Halbleiter
Was ist ein Halbleiter?
Ein Halbleiter ist ein Materialprodukt, das normalerweise aus Silizium besteht, das Elektrizität besser leitet als ein Isolator wie Glas, aber weniger als ein reiner Leiter wie Kupfer oder Aluminium. Ihre Leitfähigkeit und andere Eigenschaften können durch das Einbringen von Verunreinigungen, Dotierung genannt, verändert werden, um die spezifischen Anforderungen der elektronischen Komponente zu erfüllen, in der sie sich befinden.
Halbleiter, auch Halbzeuge oder Chips genannt, sind in Tausenden von Produkten wie Computern, Smartphones,. Haushaltsgeräten, Gaming-Hardware und medizinischen Geräten zu finden.
Halbleiter verstehen
Halbleiterbauelemente können eine Reihe nützlicher Eigenschaften aufweisen, z. B. einen variablen Widerstand, einen leichteren Stromfluss in eine Richtung als in die andere und eine Reaktion auf Licht und Wärme. Ihre eigentliche Funktion umfasst die Verstärkung von Signalen, das Schalten und die Energieumwandlung. Daher sind sie in fast allen Branchen weit verbreitet und die Unternehmen, die sie herstellen und testen, gelten als hervorragende Indikatoren für die Gesundheit der Gesamtwirtschaft.
Arten von Halbleitern
Im Großen und Ganzen lassen sich Halbleiter in vier Hauptproduktkategorien einteilen:
Erinnerung
Speicherchips dienen als temporäre Speicher für Daten und leiten Informationen an und von den Gehirnen von Computergeräten weiter. Die Konsolidierung des Speichermarktes setzt sich fort und treibt die Speicherpreise so tief, dass es sich nur wenige Giganten wie Toshiba, Samsung und NEC leisten können, im Spiel zu bleiben.
Mikroprozessoren
Dies sind zentrale Verarbeitungseinheiten, die die grundlegende Logik zum Ausführen von Aufgaben enthalten. Intels Dominanz im Mikroprozessorsegment hat fast jeden anderen Konkurrenten, mit Ausnahme von Advanced Micro Devices, aus dem Mainstream-Markt und in kleinere Nischen oder ganz andere Segmente gedrängt.
Commodity Integrated Circuit
Diese werden manchmal als „Standard-Chips“ bezeichnet und in großen Chargen für routinemäßige Verarbeitungszwecke hergestellt. Dieses von sehr großen asiatischen Chipherstellern dominierte Segment bietet hauchdünne Gewinnspannen, um die nur die größten Halbleiterunternehmen konkurrieren können.
Komplexer SOC
Bei „System on a Chip“ geht es im Wesentlichen um die Erstellung eines Chips mit integrierter Schaltung, auf dem sich die Fähigkeiten eines ganzen Systems befinden. Der Markt dreht sich um die wachsende Nachfrage nach Verbraucherprodukten, die neue Funktionen und niedrigere Preise kombinieren. Da die Türen zu den Märkten für Speicher, Mikroprozessoren und integrierte Standardschaltkreise fest verschlossen sind, ist das SOC-Segment wohl das einzige, das noch genügend Gelegenheit hat, eine breite Palette von Unternehmen anzuziehen.
Die Halbleiterindustrie
Der Erfolg in der Halbleiterindustrie hängt von der Entwicklung kleinerer, schnellerer und billigerer Produkte ab. Der Vorteil der Winzigkeit besteht darin, dass mehr Leistung auf demselben Chip untergebracht werden kann. Je mehr Transistoren auf einem Chip sind, desto schneller kann er seine Arbeit erledigen. Dies führt zu einem harten Wettbewerb in der Branche und neue Technologien senken die Produktionskosten pro Chip.
Dies führte zu den als Moores Gesetz bezeichneten Beobachtungen,. die besagen, dass sich die Anzahl der Transistoren in einer dichten integrierten Schaltung etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Die Beobachtung ist nach Gordon Moore, dem Mitbegründer von Fairchild Semiconductor und Intel, benannt, der 1965 eine Abhandlung verfasste, in der sie beschrieben wurde. Heutzutage wird die Verdopplungsperiode oft mit 18 Monaten angegeben – die Zahl, die von Intel-Manager David House genannt wird.
Infolgedessen stehen die Chiphersteller unter ständigem Druck, etwas Besseres und sogar Billigeres zu entwickeln, als das, was noch vor wenigen Monaten den Stand der Technik definierte. Daher müssen Halbleiterunternehmen große Forschungs- und Entwicklungsbudgets unterhalten. Der Halbleitermarktforschungsverband IC Insights berichtete, dass Halbleiterunternehmen die Forschungs- und Entwicklungsbudgets im Jahr 2022 voraussichtlich um 9 % erhöhen werden. Sie prognostizierten auch, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) zwischen 2022 und 2026 ebenfalls um etwa 5,5 % steigen wird.
Traditionell kontrollierten Halbleiterunternehmen den gesamten Produktionsprozess, vom Design bis zur Fertigung. Doch viele Chiphersteller delegieren jetzt immer mehr Produktion an andere in der Branche. Gießereiunternehmen, deren einziges Geschäft die Fertigung ist, sind in letzter Zeit in den Vordergrund gerückt und bieten attraktive Outsourcing-Optionen. Neben den Foundries beginnen die Reihen der immer spezialisierteren Designer und Chiptester zu schwellen. Chip-Unternehmen werden schlanker und effizienter. Die Chips-Produktion ähnelt jetzt einer Gourmet-Restaurantküche, in der sich Köche anstellen, um der Mischung genau die richtige Würze hinzuzufügen.
In den 1980er Jahren lebten die Chiphersteller mit Ausbeuten (Anzahl der betriebsbereiten Geräte von allen hergestellten) von 10-30 %.
Untersuchungen von Bloomberg 2021 wiesen darauf hin, dass Chiphersteller auf Renditen (Anzahl der betriebsbereiten Geräte von allen hergestellten) von nicht weniger als 90 % abzielen. Dies erfordert sehr aufwendige Herstellungsverfahren. Infolgedessen führen viele Halbleiterunternehmen Design und Marketing durch, entscheiden sich jedoch dafür, einen Teil oder die gesamte Fertigung auszulagern . Diese Unternehmen, die als Fabless -Chiphersteller bekannt sind, haben ein hohes Wachstumspotenzial, da sie nicht durch den Overhead belastet werden, der mit der Herstellung oder „Fertigung“ verbunden ist.
Investieren in die Halbleiterindustrie
Abgesehen von der Investition in einzelne Unternehmen gibt es mehrere Möglichkeiten, die Anlageperformance des gesamten Sektors zu überwachen. Dazu gehören die Benchmark PHLX Semiconductor Index,. bekannt als SOX, sowie seine derivativen Formen in börsengehandelten Fonds. Es gibt auch Indizes, die den Sektor nach Chipherstellern und Chipausrüstungsherstellern aufschlüsseln. Letzteres entwickelt und vertreibt Maschinen und andere Produkte zum Design und Testen von Halbleitern.
Darüber hinaus sind bestimmte Märkte in Übersee, wie Taiwan, Südkorea und in geringerem Maße Japan, stark von Halbleitern abhängig, und daher liefern ihre Indizes auch Hinweise auf die Gesundheit der globalen Industrie.
Besondere Erwägungen für Investitionen in Halbleiter
Wenn sich Halbleiterinvestoren an eines erinnern können, dann die Tatsache, dass die Halbleiterindustrie sehr zyklisch ist. Halbleiterhersteller erleben häufig „Boom-and-Bust“-Zyklen, die auf der zugrunde liegenden Nachfrage nach chipbasierten Produkten basieren. In guten Zeiten können die Gewinnspannen für Chiphersteller sehr hoch sein; Wenn die Nachfrage jedoch zurückgeht, können die Chippreise dramatisch sinken und erhebliche Auswirkungen auf die Lieferketten vieler Branchen haben.
Die Nachfrage folgt in der Regel der Endmarktnachfrage nach PCs, Mobiltelefonen und anderen elektronischen Geräten. In guten Zeiten können Unternehmen wie Intel und Toshiba Mikrochips nicht schnell genug produzieren, um die Nachfrage zu befriedigen. Wenn die Zeiten hart sind, können sie geradezu brutal sein. Langsame PC-Verkäufe können beispielsweise die Branche – und ihre Aktienkurse – ins Trudeln bringen.
Gleichzeitig macht es keinen Sinn, vom „Chip-Zyklus“ zu sprechen, als wäre es ein Ereignis singulärer Natur. Während Halbleiter im Grunde immer noch ein Rohstoffgeschäft sind, sind seine Endmärkte so zahlreich – PCs, Kommunikationsinfrastruktur, Automobil, Konsumgüter usw. –, dass es unwahrscheinlich ist, dass Überkapazitäten in einem Bereich das ganze Haus zum Einsturz bringen werden.
Die Risiken der Zyklizität
Überraschenderweise kann die Zyklizität der Branche Anlegern ein gewisses Maß an Trost bieten. In einigen anderen Technologiesektoren, wie Telekommunikationsausrüstung, kann man nie ganz sicher sein, ob das Schicksal zyklisch oder langfristig ist. Im Gegensatz dazu können sich Anleger ziemlich sicher sein, dass der Markt irgendwann in nicht allzu ferner Zukunft drehen wird.
Die Zyklizität bietet zwar einen gewissen Trost, birgt aber auch ein Risiko für Anleger. Chiphersteller müssen routinemäßig an Glücksspielen mit hohen Einsätzen teilnehmen. Das große Risiko besteht darin, dass es nach einem großen Entwicklungsprojekt viele Monate oder sogar Jahre dauern kann, bis Unternehmen feststellen, ob sie den Jackpot geknackt oder alles verspielt haben. Eine Ursache für die Verzögerung ist die verflochtene, aber fragmentierte Struktur der Branche: Unterschiedliche Branchen haben zu unterschiedlichen Zeiten Hoch- und Tiefststände erreicht.
So kommt der Tiefpunkt für Foundries oft viel früher als für Chipdesigner. Ein weiterer Grund ist die lange Vorlaufzeit der Industrie : Es dauert Jahre, einen Chip zu entwickeln oder eine Gießerei zu bauen, und noch länger, bis die Produkte Geld verdienen.
Halbleiterunternehmen stehen vor dem klassischen Rätsel, ob die Technologie den Markt oder der Markt die Technologie antreibt. Investoren sollten erkennen, dass beides für die Halbleiterindustrie Gültigkeit hat.
Da Unternehmen einen großen Teil ihres Umsatzes für Forschung und Entwicklung ausgeben, deren Amortisation mehrere Monate oder sogar Jahre dauern kann – und manchmal nicht einmal dann, wenn die Technologie fehlerhaft ist – sollten Anleger vorsichtig sein mit Aussagen von Unternehmen, die behaupten, dies zu haben neueste und beste Technologie in der Halbleiterindustrie.
Häufig gestellte Fragen zu Halbleitern
Wie unterscheidet sich ein Halbleiter von einem Leiter oder einem Isolator?
Ein Halbleiter fungiert im Wesentlichen als Hybrid aus einem Leiter und einem Isolator. Während Leiter Materialien mit hoher Leitfähigkeit sind, die den Ladungsfluss ermöglichen, wenn eine Spannung angelegt wird, und Isolatoren keinen Stromfluss zulassen, fungieren Halbleiter bei Bedarf abwechselnd als Isolator und Leiter.
Was ist ein Halbleiter vom N-Typ?
Ein Halbleiter vom n-Typ ist ein mit Verunreinigungen gemischter Halbleiter, der fünfwertige unreine Atome wie Phosphor, Arsen, Antimon, Wismut verwendet.
Was ist ein Halbleiter vom P-Typ?
Ein Halbleiter vom p-Typ ist eine Art von extrinsischem Halbleiter, der dreiwertige Verunreinigungen wie Bor und Aluminium enthält, die die Leitfähigkeit eines normalen Halbleiters erhöhen, der nur aus Silizium besteht.
Was ist ein intrinsischer Halbleiter?
Ein intrinsischer oder reiner Halbleiter ist ein Halbleiter, dem keine Verunreinigungen oder Dotierstoffe hinzugefügt wurden, wie im Fall von p-Typ- und n-Typ-Halbleitern. Bei intrinsischen Halbleitern sind die Anzahl der angeregten Elektronen und die Anzahl der Löcher gleich: n = p.
Höhepunkte
Die Halbleiterindustrie lebt – und stirbt – nach einem einfachen Credo: kleiner, schneller und billiger.
Anleger sollten bedenken, dass die Halbleiterindustrie sehr zyklisch ist und periodischen Booms und Krisen unterliegt.
Ein Halbleiter, der in Tausenden von elektronischen Produkten zu finden ist, ist ein Material, das Elektrizität besser leitet als ein Isolator, aber weniger als ein reiner Leiter.
Es gibt vier Grundtypen von Halbleitern.
Abgesehen von der Investition in bestimmte Unternehmen, die Halbleiter herstellen, gibt es auch ETFs, Indexfonds und Indizes, die den Sektor in Chiphersteller und Chipausrüstungshersteller unterteilen.
