iletken ürünler, bir büyüme döngüsüne girmeye başladı; Çin'in entegre devre pazarı talebi güçlü olmaya devam ediyor ve yıllık entegre devre pazarı satışları bir önceki yıla göre %8.26 artışla 1,633.97 milyar yuan'a yükseldi. Pazar büyüklüğünün 2021 yılında daha da artması bekleniyor.

“Yukarı doğru sarmal” bir gelişim modeli

Küresel yarı iletken pazarının gelişimi "yukarı doğru sarmal" bir model göstermektedir ve yavaşlama veya gerilemenin ardından daha güçlü bir toparlanma yaşayacaktır. 2000 yılında internet balonunun patlaması, yarı iletken endüstrisinin iki yıllık bir ayarlama döneminden geçmesine neden oldu. Bundan sonra, enerjinin birikmesi ve 12 inçlik silikon levhaların piyasaya sürülmesiyle yarı iletken pazarı hızla gelişti. 2008 yılının dördüncü çeyreğinde küresel finansal krizin patlak vermesi, yarı iletken pazarının kısa bir ayarlama dönemine girmesine neden oldu.

2010 yılından bu yana iPhone ve iPad gibi mobil terminallerin yükselişi mobil internet çağını başlattı ve yarı iletken pazarının büyüme oranı tarihi zirvelere ulaştı. Bellek pazarının patlamasıyla birlikte, küresel yarı iletken pazarı 2017 yılında 400 milyar ABD dolarını aştı. 2018 yılının ikinci yarısında, küresel yarı iletken pazarı tekrar bir düzeltme dönemine girdi. 2019 yılında, katı hal depolama, akıllı telefonlar ve PC'lere yönelik talep artışındaki yavaşlama, yüksek ürün stokları ve küresel yarı iletken talebindeki düşüş nedeniyle bellek pazar fiyatları geriledi. Küresel ticaret sürtüşmelerinin neden olduğu artan belirsizlikle birlikte, küresel yarı iletken pazarı 2019 yılında %12.0'lık bir düşüşle önemli ölçüde daraldı. Bu aynı zamanda son 15 yıldaki küresel yarı iletken pazarındaki en büyük düşüş oldu.

2020 yılında, COVID-19 salgınının etkisine rağmen, küresel yarı iletken pazarı güçlü bir şekilde toparlandı ve pazar büyüklüğü yıllık %6.8 artışla 440 milyar ABD dolarına ulaştı. Bellek ve özel amaçlı çiplerle temsil edilen yarı iletken ürünler bir patlama dönemine girdi. Sektör genelinde en büyük büyüme mantık çiplerinde (%11.1), ardından sensörlerde (%10.7) ve bellekte (%10.4) görüldü.

Bölgesel yapı açısından bakıldığında, Çin uzun yıllardır dünyanın en büyük yarı iletken tüketici pazarı olmuştur. 2020 yılında Çin'in pazar payı %34.4 ile zirveye ulaşmıştır. Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa, Japonya ve diğer pazarların payları sırasıyla %21.7, %8.5, %8.3 ve %27.1'dir. Bunlar arasında ABD pazarı %21.3 ile güçlü bir büyüme gösterirken, Asya-Pasifik pazarı %5.1 büyüme, Japonya pazarı %1.3 ile zayıf bir büyüme göstermiş ve Avrupa pazarı %5.8 oranında azalmıştır. ABD pazarının güçlü büyümesinin nedeni, 2019 yılında %23.7'lik düşüşle dünyanın en büyük düşüşünü yaşamış olmasıdır; bu oran dünya genelinden 11.7 puan daha yüksektir; Japonya da %10.0 oranında düşüş göstermiştir; Avrupa, Çin ve diğer bölgeler ise sırasıyla %7.4, %9.3 ve %8.8 oranında düşüş göstermiştir.

Salgından etkilenen ofis ve uzaktan eğitim gibi uygulamalar hızla yaygınlaşarak, alt sektördeki iletişim ve bilgisayar ürünlerinin hızlı bir şekilde toparlanmasına yol açtı. 2020 yılında, iletişim ve bilgisayar sektörleri, sırasıyla %33.5 ve %29.1'lik pazar paylarıyla, dünyadaki yarı iletken kullanımının en büyük payını oluşturmaya devam etti. 4G ve 5G uygulamalarının popülaritesinden faydalanan iletişim çip pazar payı, 2010'daki %22.2'den 2020'de %33.5'e yükseldi. Aynı zamanda, PC'lerin pazar payı, akıllı telefonlar ve tabletler gibi yeni ortaya çıkan elektronik ürünler tarafından geçilmeye devam ederek, 2010'daki %40.9'dan 2019'da %29.1'e düştü.

Piyasa rekabeti giderek daha da kızışıyor.

Küresel yarı iletken pazarı için 2020, dikkat çekmeye değer bir yıl. IBM tarafından geliştirilen yeni 2nm çip göz alıcı. Çip, GAA transistörleri olarak bilinen nano tabaka istiflenmiş transistörler kullanılarak üretilmiştir. Günümüzün en gelişmiş 7nm çipiyle karşılaştırıldığında, bu çip %45 performans artışı veya %75 enerji tüketimi azalması sağlayacak. IBM, 2nm teknolojisinin tırnak büyüklüğünde bir çipte 50 milyara kadar transistör barındırabileceğini belirtti.

Yarı iletken şirketlerinin gelir durumu da sektörün odak noktalarından biri. 2020 yılında dünyanın en büyük on yarı iletken şirketinden 6'sı Amerikan şirketi. Toplam gelir açısından bakıldığında, ABD'deki 6 şirket en büyük on şirketin toplam değerinin %59.2'sini, Güney Kore'deki 2 şirket ise %32.4'ünü oluşturuyor.

Endüstri zinciri perspektifinden bakıldığında, 2020 yılında dünyanın en büyük on yarı iletken şirketinden 6'sı toplam 197.09 milyar ABD doları satış geliriyle en büyük on şirketin toplam satışlarının %78.3'ünü oluşturan entegre tasarım (IDM) şirketidir; 4'ü ise toplam 54.70 milyar ABD doları satış geliriyle en büyük on şirketin toplam satışlarının %21.7'sini oluşturan tasarım şirketidir.

2020 yılında Intel, yarı iletken şirketleri arasında gelir açısından dünya liderliğini sürdürdü. Bu yılki geliriyle Intel, yıllık %3.7'lik bir artışla 70.244 milyar ABD doları gelir elde ederek dünyanın en büyük yarı iletken tedarikçisi konumunu korudu. Bu artış, temel istemci ve sunucu CPU iş kollarındaki büyümeden kaynaklandı. 2020 yılında dünyanın en büyük on yarı iletken şirketi arasında MediaTek, yıllık bazda en büyük artışı gösterirken, onu Nvidia ve Qualcomm izledi. Texas Instruments ise gelirinde düşüş yaşayan tek şirket oldu.

Bu yıl küresel yarı iletken Ar-Ge harcamalarına baktığımızda, en büyük on yarı iletken şirketinin Ar-Ge yatırım giderlerinin %11 artarak toplam 43.5 milyar ABD dolarına ulaştığını ve sektör toplamının %64'ünü oluşturduğunu görüyoruz. Bu durum, önde gelen şirketlerin pazar yoğunlaşmasının daha da arttığını ve pazar rekabetinin daha da yoğunlaştığını göstermektedir.

2020 yılının ikinci yarısında, küresel yarı iletken sektöründe toplam beş büyük ölçekli ve ondan fazla küçük ölçekli birleşme ve devralma gerçekleşti ve bu işlemlerin toplam değeri rekor bir rakam olan 118 milyar ABD dolarına ulaştı. Bu nedenle 2020, yarı iletken birleşme ve devralmalarının tarihindeki en büyük işlem hacmine sahip yıl oldu. Ancak, yukarıda belirtilen birleşme ve devralmaların henüz tüm işlem ve onay süreçleri tamamlanmadı. Küresel yarı iletken endüstrisindeki birleşme ve devralma sayısındaki keskin artış, esas olarak çeşitli alanlardaki dev üreticiler arasındaki güçlü ittifaklardan kaynaklanmaktadır.

Daha önce, analog çip üreticisi ADI, analog sinyal/hibrit şirketi Maxim Integrated Products'ı 21 milyar ABD doları karşılığında satın alacağını duyurmuştu; grafik kartı devi Nvidia ise Eylül 2020'de işlemci mimarisi protokol tedarikçisi Arm'ı 40 milyar ABD doları karşılığında satın alacağını açıklamıştı. Bundan önce Arm, Japonya'nın SoftBank şirketinin kontrolündeydi. Ayrıca, ABD merkezli Intel, Çin'deki NAND flash bellek işini ve 300 mm wafer üretim tesisini Güney Koreli SK Hynix'e 9 milyar ABD doları karşılığında satacağını duyurdu; ABD merkezli AMD ise 29 Ekim 2020'de FPGA tedarikçisi Xilinx'i yaklaşık 35 milyar ABD doları karşılığında satın alacağını açıkladı; işlemin 2021 yılının sonuna kadar tamamlanması bekleniyor; aynı gün Marvell Electronics, Silikon Vadisi IC tedarikçisi Inphi'yi 10 milyar ABD doları nakit ve hisse senedi karşılığında satın alacağını duyurdu. Bu işlem de 2021 yılının ikinci yarısında tamamlanacaktır. Yukarıda belirtilen işlem henüz tamamlanmamıştır ve ilgili düzenleyici merciler tarafından incelenmeye devam etmektedir.

Moore sonrası dönemde yıkıcı teknolojiler

Heterojen entegrasyon, Moore sonrası dönemde tipik bir geliştirme teknolojisidir. Bu teknoloji, paketleme alanında uygulanmaktadır. Talep karşılandığı takdirde, çip fonksiyonunu hızlı ve etkili bir şekilde gerçekleştirmek için çiplet teknolojisi kullanılabilir. Bu teknolojinin kullanımı ayrıca düşük tasarım zorluğu, kolay üretim ve düşük maliyet avantajlarına da sahiptir.

This direction has enabled chip development to shift from blindly pursuing reduced power consumption and increased performance to more pragmatically meeting market demands. Many companies have plans for "core particles". For example, Intel has launched Foveros technology that can 3D package logic chips and memory chips; TSMC has launched multi-chip stacking SoIC technology that can achieve wafer-to-wafer bonding. At the same time, this technology is also a key development technology for China's semiconductor industry in the post-Moore era.

RISC-V mimarisine sahip mikrodenetleyiciler (MCU'lar), MCU pazar yapısında değişikliklere yol açacak. RISC-V, standart gevşek BSD lisansına dayanmaktadır; bu da tasarım işlemcisini özgürce ve serbestçe kullanmanıza, kendi genişletilmiş komut setinizi geliştirmenize ve eklemenize, ayrıca kamuya açık olarak yayınlamayı, ticari olarak satmayı veya diğer lisans anlaşmalarını değiştirmeyi veya tamamen kapalı kaynak olarak kullanmayı seçmenize olanak tanır. RISC-V şu anda en çok AIoT için uygundur ve ARM mimarisine sahip işlemcilerle rekabet etmesi ve Çin'de bir RISC-V ekosistemi oluşturması beklenmektedir; MCU'lar da RISC-V için en iyi uygulama alanlarından biridir. Açık kaynak, düşük güç tüketimi ve düşük maliyet avantajlarıyla RISC-V mimarisine sahip MCU'lar, ARM mimarisine sahip MCU'lar üzerinde etkili olacak ve pazara yeni değişiklikler getirecektir.

Fotonik çipler, çip geliştirme alanında yeni bir yol açabilir. Fotonik çipler, veri toplama, iletim, hesaplama, depolama ve görüntüleme için optik sinyaller kullanan çiplerdir. Şu anda fotonik çipler, özellikle veri merkezi altyapısının oluşturulmasıyla yönlendirilen optik iletişimde kullanılmaktadır. Silikon fotoniği, CMOS cihazlarının düşük maliyet, ölçeklenebilirlik ve üretim ve montaj kolaylığından yararlanmak için optik bileşenleri silikon çipler üzerine entegre etmek için kullanılır. Elektronik olarak çalışan entegre devrelerle karşılaştırıldığında, fotonik çipler ultra yüksek hız ve ultra düşük güç tüketimi özelliklerine sahiptir. Teorik olarak, fotonik çiplerin ölçeği modüle edilebilir ve ışığın özellikleri, yüksek yoğunluklu paralel hesaplama da dahil olmak üzere doğrusal hesaplama için doğal olarak uygundur. Yapay zekanın hızlı gelişimiyle birlikte, fotonik çiplerin matris çarpım etkisi, mevcut elektronik çiplerden yüzlerce veya binlerce kat daha iyi olma potansiyeline sahiptir ve bu da akademi ve endüstriyi fotonik hesaplamanın getirdiği fırsatları keşfetmeye yöneltmektedir.

"Karbon nötrlüğü" trendinden etkilenen ve enerji dönüşüm verimliliğini artırabilen üçüncü nesil yarı iletken endüstrisi, gelişimini hızlandırıyor. COVID-19 salgınının etkisi giderek azalırken, invertörler ve frekans dönüştürücüler gibi endüstriyel enerji dönüşümü için gerekli bileşenlerin yanı sıra iletişim baz istasyonlarına olan talep de istikrara kavuştu. Tesla Model 3 elektrikli araç invertörlerinin kademeli olarak SiC (silisyum karbür) bileşen üretim süreçlerine geçmesiyle birlikte, üçüncü nesil yarı iletkenler otomotiv pazarında giderek daha fazla ilgi çekmeye başladı.

Galyum nitrür (GaN) ve silisyum karbür (SiC) ile temsil edilen üçüncü nesil yarı iletkenler, yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek voltaj dayanımı, yüksek frekans ve yüksek güç avantajlarına sahiptir. Silikon cihazlarla karşılaştırıldığında, enerji kaybını %50'den fazla azaltabilir ve ekipman hacmini %75'ten fazla küçültebilirler. Enerji tasarrufu ve emisyon azaltımına yardımcı olmak ve "karbon nötrlüğü" hedefine ulaşmak için önemli bir gelişim yönüdürler. Şu anda, üçüncü nesil yarı iletkenlerin erişim alanı veri merkezleri ve yeni enerji araçları gibi birçok önemli alana yayılmıştır. Tüm üçüncü nesil yarı iletken endüstrisi giderek daha iyi hale gelmekte ve yeşil ekonominin temel direği olması beklenmektedir.

Yasal Uyarı: Bu makale "Çin Elektronik Haberleri"nden yeniden basılmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ve sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yalnızca fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yeniden basılmış ve paylaşılmıştır. Yeniden basım için lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal söz konusuysa, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809