Halbleiterindustrie
Das Halbleiterindustrie ist das Zusammenhang von Unternehmen, die an der tätig sind Entwurf und Herstellung von Halbleiter und Halbleiterbauelemente, wie zum Beispiel Transistoren und integrierte Schaltkreise. Es bildete sich einmal um 1960, einmal die Herstellung von Halbleiterbauelemente wurde ein tragfähiger Geschäft. Der jährliche Halbleiterumsatz der Branche ist seitdem auf Over gewachsen 481 Milliarden US -Dollarab 2018.[1] Die Halbleiterindustrie ist wiederum die treibende Kraft hinter dem Breiteren Elektronik-Industrie,[2] mit jährlich Leistungselektronik Verkauf von £ 135 Milliarde (216 Milliarden US -Dollar) Ab 2011,[3] jährlich Unterhaltungselektronik Der Umsatz wird voraussichtlich erreichen 2,9 Billionen US -Dollar in 2020,[4] Tech -Industrie Der Umsatz wird voraussichtlich erreichen 5 Billionen Dollar im Jahr 2019,[5] und E-Commerce mit über 29 Billionen Dollar 2017.[6] Im Jahr 2019 bestanden 32,4% des Semiconductor -Marktsegments für Netzwerke und Kommunikationsgeräte.[7]
Im Jahr 2021 erreichte der Umsatz von Halbleitern einen Rekord von 555,9 Milliarden US Semiconductor Industry Association. Im Kalenderjahr wurden ein Rekord von 1,15 Billionen Halbleitereinheiten versendet.[8] Die Halbleiter sollen bis 2027 bis 2027 726,73 Milliarden US -Dollar erreichen. [9]
Branchenstruktur
Die globale Halbleiterindustrie wird von Unternehmen aus dem dominiert Vereinigte Staaten, Taiwan, Südkorea, Japan und die Niederlande.
Zu den einzigartigen Merkmalen der Branche gehören kontinuierliches Wachstum, jedoch in einem zyklischen Muster mit hoher Volatilität. Während das derzeitige jährliche durchschnittliche 20-jährige Wachstum der Halbleiterindustrie in der Größenordnung von 13%liegt, wurde dies von einer ebenso überdurchschnittlichen Marktvolatilität begleitet, was zu signifikanten, wenn nicht dramatischen zyklischen Schwankungen führen kann. Dies erforderte die Notwendigkeit eines hohen Grades an Flexibilität und Innovation, um sich ständig an das schnelle Tempo des Veränderung des Marktes anzupassen, da viele Produkte, die Halbleitergeräte einbetten, häufig einen sehr kurzen Lebenszyklus haben.
Gleichzeitig ist die Rate der ständigen Preis-Leistungs-Verbesserung in der Halbleiterindustrie erstaunlich. Infolgedessen treten Änderungen auf dem Halbleitermarkt nicht nur extrem schnell auf, sondern erwarten auch Veränderungen in Branchen, die sich in langsamerem Tempo entwickeln. Die Halbleiterindustrie ist allgemein als wichtiger Treiber- und Technologie -Enabler für die gesamte Wertschöpfungskette von Elektronik anerkannt.[10]
Die Branche basiert auf dem Gießereimodell, was aus ... besteht Halbleiterherstellungsanlagen (Gießereien) und integrierte Kreislaufdesign -Operationen, die jeweils zu getrennten Unternehmen oder Tochterunternehmen gehören. Einige Unternehmen, bekannt als als Hersteller integrierter Gerätesowohl Konstruktionen als auch Herstellung von Halbleitern. Das Foundry -Modell hat dazu geführt Konsolidierung Unter den Gießereien. Ab 2021 können nur drei Unternehmen die fortschrittlichsten Halbleiter herstellen: TSMC von Taiwan, Samsung von Südkorea und Intel aus den Vereinigten Staaten.[11] Ein Teil davon ist auf die hohen Kapitalkosten für den Bau von Gießereien zurückzuführen. Die neueste Fabrik von TSMC, die fähig fähig fähig fähig ist 3 NM -Prozess Halbleiter und im Jahr 2020 abgeschlossen, kostete 19,5 Milliarden US -Dollar.[11]
Intel erwägt, eine Produktion an TSMC zu lagern. Es kann derzeit nur 10 nm Halbleiter produzieren, während TSMC und Samsung beide 5 nm produzieren können.[11] GlobalFoundriesEin Unternehmen mit Hauptsitz in Amerika, der aufgrund der schnell steigenden Entwicklungskosten kleinerer Prozessknoten einen 12-nm-Prozess für seine fortschrittlichsten Chips verwendet.[12]
Halbleiterverkauf
Umsatzerlöse
|
|
Industriesektor | Marktanteil |
---|---|
Computer und zusätzliche Ausrüstung | 32,3% |
Unterhaltungselektronik | 21,2% |
Telecommunications equipment | 16,5% |
Industrielle Elektronik | 14,3% |
Verteidigung und Weltraumindustrie | 11,5% |
Transporttechnologie | 4,2% |
Größte Unternehmen
Rang | 2020[20] | 2018[21] | 2017[21] | 2011[22] | 2006[23] | 2000[23] | 1995[23] | 1992[24] | 1990[23] | 1986[25] | 1985[23] | 1975[25] |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Intel | Samsung | Samsung | Intel | Intel | Intel | Intel | NEC | NEC | NEC | NEC | Ti |
2 | Samsung | Intel | Intel | Samsung | Samsung | Toshiba | NEC | Toshiba | Toshiba | Toshiba | Ti | Motorola |
3 | TSMC | SK Hynix | TSMC | TSMC | Ti | NEC | Toshiba | Intel | Hitachi | Hitachi | Motorola | Philips |
4 | SK Hynix | TSMC | SK Hynix | Ti | Toshiba | Samsung | Hitachi | Motorola | Intel | ? | Hitachi | ? |
5 | Mikron | Mikron | Mikron | Toshiba | St | Ti | Motorola | Hitachi | Motorola | ? | Toshiba | |
6 | Qualcomm | Broadcom | Broadcom | Renesas | Renesas | Motorola | Samsung | Ti | Fujitsu | ? | Fujitsu | |
7 | Broadcom | Qualcomm | Qualcomm | Qualcomm | Hynix | St | Ti | ? | Mitsubishi | ? | Philips | |
8 | Nvidia | Toshiba | Ti | St | Freizusagen | Hitachi | IBM | Mitsubishi | Ti | ? | Intel | |
9 | Ti | Ti | Toshiba | Hynix | NXP | Infineon | Mitsubishi | ? | Philips | ? | National | |
10 | Infineon | Nvidia | Nvidia | Mikron | NEC | Philips | Hyundai | ? | Matsushita | ? | Matsushita |
Anmerkungen:
- Pure-Play-Gießereien - Sie spezialisieren sich auf Gießerei Dienstleistungen. Sie können sowohl Designdiensten Dritten als auch Maske anbieten oder nicht (Maske (Fotomaske) Making-, Halbleiterverpackungs- und Testdienste, die auch an andere Unternehmen ausgelagert werden können. Ein Beispiel ist TSMC, das Design-, Test- und Verpackungsdienste, TCE Phtomasks bietet, das nur Maskenherstellungsergebnisse bietet, und Chipmos, das nur Verpackungs- und Testdienste bietet.
- IDMs (Hersteller integrierter Geräte) - Sie können Gießereidienste anbieten oder nicht.
- Fabeless Lieferanten - Sie bieten keine Gießereianbieter an. Sie können Dritte Design -Dienstleistungen anbieten oder nicht.
Geräteversand
Jahr | Optoelektronik | Sensor / Aktuator | Mosfet[28] |
---|---|---|---|
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[29] | 55.429 | 4,137 | |
2007[30] | 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[31][32] | 217.200 | 17.376 | |
2017–2018 | ? | ? | |
1960–2018 | 1,112.340+ | 87.699+ | 13.000.000.000.000.000 |
Integrierte Schaltkreise
Jahr | MOS -Speicher | MPU / MCU | Analog | Logik | Asic | ASSP | Gesamt |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1960–1991 | ? | 15.000[33] | ? | ? | ? | ? | 350.000[33] |
1992[34] | 3.706 | ||||||
1993[34] | 4.060 | ||||||
1994[34] | 4,938 | ||||||
1995[34] | 6,092 | ||||||
1996[34] | 6,206 | ||||||
1997 | 7,155[35] | ? | ? | ? | ? | ? | 60,100[30] |
1998–1999 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
2000[36] | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 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[29] | 18.201 | 10.755 | 43.020 | 18.200 | 2.482 | 45.501 | 141.600 |
2007[30] | 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[36] | 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[37] | ? | ? | ? | ? | ? |
2015 | ? | 22.058[38] | ? | ? | ? | ? | 235.600[36] |
2016[31][32] | 43.440 | 21.174[38] | 130,320 | 52,128 | ? | ? | 342,416 |
2017 | ? | 25.797[38] | ? | ? | ? | ? | 581,321[39] |
2018 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 634.700[39] |
1960–2018 | 356.879+ | 274,298+ | 635,804+ | 249.852+ | 25.645+ | 541.054+ | 4,043.926+ |
Diskrete Geräte
Jahr | Diskrete Transistoren | Diode | Gesamt | ||
---|---|---|---|---|---|
Leistung | Kleines Signal | Gesamt | |||
1954–1956[41] | ? | ? | 28 | ? | 28+ |
1957[41] | ? | ? | 30 | ? | 30+ |
1958–1962 | ? | ? | ? | ? | ? |
1963[41] | ? | ? | 303 | ? | 303+ |
1964–1965 | ? | ? | ? | ? | ? |
1966[42] | ? | ? | 968 | ? | 968+ |
1967[42] | ? | ? | 881 | ? | 881+ |
1968[42] | ? | ? | 997 | ? | 997+ |
1969[41] | ? | ? | 1,249 | ? | 1,249+ |
1970[42] | ? | ? | 914 | ? | 914+ |
1971[41] | ? | ? | 881 | ? | 881+ |
1972–2001 | ? | ? | ? | ? | ? |
2002 | ? | ? | ? | ? | 232,472 |
2003 | ? | ? | ? | ? | 245,708 |
2004 | ? | ? | ? | ? | 287.901 |
2005 | ? | ? | ? | ? | 290,382 |
2006[29] | ? | ? | ? | ? | 321.820 |
2007[30] | ? | ? | ? | ? | 356,566 |
2008 | ? | ? | ? | ? | 324.301 |
2009 | ? | ? | ? | ? | 289.555 |
2010 | 53.000[43] | ? | 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[36] | 52.000 | 107.000 | 159.000 | 150.000 | 372.000 |
2016[31] | 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+ |
Verkauf
Hersteller mit Hauptsitz an den folgenden Stellen sind die Vertriebsführer in der Pure-Play-Gießerei, Idm (Integrierte Geräteherstellung), Fabless Manufacturing und OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly und Tests) der Branche.[26]
Beachten Sie, dass Hersteller mit Hauptsitz in den USA Herstellungsanlagen auf der ganzen Welt haben, darunter über 50% in der Amerika, 39% in der Asiatisch-pazifik Region (einschließlich 9% in Japan) und 9% in Europa.[26]
Siehe auch
- Elektronische Designautomatisierung
- Liste der Halbleiterherstellungsanlagen
- Gießereimodell
- Halbleiterkonsolidierung
- Herstellung von Halbleitervorrichtungen
- Halbleiterherstellungsanlage
- Semiconductor Industry Association
- Halbleiterindustrie in Indien
- Halbleiterindustrie in Taiwaner
- Halbleiterindustrie in China
- Transistorzahl
Anmerkungen
- ^ Früher Hyundai Elektronik.
- ^ Erworben Elpida -Speicher und Powerchip.
- ^ Früher Toshiba Erinnerung.
- ^ Erworben Maxim integriert.
- ^ Erworben Cypress Semiconductor.
- ^ Früher NEC -Elektronik und Logik -Chip -Unternehmen von Hitachi und Mitsubishi Electric.
- ^ Erworben Chartered Semiconductor Manufacturing.
Verweise
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