Полупроводниковая промышленность
Полупроводник устройство изготовление |
---|
Масштабирование МОП-транзисторов ( узлы процесса ) |
|
Будущее
|
Полупроводниковая промышленность — совокупность компаний, занимающихся разработкой и полупроводниковых приборов , и производством полупроводников таких как транзисторы и интегральные схемы . Она образовалась примерно в 1960 году, когда производство полупроводниковых приборов стало жизнеспособным бизнесом. Годовой доход от продаж полупроводников в отрасли с тех пор вырос до более чем 481 миллиарда долларов по состоянию на 2018 год. [1]
Полупроводниковая промышленность, в свою очередь, является движущей силой всей электронной промышленности . [2] с годовыми продажами силовой электроники в 135 миллиардов фунтов стерлингов ( 216 миллиардов долларов США ) по состоянию на 2011 год, [3] ожидается, что к 2020 году ежегодные продажи бытовой электроники достигнут $2,9 трлн . [4] Ожидается, что в 2019 году объем продаж в сфере высоких технологий достигнет $5 трлн . [5] и электронная коммерция с объемом более 29 триллионов долларов в 2017 году. [6] В 2019 году 32,4% сегмента рынка полупроводников приходилось на сети и устройства связи. [7]
, в 2021 году продажи полупроводников достигли рекордных $555,9 млрд, увеличившись на 26,2%, при этом продажи в Китае достигли $192,5 млрд По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности . За календарный год было отгружено рекордные 1,15 триллиона полупроводниковых единиц. [8] По прогнозам, к 2027 году объем полупроводниковой промышленности достигнет 726,73 миллиарда долларов. [9]
Структура отрасли
[ редактировать ]В мировой полупроводниковой промышленности доминируют компании из США , Тайваня , Южной Кореи , Японии и Нидерландов , при этом Израиль и Германия . значительное присутствие в этой области имеют [10]


Уникальные особенности отрасли включают непрерывный рост, но в циклическом режиме с высокой волатильностью . Хотя текущий 20-летний среднегодовой рост полупроводниковой промышленности составляет порядка 13%, он сопровождается столь же высокой волатильностью рынка, которая может привести к значительным, если не драматическим, циклическим колебаниям. Это потребовало высокой степени гибкости и инноваций, чтобы постоянно приспосабливаться к быстрым темпам изменений на рынке, поскольку многие продукты, включающие полупроводниковые устройства, часто имеют очень короткий жизненный цикл. [ нужна ссылка ]
В то же время темпы постоянного улучшения соотношения цены и качества в полупроводниковой промышленности ошеломляют. Как следствие, изменения на рынке полупроводников не только происходят чрезвычайно быстро, но и предвосхищают изменения в отраслях, развивающихся более медленными темпами. Полупроводниковая промышленность широко признана в качестве ключевого фактора и технологического фактора для всей цепочки создания стоимости в области электроники. [11]
Отрасль основана на литейной модели , которая состоит из заводов по производству полупроводников (литейных заводов) и предприятий по проектированию интегральных схем, каждое из которых принадлежит отдельным компаниям или дочерним компаниям. Некоторые компании, известные как производители интегрированных устройств , одновременно разрабатывают и производят полупроводники. Модель литейного производства привела к консолидации литейных предприятий. По состоянию на 2021 год только три фирмы способны производить самые передовые полупроводники: TSMC из Тайваня, Samsung из Южной Кореи и Intel из США. [12] Частично это связано с высокими капитальными затратами на строительство литейных цехов. Последний завод TSMC, способный производить полупроводники по техпроцессу 3 нм и завершенный в 2020 году, обойдется в 19,5 миллиардов долларов. [12]
Intel рассматривает возможность передачи части производства TSMC. В настоящее время она может производить полупроводники только по 10-нм техпроцессу, в то время как TSMC и Samsung могут производить 5-нм полупроводники. [12] GlobalFoundries , компания со штаб-квартирой в Америке, использует 12-нм техпроцесс для своих самых передовых чипов из-за быстро растущих затрат на разработку более мелких технологических узлов. [13]
Продажа полупроводников
[ редактировать ]Доход от продаж
[ редактировать ]
|
|
Доля рынка
[ редактировать ]Промышленный сектор | Доля рынка |
---|---|
Компьютерное и периферийное оборудование | 32.3% |
Бытовая электроника | 21.2% |
Телекоммуникационное оборудование | 16.5% |
Промышленная электроника | 14.3% |
Оборонная и космическая промышленность | 11.5% |
Транспортная техника | 4.2% |
Крупнейшие компании
[ редактировать ]Примечания:
- Чистые литейные заводы . Они специализируются на литейных услугах. Они могут предлагать или не предлагать услуги по проектированию третьим лицам, а также услуги по изготовлению масок ( фотомасок ), упаковке полупроводников и тестированию, которые также могут быть переданы на аутсорсинг другим компаниям. Примером может служить компания TSMC, предлагающая услуги по проектированию, тестированию и упаковке, фотомаски TCE, предлагающая только услуги по изготовлению масок, и ChipMOS, предлагающая только услуги по упаковке и тестированию.
- IDM ( производители интегрированных устройств ). Они могут предлагать или не предлагать литейные услуги.
- Поставщики Fabless – они не предлагают литейные услуги. Они могут предлагать или не предлагать услуги по проектированию третьим лицам.
Поставки устройств
[ редактировать ]Год | Оптоэлектроника | Датчик / Актуатор | МОП-транзистор [32] |
---|---|---|---|
1960–2001 | ? | ? | 2,900,000,000,000,000 |
2002 | 23,164 | 1,654 | |
2003 | 28,955 | 2,482 | |
2004 | 38,056 | 3,310 | |
2005 | 44,675 | 4,137 | |
2006 [33] | 55,429 | 4,137 | |
2007 [34] | 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 [35] [36] | 217,200 | 17,376 | |
2017–2018 | ? | ? | |
1960–2018 | 1,112,340+ | 87,699+ | 13,000,000,000,000,000 |
Интегральные схемы
[ редактировать ]Год | МОП-память | МПУ / МКУ | Аналоговый | Логика | ASIC | АССП | Общий |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1960–1991 | ? | 15,000 [37] | ? | ? | ? | ? | 350,000 [37] |
1992 [38] | 3,706 | ||||||
1993 [38] | 4,060 | ||||||
1994 [38] | 4,938 | ||||||
1995 [38] | 6,092 | ||||||
1996 [38] | 6,206 | ||||||
1997 | 7,155 [39] | ? | ? | ? | ? | ? | 60,100 [34] |
1998–1999 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
2000 [40] | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 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 [33] | 18,201 | 10,755 | 43,020 | 18,200 | 2,482 | 45,501 | 141,600 |
2007 [34] | 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 [40] | 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 [41] | ? | ? | ? | ? | ? |
2015 | ? | 22,058 [42] | ? | ? | ? | ? | 235,600 [40] |
2016 [35] [36] | 43,440 | 21,174 [42] | 130,320 | 52,128 | ? | ? | 342,416 |
2017 | ? | 25,797 [42] | ? | ? | ? | ? | 581,321 [43] |
2018 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 634,700 [43] |
1960–2018 | 356,879+ | 274,298+ | 635,804+ | 249,852+ | 25,645+ | 541,054+ | 4,043,926+ |
Дискретные устройства
[ редактировать ]Год | Дискретные транзисторы | Диод | Общий | ||
---|---|---|---|---|---|
Власть | Слабый сигнал | Общий | |||
1954–1956 [45] | ? | ? | 28 | ? | 28+ |
1957 [45] | ? | ? | 30 | ? | 30+ |
1958–1962 | ? | ? | ? | ? | ? |
1963 [45] | ? | ? | 303 | ? | 303+ |
1964–1965 | ? | ? | ? | ? | ? |
1966 [46] | ? | ? | 968 | ? | 968+ |
1967 [46] | ? | ? | 881 | ? | 881+ |
1968 [46] | ? | ? | 997 | ? | 997+ |
1969 [45] | ? | ? | 1,249 | ? | 1,249+ |
1970 [46] | ? | ? | 914 | ? | 914+ |
1971 [45] | ? | ? | 881 | ? | 881+ |
1972–2001 | ? | ? | ? | ? | ? |
2002 | ? | ? | ? | ? | 232,472 |
2003 | ? | ? | ? | ? | 245,708 |
2004 | ? | ? | ? | ? | 287,901 |
2005 | ? | ? | ? | ? | 290,382 |
2006 [33] | ? | ? | ? | ? | 321,820 |
2007 [34] | ? | ? | ? | ? | 356,566 |
2008 | ? | ? | ? | ? | 324,301 |
2009 | ? | ? | ? | ? | 289,555 |
2010 | 53,000 [47] | ? | 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 [40] | 52,000 | 107,000 | 159,000 | 150,000 | 372,000 |
2016 [35] | 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+ |
Продажи
[ редактировать ]Производители со штаб-квартирами в следующих местах являются лидерами продаж в чистого литейного производства , IDM (комплексного производства устройств), производства без производственных мощностей и OSAT (аутсорсинговой сборки и тестирования полупроводников). секторах [30]
Производители со штаб-квартирой в США имеют производственные предприятия по всему миру, в том числе более 50% в Америке , 39% в Азиатско-Тихоокеанском регионе (включая 9% в Японии) и 9% в Европе. [30]
См. также
[ редактировать ]- Автоматизация электронного проектирования
- Список компаний ЭДА
- Список заводов по производству полупроводников
- Консолидация полупроводников
- Производство полупроводниковых приборов
- Завод по производству полупроводников
- Ассоциация полупроводниковой промышленности
- Полупроводниковая промышленность Индии
- Полупроводниковая промышленность Тайваня
- Полупроводниковая промышленность Китая
- Полупроводниковая промышленность Южной Кореи
- Количество транзисторов
Примечания
[ редактировать ]- ^ Ранее Hyundai Electronics .
- ^ Приобретены Elpida память и силовой чип .
- ^ Ранее Toshiba Memory.
- ^ Приобретен Maxim Integrated .
- ^ Приобретена компания Cypress Semiconductor .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и «Полупроводники – следующая волна» (PDF) . Делойт . Апрель 2019. Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2021 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Годовой объем продаж полупроводников увеличился на 21,6 процента и впервые превысил 400 миллиардов долларов» . Ассоциация полупроводниковой промышленности . 5 февраля 2018 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Силовая электроника: стратегия успеха» (PDF) . Правительство Соединенного Королевства . Департамент бизнеса, инноваций и навыков . Октябрь 2011 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Глобальный рынок бытовой электроники достигнет 2,9 триллиона долларов США к 2020 году — исследование рынка настойчивости» . Пиар-новости . Устойчивое исследование рынка. 3 января 2017 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Обзор ИТ-индустрии 2019» . КомпТИА . Январь 2019 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Глобальные продажи электронной коммерции выросли до 29 триллионов долларов» . Конференция ООН по торговле и развитию . 29 марта 2019 года . Проверено 13 октября 2019 г.
- ^ Камаль, Камаль Ю. (2022). «Кремниевый век: тенденции в индустрии полупроводниковых приборов» (PDF) . Журнал инженерных наук и технологий. Обзор . 15 (1): 110–115. дои : 10.25103/jestr.151.14 . ISSN 1791-2377 . S2CID 249074588 . Проверено 26 мая 2022 г.
- ^ Харпал, Арджун (15 февраля 2022 г.). «Глобальные продажи полупроводников впервые превысили полтриллиона долларов на фоне роста производства чипов» . CNBC . Проверено 15 февраля 2022 г.
- ^ Камаль, Камаль Ю. (2022). «Кремниевый век: тенденции в индустрии полупроводниковых приборов» (PDF) . Журнал инженерных наук и технологий. Обзор . 15 (1): 110–115. дои : 10.25103/jestr.151.14 . ISSN 1791-2377 . S2CID 249074588 . Проверено 26 мая 2022 г.
- ^ «Производство полупроводников по странам 2024» . worldpopulationreview.com . Проверено 8 июля 2024 г.
- ^ Сотрудники, ReportLinker. « Обзор мирового рынка полупроводников на 2022 год. Архивировано 23 сентября 2016 г. в Wayback Machine ». 13 января 2016 г. 19 февраля 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с «Производство микросхем пересматривается. Эффект будет далеко идущим» . Экономист . 2021-01-23. ISSN 0013-0613 .
- ^ «GlobalFoundries прекращает все 7-нм разработки: предпочитает сосредоточиться на специализированных процессах» .
- ^ «Gartner сообщает, что мировые доходы от производства полупроводников выросли на 1,1% в 2022 году» . Гартнер . Проверено 10 августа 2023 г.
- ^ «Gartner сообщает, что мировые доходы от производства полупроводников выросли на 10,4% в 2020 году» . Гартнер . Проверено 10 августа 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Выручка от продаж полупроводников во всем мире с 1987 по 2020 год (в миллиардах долларов США)» . Статистика . 4 июля 2019 г. Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «В 2007 году мировые продажи чипов достигли 255,6 миллиардов долларов» . Ассоциация полупроводниковой промышленности . 1 февраля 2008 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Годовой объем продаж полупроводников увеличился на 21,6 процента и впервые превысил 400 миллиардов долларов» . Ассоциация полупроводниковой промышленности . 5 февраля 2018 года . Проверено 29 июля 2019 г.
- ^ «Глобальный рынок силовых полупроводников на 2017–2018–2023 годы: анализ по материалам, компонентам, отраслям и регионам» . Деловой провод . Исследования и рынки. 2 октября 2018 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ Вудалл, Джерри М. (2010). «Технология некремниевых МОП-транзисторов: будущее впереди». Основы полупроводниковых МОП-транзисторов III-V . Springer Science & Business Media . п. 1. ISBN 9781441915474 .
- ^ «Силовые транзисторы побьют новый рекорд продаж после того, как пузырь роста закончится» . IC-инсайты . 14 мая 2019 г. Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ Астана, Раджив; Кумар, Ашок; Дахотре, Нарендра Б. (2022). Обработка материалов и производство . Эльзевир . п. 488. ИСБН 9780080464886 .
- ^ «Samsung заберет корону полупроводников у Intel в 2021 году» . Исследование контрапункта . 28 января 2022 г. Проверено 10 августа 2023 г.
- ^ "ИК-инсайты" . www.icinsights.com . 2020-11-23 . Проверено 24 февраля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Маннерс, Дэвид (14 ноября 2018 г.). «Десять (+5) крупнейших полупроводниковых компаний 2018» . Еженедельник электроники . Проверено 15 июня 2019 г.
- ^ «Рейтинг 25 лучших полупроводников по продажам в 2011 году» . IC-инсайты . 5 апреля 2012 года . Проверено 9 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Отслеживание 10 крупнейших лидеров продаж полупроводников за 26 лет» . Исследование рынка полупроводников . IC-инсайты. 12 декабря 2011 г.
- ^ «МИРОВЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ИС» (PDF) . Смитсоновский институт . 1997 год . Проверено 10 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Тенденции 1980-х годов в полупроводниковой промышленности» . Музей истории полупроводников Японии . Проверено 10 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с «ЗА ГРАНИЦАМИ: ГЛОБАЛЬНАЯ ЦЕПОЧКА СТОИМОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ» (PDF) . Ассоциация полупроводниковой промышленности . Май 2016 года . Проверено 10 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с Бахаи, Ахмед (2015). «Инновации в силовой электронике» (PDF) . ПОЛУКОН Запад . Техасские инструменты . Проверено 23 октября 2019 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «13 секстиллионов и счет: долгий и извилистый путь к самому часто изготавливаемому человеческому артефакту в истории» . Музей истории компьютеров . 2 апреля 2018 г. Проверено 28 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с «Поставки полупроводниковых устройств в 2016 году превысят один триллион устройств» . IC-инсайты . 18 февраля 2014 года . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Поставки полупроводниковых устройств в 2017 году превысят один триллион устройств» . IC-инсайты . 17 февраля 2015 года . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с Маннерс, Дэвид (10 марта 2017 г.). «В следующем году полуфабрикаты достигнут триллиона» . Еженедельник электроники . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Отчет об исследовании китайской индустрии интегральных микросхем, 2018-2022 гг.: В 2017 году объем продаж местных компаний по производству интегральных схем достиг примерно 80,15 миллиардов долларов США» . ГлобусНьюсвайр . 8 мая 2018 года . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Порт, Отис (9 декабря 1996 г.). «Силиконовый век? Это только рассвет» . Новости Блумберга . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Рынок МОП-памяти» (PDF) . Корпорация по разработке интегральных схем . Смитсоновский институт . 1997. с. 1-7 . Проверено 16 октября 2019 г.
- ^ «Тенденции рынка МОП-памяти» (PDF) . Корпорация по разработке интегральных схем . Смитсоновский институт . 1998 год . Проверено 16 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с д МакГрат, Дилан (8 марта 2016 г.). «Поставки полупроводников в 2018 году превысили 1 триллион единиц» . ЭЭ Таймс . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Роос, Джина (4 февраля 2015 г.). «Рынок микроконтроллеров продолжает укрепляться» . Новости ЭПС . Проверено 26 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с «Продажи микроконтроллеров будут стремительно расти, — говорит IC Insights» . Электронный спецификатор . 13 сентября 2018 года . Проверено 29 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Мировые и китайские рынки интегральных микросхем стоимостью 578 миллиардов долларов, 2014–2018 и 2019–2023 годы» . Пиар-новости . Исследования и рынки. 5 июня 2019 г. Проверено 24 октября 2019 г.
- ^ «Глобальные поставки дискретных полупроводников по типам в 2011-2020 гг.» . Статистика . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Бутрика, Эндрю Дж. (2015). «Глава 3: Роль НАСА в производстве интегральных схем». У Дика, Стивен Дж. (ред.). Исторические исследования влияния космических полетов на общество (PDF) . НАСА . стр. 149–250. ISBN 978-1-62683-027-1 .
- ^ Jump up to: а б с д Рабочие по производству и обслуживанию электронных приемных ламп и транзисторов на заводе корпорации RCA . Тарифная комиссия США . 1971. с. А-15.
- ^ Кларк, Питер (24 июня 2011 г.). «Рынок силовых транзисторов в 2011 году вырастет на 9%» . ЭЭ Таймс . Проверено 29 октября 2019 г.