تأثير گسترده كمبود تراشه روي صنعت نيمههاديها
در ماه‌هاي گذشته اين سؤال‌ها مهم براي افرادي زيادي به‌وجود آمده است: «چرا در‌حال‌حاضر خريدن بسياري از محصولات فناوري سخت‌تر از گذشته شده است؟» عوامل بالقوه‌اي مانند شيوع ويروس كرونا، اختلالات اقتصادي، اشكالات عملكرد و گزينه‌هاي مشابه، جزو عوامل شناخته‌شده‌‌اي هستند كه تأثيرگذاري آن‌ها بر روند فروش محصولات بر هيچ‌كس پوشيده نيست. بااين‌حال، مباحثه جديدي در‌اين‌ميان به‌وجود آمده است كه روي مسائل و اشكالات ذكر‌شده تأثير مستقيم مي‌گذارد. اگر بخواهيم به‌طور‌خلاصه اين اشكال را مطرح كنيم، بايد بگوييم روي ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري به‌اندازه‌ي كافي سرمايه‌گذاري نمي‌شود. مطمئنا اين توضيح كوتاه براي فهميدن عمق اشكال به‌هيچ‌وجه كافي نيست؛ به‌همين‌دليل، در مقاله‌ي حاضر دليل ايجاد اين مسئله را كاملا شرح مي‌دهيم.
به‌گزارش خبرگزاري extremetech، امروزه سيليكون پيشرو به‌طور‌مداوم روي ويفرهاي ۳۰۰ ميلي‌متري توليد مي‌شود. در چند دهه گذشته، توليدكنندگان اندازه ويفرهاي بزرگ‌تري معرفي كرده‌اند كه از آن‌ها مي‌توان به گزينه‌هاي ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ ميلي‌متري اشاره كرد كه هر‌كدام از آن‌ها در بازه‌هاي مختلف استاندارد بوده‌اند. مدت‌ها است كه در ميان علاقه‌مندان به رايانه‌هاي شخصي، ويفرهاي ۳۰۰ ميلي‌متري برتر از ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري محسوب مي‌شوند؛ زيرا بزرگ‌تر‌بودن ويفر باعث كاهش ضايعات مي‌شود و معمولا از‌انديشه متخصصين تراشههاي توليدي در روز، توليد ريخته‌گري را بهبود مي‌بخشد.
هنوز تعداد ريخته‌گري‌هاي تجاري اختصاص‌داده‌شده به‌اندازه‌ي ويفرهاي ۱۵۰ ميلي‌متري يا كوچك‌تر كم است؛ اما تعدادي از ريخته‌گري‌ها همچنان خطوط توليد نمونه‌هاي ۲۰۰ ميلي‌متري دارند. هر دو شركت‌هاي TSMC و سامسونگ گره (node) و تعدادي خط‌توليد مربوط به ريخته‌گري رديف دوم را ارائه مي‌دهند. علاوه‌بر‌اين، GlobalFoundries مانند SMIC ،UMC ،TowerJazz و SkyWater از امكانات مورد‌نياز براي ساخت ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري برخوردار است. بسياري از تراشههاي اينترنت اشياء و 5G مانند پردازنده‌ي آنالوگ و دستگاه‌هاي MEMS و RF روي ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري ساخته شده‌اند.
قسمت‌هايي كه درباره‌ي آن‌ها صحبت مي‌كنيم، ازجمله كارت‌هاي گرافيك، پردازنده‌هاي دسكتاپ و موبايل، مودم‌هاي سلولي پيشرفته و ساير محصولات مشابه تنها قسمتي از مصارف وسيع سيليكون است كه در دستگاه‌ها تعبيه مي‌شود. شركت‌هايي وجود دارند كه ممكن است شما حتي اسمشان را هم نشنيده باشيد و آن‌ها وظيفه‌ي ساخت ويفرهاي مختلف در خط‌توليدهاي كوچك‌تر و قديمي را برعهده دارند. دنياي اين محصولات بسيار گسترده است؛ ولي ازآنجاكه تنها شركت‌ها نيازمند قطعات ساخته‌شده هستند، همه‌ي افراد جامعه متوجه اهميت آن‌ها نمي‌شوند.
قرار بود ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري با ورود مدل‌هاي ۳۰۰ ميلي‌متري از بين بروند و اين امر بين سال‌هاي ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۴ كارساز بود؛ اما پس‌از‌آن روند معكوس شد. مشتريان دوست دارند روي خطوط فاب ۲۰۰ ميلي‌متري كار كنند؛ زيرا فناوري‌هاي توليد بسيار بالغ هستند و هزينه‌هاي آن‌ها ارزان‌تر است. بسياري از مشتريان از انتقال به مدل‌هاي ديگر سود زيادي نمي‌برند و مي‌خواهند به طرح‌هاي قبلي‌شان پايبند بمانند؛ بنابراين، بسياري از حسگرهاي اينترنت اشياء و محصولات مشابه در گره‌هاي فرايندي نسبتا بزرگ ساخته مي‌شوند. با افزايش تقاضا براي اين محصولات، ظرفيت ويفر ۲۰۰ ميلي‌متري براي رزرو دشوار شده است. كارخانه‌هاي بزرگ ريخته‌گري مانند TSMC براي افزودن ظرفيت جديد ۲۰۰ ميلي‌متري كُند بوده‌اند و استفاده از ويفر ۲۰۰ ميلي‌متري قبل از شيوع ويروس كرونا در بسياري از كارخانه‌ها زياد بود.
در مقاله‌ي حاضر، قصد نداريم اين تصور را ايجاد كنيم كه به‌معناي واقعي كلمه هر ريخته‌گري با ظرفيت ويفر ۲۰۰ ميلي‌متري به‌پايان راهش مي‌رسد؛ اما بايد به اين موضوع نيز توجه كرد كه براي حمل‌و‌نقل طرح‌ها به فاب جديد زمان و هزينه‌ي زيادي لازم است. شركتي با تراشه‌ي طراحي‌شده براي خط‌توليد Foundry A به‌منظور حمل‌و‌نقل همان تراشه به Foundry B احتمالا با هزينه‌هاي هنگفتي روبه‌رو خواهد شد. در برخي مواقع، شركت بيشتر از آنچه قرار است از فروش محصول به‌دست بياورد، براي انتقال تراشه به ريخته‌گري جديد هزينه مي‌كند. اين مسئله مطمئنا براي سودآوري شركت و هزينه‌هاي خالص آن اشكال‌ساز خواهد شد؛ اما كارخانه‌هاي ريخته‌گري خالص با تعداد مناسبي از ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري اشكال زيادي براي پركردن ظرفيت‌هاي خود ندارند.
شيوع ويروس كرونا براي بسياري از مردم آمريكا و سراسر جهان به‌طرز وحشتناكي ناخوشايند بوده است؛ اما صنعت ساخت نيمههاديها جزو معدود نقطه‌هاي روشني بوده است كه هنوز مي‌توان به پيشرفتش اعتماد كرد. اين موضوع به‌معناي تقاضاي اضافي براي انواع مختلف تراشه‌ها است كه فشار بر زنجيره‌ي تأمين را كه از قبل در حال اجرا بود، با بيشترين سرعت ممكن افزايش مي‌دهد. ريستو پوكهكا، رئيس VLSI Research، به يكي از خبرگزاري‌هاي معروف فناوري گفت:
امسال وضعيت جالبي در صنعت ساخت نيمههاديها به‌وجود آمده است. نه‌تنها براي ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري تقاضا وجود دارد؛ بلكه اين امر به‌طور‌كلي تقريبا براي همه‌ي محصولات پيشرفته و ويژه نيز صدق مي‌كند. اين محصولات كالاهايي مانند باتري، حسگرهاي تصوير CMOS ،RF و... را شامل مي‌شود. البته متأسفانه همه‌ي بخش‌هاي اين صنعت با افزايش تقاضا و پيشرفت روبه‌رو نبوده‌اند. سال ۲۰۲۰ براي بعضي از شركت‌ها سال سختي بوده است. بازار كالاهاي مربوط به صنعت و خودرو و برق روزهاي سختي را پشت‌سر گذاشته‌اند؛ زيرا به‌طو مستقيم تحت‌تأثير شيوع ويروس كرونا قرار گرفته و در بعضي بخش‌ها حتي با ضرر مواجه شده‌اند. در‌عين‌حال، ريخته‌گري‌ها در حال رونق هستند.
تقاضا براي تراشههاي واي‌فاي و بلوتوث سر‌به‌فلك كشيده و به كمبود هر دو منجر شده است. تقاضا براي وسايل الكترونيكي خودرو سريع‌تر از حد انتظار افزايش يافته است. هواوي اوايل سال جاري، يعني كمي پيش از اينكه در اوايل سپتامبر دچار اشكالات اقتصادي شود، بخش عظيمي از ظرفيت توليد را به خود جلب كرد و توليدكنندگاني مانند شيائومي سعي كردند با افزايش سفارش‌هاي قطعات خود، از ضعف اين شركت استفاده كنند. همچنين در ايالات متحده‌ي آمريكا، تقاضا براي رايانه‌هاي شخصي بسيار بيشتر شده است.
مطالب گفته‌شده در اين مقاله ممكن است بخشي از پاسخ به اين پرسش باشد كه چرا در‌حال‌حاضر تهيه‌ي تجهيزات مرتبط با تكنولوژي بسيار دشوار است. اين اشكال صرفا به اين دليل نيست كه شيوع ويروس كرونا باعث شده عرضه با اشكال مواجه شود؛ بلكه به اين دليل است كه پيامدهاي اين بيماري هم‌زمان تقاضا را نيز از بين مي‌برد. حال تنها كافي است براي فهميدن اينكه چرا در‌حال‌حاضر بازار جهاني مانند گذشته روان نيست، مباحث مطرح‌شده را با مسائلي مانند نياز متخصصان به لپ‌تاپ براي كار از خانه يا درس‌خواندنِ مجازي، عرضه‌ي كنسول‌هاي جديد، از راه رسيدن كارت گرافيك مورد‌انتظار، تحريم هواوي، ويروس كرونا و كمبود كلي ويفرهاي ۲۰۰ ميلي‌متري تركيب كنيد.
مسئولان مرتبط تلاش مي‌كنند اين اشكالات را رفع كنند؛ اما تأثير منفي ايجاد‌شده به‌گونه‌اي است كه احتمالا براي حل‌شدن مسائل به ماه‌ها زمان نياز باشد. انديشه متخصصينات شما متخصصان اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران در‌اين‌باره چيست؟
هم انديشي ها