Yarı İletken Nedir ve Nasıl Kullanılır?

Yarı İletken Nedir?
Yarı iletken, elektriği cam gibi bir yalıtkandan daha fazla, ancak bakır veya alüminyum gibi saf bir iletkenden daha az ileten, genellikle silikondan oluşan bir malzeme ürünüdür. İletkenlikleri ve diğer özellikleri, içinde bulunduğu elektronik bileşenin özel ihtiyaçlarını karşılamak için doping adı verilen safsızlıkların eklenmesiyle değiştirilebilir.

Yarı iletkenler veya çipler olarak da bilinen yarı iletkenler, bilgisayarlar, akıllı telefonlar, cihazlar, oyun donanımı ve tıbbi ekipman gibi binlerce üründe bulunabilir.

ANAHTAR TAHMİNLER
Binlerce elektronik üründe bulunan yarı iletken, elektriği bir yalıtkandan daha fazla, ancak saf bir iletkenden daha az ileten bir malzemedir.
Dört temel yarı iletken türü vardır.
Yarı iletken endüstrisi basit bir inançla yaşıyor ve ölüyor: daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz.
Yatırımcılar, yarı iletken endüstrisinin son derece döngüsel bir sektör olduğunu, periyodik patlamalara ve düşüşlere tabi olduğunu unutmamalıdır.
Yarı iletken üreten belirli şirketlere yatırım yapmanın yanı sıra, sektörü çip üreticilerine ve çip ekipmanı üreticilerine ayıran ETF’ler, endeks fonları ve endeksler de var.
Yarı İletkenleri Anlamak
Yarı iletken cihazlar, değişken direnç gösterme, akımı bir yönde diğerinden daha kolay geçirme ve ışık ve ısıya tepki verme gibi bir dizi yararlı özellik gösterebilir. Gerçek işlevleri, sinyallerin yükseltilmesini, anahtarlamayı ve enerji dönüşümünü içerir.

Önerilen makale: evde yapılacak iş fikirleri hakkında bilgi almak ve güncel iş fikirleri haberlerine ulaşmak için ilgili sayfayı ziyaret edebilirsiniz.

Bu nedenle, hemen hemen tüm sektörlerde yaygın olarak kullanılırlar ve bunları üreten ve test eden şirketler, genel ekonominin sağlığının mükemmel göstergeleri olarak kabul edilir.

Yarı iletken endüstrisi, araçlardan bilgisayarlara, mobil cihazlara ve kişisel elektronik cihazlara kadar çok çeşitli tüketici ve ticari ürünlerde bulunan yarı iletken bileşenlerle hem ABD hem de dünya ekonomileri için son derece önemli bir sektördür.

Yarı İletken Türleri
Yarı iletkenler, “doping” olarak bilinen bir işlem olan silikonun yanında bulunan elementlere dayalı olarak iki ana tipte gelir. Bu “safsızlıklar”, bitmiş yarı iletkenin özelliklerini değiştirmek için kristal silikona eklenir:

N-tipi bir yarı iletken, fosfor, arsenik, antimon ve bizmut gibi beş değerlikli atomlara dayalı bir veya daha fazla safsızlık içerir.
Bir p-tipi yarı iletken, değerlik katmanında beş elektronlu katkı maddelerine sahiptir. Fosfor, bu amaç için yaygın olarak arsenik veya antimon gibi kullanılır.
Yarı İletkenlerin Kullanım Alanları
Genel olarak, yarı iletkenler dört ana ürün kategorisine ayrılır:

Hafıza
Bellek yongaları, geçici veri depoları görevi görür ve bilgisayar cihazlarının beyinlerine bilgi aktarır.

Bellek pazarındaki konsolidasyon devam ediyor, bellek fiyatları o kadar düşüyor ki, Toshiba, Samsung ve NEC gibi yalnızca birkaç dev oyunda kalmayı göze alabilir.

Mikroişlemciler
Bunlar, görevleri gerçekleştirmek için temel mantığı içeren merkezi işlem birimleridir.

Intel’in mikroişlemci segmentindeki hakimiyeti, Advanced Micro Devices haricinde neredeyse tüm diğer rakipleri ana akım pazarın dışına ve daha küçük nişlere veya tamamen farklı segmentlere girmeye zorladı.

Emtia Entegre Devresi
Bazen “standart çipler” olarak adlandırılan bunlar, rutin işleme amaçları için büyük partiler halinde üretilir. Çok büyük Asyalı çip üreticilerinin hakim olduğu bu segment, yalnızca en büyük yarı iletken şirketlerinin rekabet edebileceği çok ince kar marjları sunuyor.

Karmaşık SOC
“System on a Chip”, esas olarak, üzerinde tüm sistemin kapasitesi olan bir entegre devre çipinin oluşturulmasıyla ilgilidir. Pazar, yeni özellikleri ve daha düşük fiyatları birleştiren tüketici ürünlerine yönelik artan talebin etrafında dönüyor. Bellek, mikroişlemci ve emtia tümleşik devre pazarlarının kapıları sıkıca kapatıldığında, SOC segmenti muhtemelen geniş bir şirket yelpazesini çekmek için yeterli fırsata sahip olan tek sektör.

Yarı İletken Endüstrisi
Yarı iletken endüstrisindeki başarı, daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz ürünler yaratmaya bağlıdır. Küçük olmanın avantajı, aynı çipe daha fazla güç yerleştirilebilmesidir. Bir çipte ne kadar çok transistör varsa, işini o kadar hızlı yapabilir. Bu, endüstride şiddetli rekabet yaratır ve yeni teknolojiler çip başına üretim maliyetini düşürür.

Bu, yoğun bir entegre devredeki transistör sayısının yaklaşık iki yılda bir ikiye katlandığını belirten Moore Yasası adlı gözlemlerin ortaya çıkmasına neden oldu. Gözlem, adını 1965’te bunu açıklayan bir makale yazan Fairchild Semiconductor ve Intel’in kurucu ortağı Gordon Moore’dan almıştır.

Günümüzde, ikiye katlama süresi genellikle 18 ay olarak aktarılıyor – Intel yöneticisi David House tarafından belirtilen rakam.

Sonuç olarak, yonga üreticileri üzerinde, yalnızca birkaç ay önce son teknoloji olarak tanımlanandan daha iyi ve hatta daha ucuz bir şey bulmaları için sürekli bir baskı var. Bu nedenle, yarı iletken şirketlerinin büyük araştırma ve geliştirme bütçeleri tutması gerekir. Yarı iletken pazar araştırma derneği IC Insights, yarı iletken şirketlerinin 2022’de araştırma ve geliştirme bütçelerini %9 artırmasının beklendiğini bildirdi. Ayrıca, bileşik yıllık büyüme oranının (CAGR) da 2022 ile 2026 arasında yaklaşık %5,5 artacağını tahmin ettiler.

Yarı İletken Üretimi
Geleneksel olarak yarı iletken şirketleri, tasarımdan üretime kadar tüm üretim sürecini kontrol ediyordu. Yine de birçok çip üreticisi artık daha fazla üretimi sektördeki diğer şirketlere devrediyor. Tek işi imalat olan dökümhane firmaları son zamanlarda cazip dış kaynak kullanım seçenekleri sunarak ön plana çıkmıştır. Dökümhanelere ek olarak, giderek uzmanlaşan tasarımcıların ve çip test uzmanlarının sayısı da artmaya başlıyor. Çip şirketleri daha yalın ve daha verimli hale geliyor.

Chip üretimi artık şeflerin karışıma doğru baharatı eklemek için sıraya girdiği bir gurme restoran mutfağını andırıyor.

1980’lerde çip üreticileri, %10-30’luk verimle (üretilen tüm operasyonel cihazların sayısı) yaşıyordu. Yonga üreticileri artık %90’dan az olmayan verim (tüm üretilenler içindeki çalışır durumdaki cihaz sayısı) için çalışıyor. Bu, çok pahalı üretim süreçleri gerektirir.

Sonuç olarak, birçok yarı iletken şirketi tasarım ve pazarlamayı yürütür, ancak imalatın bir kısmını veya tamamını dış kaynak olarak kullanmayı tercih eder. Fabrikasyon çip üreticileri olarak bilinen bu şirketler yüksek büyüme potansiyeline sahiptir çünkü üretim veya “imalat” ile ilgili genel giderlerin yükünü taşımazlar.

Yarı İletken Endüstrisine Yatırım
Bireysel şirketlere yatırım yapmanın yanı sıra, tüm sektörün yatırım performansını izlemenin birkaç yolu vardır. Bunlar, SOX olarak bilinen kıyaslama ölçütü PHLX Semiconductor Index’i ve borsa yatırım fonlarındaki türev formlarını içerir. Sektörü çip üreticileri ve çip ekipman üreticilerine ayıran endeksler de var. İkincisi, yarı iletkenleri tasarlamak ve test etmek için kullanılan makine ve diğer ürünleri geliştirir ve satar.

Ayrıca, Tayvan, Güney Kore ve daha az ölçüde Japonya gibi denizaşırı bazı pazarlar yarı iletkenlere yüksek oranda bağımlıdır ve bu nedenle endeksleri de küresel endüstrinin sağlığına ilişkin ipuçları sağlar.

Yarı İletken Yatırımına Yönelik Özel Hususlar
Yarı iletken yatırımcıları bir şeyi hatırlayabiliyorsa, o da yarı iletken endüstrisinin oldukça döngüsel olduğudur.

Yarı iletken üreticileri, çip tabanlı ürünlere yönelik temel talebe bağlı olarak genellikle “patlama ve düşüş” döngüleri görürler. Zaman iyi olduğunda, çip üreticileri için kar marjları çok yüksek olabilir; Ancak talep düştüğünde, çip fiyatları önemli ölçüde düşebilir ve birçok endüstrinin tedarik zincirleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

Talep tipik olarak kişisel bilgisayarlar, cep telefonları ve diğer elektronik ekipmanlar için son pazar talebini izler. Zaman iyi olduğunda, Intel ve Toshiba gibi şirketler talebi karşılayacak kadar hızlı mikroçip üretemezler. Zamanlar zor olduğunda, düpedüz acımasız olabilirler. Örneğin, yavaş PC satışları, sektörü ve hisse fiyatlarını alt üst edebilir.

Aynı zamanda, tekil bir doğa olayıymış gibi “çip döngüsünden” bahsetmek mantıklı değil. Yarı iletkenler özünde hâlâ bir emtia işi olsa da, nihai pazarları o kadar çoktur ki (PC’ler, iletişim altyapısı, otomotiv, tüketici ürünleri vb.) bir alandaki fazla kapasitenin tüm evi alt üst etmesi olası değildir.

Döngüselliğin Riskleri
Şaşırtıcı bir şekilde, endüstrinin döngüselliği yatırımcılar için bir dereceye kadar rahatlık sağlayabilir. Telekom ekipmanı gibi diğer bazı teknoloji sektörlerinde, kaderin döngüsel mi yoksa dünyevi mi olduğundan asla tam olarak emin olunamaz. Buna karşılık, yatırımcılar piyasanın çok da uzak olmayan bir gelecekte bir noktada döneceğinden neredeyse emin olabilirler.

Döngüsellik bir nebze olsun rahatlık sağlarken, yatırımcılar için de risk oluşturmaktadır. Çip üreticileri rutin olarak yüksek bahisli kumarlarda yer almalıdır. Büyük risk, büyük bir geliştirme projesinden sonra şirketlerin ikramiyeyi vurup vurmadıklarını veya her şeyi mahvettiklerini anlamalarının aylar hatta yıllar alabilmesinden kaynaklanmaktadır. Gecikmenin bir nedeni, endüstrinin iç içe ancak parçalı yapısıdır: Farklı sektörler, farklı zamanlarda zirve yapar ve dibe vurur.

Örneğin, dökümhaneler için en düşük nokta, yonga tasarımcılarına göre genellikle çok daha erken gelir. Diğer bir neden de endüstrinin uzun tedarik süresidir: Bir çip geliştirmek veya bir dökümhane inşa etmek yıllar alır ve ürünlerin para kazanması daha da uzun sürer.

Yarı iletken şirketleri, pazarı yönlendiren teknolojinin mi yoksa teknolojiyi yönlendiren pazarın mı olduğu klasik muammayla karşı karşıyadır. Yatırımcılar, her ikisinin de yarı iletken endüstrisi için geçerli olduğunu kabul etmelidir.

Bir Yarı İletken İletken veya Yalıtkandan Nasıl Farklıdır?
Bir yarı iletken, esasen bir iletken ve bir yalıtkanın hibriti olarak işlev görür. İletkenler, voltaj uygulandığında yükün akışına izin veren iletkenliği yüksek malzemelerken, yalıtkanlar akım akışına izin vermezken, yarı iletkenler dönüşümlü olarak yalıtkan ve gerektiğinde iletken görevi görürler.

N Tipi Yarı İletken Nedir?
Bir n-tipi yarı iletken, fosfor, arsenik, antimon ve bizmut gibi beş değerli saf olmayan atomları kullanan safsızlık karışık bir yarı iletkendir.

P Tipi Yarı İletken Nedir?
Bir p-tipi yarı iletken, tamamen silikondan yapılmış normal bir yarı iletkenin iletkenlik seviyesini artıran bor ve alüminyum gibi üç değerlikli safsızlıklar içeren bir dışsal yarı iletken türüdür.

İçsel Yarı İletken Nedir?
İçsel veya saf bir yarı iletken, p tipi ve n tipi yarı iletkenlerde olduğu gibi, kendisine herhangi bir safsızlık veya katkı maddesi eklenmemiş bir yarı iletkendir. İçsel yarı iletkenlerde, uyarılmış elektronların sayısı ve deliklerin sayısı eşittir: n = p.

Alt çizgi
Yarı iletkenler kelimenin tam anlamıyla bu günlerde dünyayı döndürüyor. Yarı iletkenler olmasaydı bilgisayarlarımız, internetimiz, cep telefonlarımız veya düz ekran televizyonlarımız olmazdı. O halde yarı iletken endüstrisinin küresel ekonomide önemli bir rol oynaması şaşırtıcı değil. Sektör aynı zamanda bir inovasyon merkezi olmaya devam ediyor, Moore yasası büyüsünü sürdürerek zamanla daha ucuza üretilebilen daha güçlü mikroçipler üretiyor.