Hálfleiðari
Hvað er hálfleiðari?
Hálfleiðari er efnisvara sem venjulega samanstendur af sílikoni, sem leiðir rafmagn meira en einangrunarefni, eins og gler, en minna en hreinn leiðari, eins og kopar eða ál. Hægt er að breyta leiðni þeirra og öðrum eiginleikum með innleiðingu óhreininda, sem kallast lyfjamisnotkun, til að mæta sérstökum þörfum rafeindahlutans sem hann er í.
Einnig þekktir sem hálfleiðarar, eða flís, er hægt að finna hálfleiðara í þúsundum vara eins og tölvum, snjallsímum,. tækjum, leikjavélbúnaði og lækningatækjum.
Að skilja hálfleiðara
Hálfleiðaratæki geta sýnt ýmsa gagnlega eiginleika eins og að sýna breytilegt viðnám, flytja straum auðveldara í eina átt en hina og bregðast við ljósi og hita. Raunveruleg virkni þeirra felur í sér mögnun merkja, skiptingu og orkubreytingu. Þess vegna finna þeir útbreidda notkun í næstum öllum atvinnugreinum og fyrirtækin sem framleiða og prófa þá eru talin vera framúrskarandi vísbendingar um heilsu hagkerfisins í heild.
Tegundir hálfleiðara
Í stórum dráttum falla hálfleiðarar í fjóra megin vöruflokka:
###Minni
Minniskubbar þjóna sem tímabundin geymsla gagna og senda upplýsingar til og frá heila tölvutækja. Samþjöppun minnismarkaðarins heldur áfram og gerir minnisverð svo lágt að aðeins fáir risar eins og Toshiba, Samsung og NEC hafa efni á að vera áfram í leiknum.
Örgjörvar
Þetta eru miðlægar vinnslueiningar sem innihalda grunnrökfræði til að framkvæma verkefni. Yfirráð Intel á örgjörvahlutanum hefur þvingað næstum alla aðra keppinauta, að undanskildum háþróuðum örtækjum, út af almennum markaði og inn í smærri sess eða mismunandi hluta með öllu.
Vörusamþættur hringrás
Stundum kallaðir „venjulegir flísar“, þær eru framleiddar í risastórum lotum í venjulegri vinnslu. Þessi hluti, sem einkennist af mjög stórum asískum flísaframleiðendum, býður upp á hnífþunna hagnaðarmun sem aðeins stærstu hálfleiðarafyrirtækin geta keppt um.
###Flókið SOC
„Kerfi á flís“ snýst í meginatriðum um að búa til samþættan hringrásarkubb með getu heils kerfis á henni. Markaðurinn snýst um vaxandi eftirspurn eftir neysluvörum sem sameina nýja eiginleika og lægra verð. Með hurðirnar að markaðnum fyrir minni, örgjörva og samþætta rafrásamarkaði þétt lokaðar er SOC-hlutinn að öllum líkindum sá eini sem eftir er með næg tækifæri til að laða að fjölbreytt úrval fyrirtækja.
Hálfleiðaraiðnaðurinn
Árangur í hálfleiðaraiðnaði er háður því að búa til smærri, hraðari og ódýrari vörur. Kosturinn við að vera pínulítill er að hægt er að setja meira afl á sama flís. Því fleiri smári á flís, því hraðar getur hann unnið verk sitt. Þetta skapar harða samkeppni í greininni og ný tækni lækkar framleiðslukostnað á hverja flís.
Þetta leiddi til athugana sem kallast Moore's Law,. sem segir að fjöldi smára í þéttri samþættri hringrás tvöfaldast um það bil á tveggja ára fresti. Athugunin er kennd við Gordon Moore, meðstofnanda Fairchild Semiconductor og Intel, sem skrifaði grein sem lýsir henni árið 1965. Nú á dögum er tvöföldunartímabilið oft nefnt sem 18 mánuðir - sú tala sem David House, framkvæmdarstjóri Intel, vitnar í.
Þess vegna er stöðugur þrýstingur á flísaframleiðendur að koma með eitthvað betra og jafnvel ódýrara en það sem skilgreindi nýjustu tækni aðeins nokkrum mánuðum áður. Þess vegna þurfa hálfleiðarafyrirtæki að halda uppi stórum rannsóknar- og þróunaráætlunum. Samtök hálfleiðaramarkaðsrannsókna, IC Insights, greindu frá því að hálfleiðarafyrirtæki muni auka fjárveitingar til rannsókna og þróunar um 9% árið 2022. Þeir spáðu einnig að samsettur árlegur vöxtur (CAGR) myndi einnig vaxa um 5,5% á milli 2022 og 2026.
Hefð er fyrir því að hálfleiðarafyrirtæki stjórnuðu öllu framleiðsluferlinu, frá hönnun til framleiðslu. Samt eru margir flísaframleiðendur nú að framselja fleiri og meiri framleiðslu til annarra í greininni. Steypufyrirtæki, sem hafa eingöngu framleiðsla, hafa nýlega komið fram á sjónarsviðið og boðið upp á aðlaðandi útvistunarmöguleika. Auk steypustöðva er röð sífellt sérhæfðari hönnuða og flísaprófara farin að vaxa. Flísfyrirtæki eru að verða grannari og skilvirkari. Flísframleiðsla líkist nú sælkera eldhúsi þar sem matreiðslumenn stilla sér upp til að bæta réttu kryddi í blönduna.
Á níunda áratugnum bjuggu flísaframleiðendur við ávöxtun (fjöldi rekstrartækja af öllum framleiddum) upp á 10-30%.
Bloomberg 2021 rannsóknir bentu til þess að flísaframleiðendur skutu eftir ávöxtun (fjöldi rekstrartækja af öllum framleiddum) ekki minna en 90%. Þetta krefst mjög dýrra framleiðsluferla. Fyrir vikið sjá mörg hálfleiðarafyrirtæki um hönnun og markaðssetningu en velja að útvista framleiðslunni að hluta eða öllu leyti. Þessi fyrirtæki, þekkt sem fableless flísframleiðendur,. hafa mikla vaxtarmöguleika vegna þess að þau eru ekki íþyngd af kostnaði sem tengist framleiðslu, eða "smíði."
Fjárfesting í hálfleiðaraiðnaðinum
Fyrir utan að fjárfesta í einstökum fyrirtækjum eru nokkrar leiðir til að fylgjast með fjárfestingarárangri heildargeirans. Þar á meðal er viðmiðunarvísitalan PHLX hálfleiðaravísitalan,. þekkt sem SOX, sem og afleiðuform hennar í kauphallarsjóðum. Einnig eru til vísitölur sem sundurliða geirann í flísaframleiðendur og flísabúnaðarframleiðendur. Hið síðarnefnda þróar og selur vélar og aðrar vörur sem notaðar eru til að hanna og prófa hálfleiðara.
Að auki eru ákveðnir erlendir markaðir, eins og Taívan, Suður-Kórea og í minna mæli Japan, mjög háðir hálfleiðurum og því gefa vísitölur þeirra einnig vísbendingar um heilsu heimsins .
Sérstök atriði fyrir hálfleiðarafjárfestingu
Ef hálfleiðarafjárfestar geta munað eitt ætti það að vera að hálfleiðaraiðnaðurinn er mjög sveiflukenndur. Hálfleiðaraframleiðendur sjá oft „uppsveiflu og brjóst“ hringrás sem byggir á undirliggjandi eftirspurn eftir vörum sem byggja á flís. Þegar tímar eru góðir getur hagnaðarframlegð verið mjög há fyrir flísaframleiðendur; Þegar eftirspurn minnkar getur flísaverð hins vegar lækkað verulega og haft mikil áhrif á aðfangakeðjur margra atvinnugreina.
Eftirspurn fylgir venjulega eftirspurn á lokamarkaði eftir einkatölvum, farsímum og öðrum rafeindabúnaði. Þegar tímar eru góðir geta fyrirtæki eins og Intel og Toshiba ekki framleitt örflögur nógu hratt til að mæta eftirspurn. Þegar tímarnir eru erfiðir geta þeir verið beinlínis grimmir. Hæg sala á tölvum getur til dæmis komið iðnaðinum — og hlutabréfaverði hans — í hnút.
Á sama tíma er ekki skynsamlegt að tala um "flísahringinn" eins og um sé að ræða atburð af einstökum toga. Þó að hálfleiðarar séu enn hrávörufyrirtæki í hjartanu, eru endamarkaðir þess svo margir—tölvur, fjarskiptainnviðir, bíla, neysluvörur o.s.frv.— að það er ólíklegt að umframgeta á einu svæði muni draga allt húsið niður.
Áhættan af sveiflukennd
Það kemur á óvart að sveiflukennd greinarinnar getur veitt fjárfestum ákveðinn þægindi. Í sumum öðrum tæknigeirum, eins og fjarskiptabúnaði, er aldrei hægt að vera alveg viss um hvort auður sé sveiflukenndur eða veraldlegur. Aftur á móti geta fjárfestar verið næstum vissir um að markaðurinn muni snúast á einhverjum tímapunkti í ekki svo fjarlægri framtíð.
Þó að sveiflukennd veiti nokkur þægindi, skapar það einnig áhættu fyrir fjárfesta. Flísaframleiðendur verða reglulega að taka þátt í fjárhættuspilum með háum húfi. Stóra áhættan stafar af því að það getur tekið marga mánuði, jafnvel ár, eftir stórt þróunarverkefni fyrir fyrirtæki að komast að því hvort þau hafi dottið í lukkupottinn, eða slegið í gegn. Ein orsök tafarinnar er samofin en sundurlaus uppbygging iðnaðarins: Mismunandi geirar ná hámarki og botn á mismunandi tímum.
Til dæmis kemur lágpunkturinn fyrir steypur oft mun fyrr en fyrir flísahönnuði. Önnur ástæða er langur afgreiðslutími iðnaðarins : Það tekur mörg ár að þróa flís eða byggja steypu, og jafnvel lengur áður en vörurnar græða peninga.
Hálfleiðarafyrirtæki standa frammi fyrir þeirri klassísku gátu hvort það sé tæknin sem knýr markaðinn eða markaðurinn sem knýr tæknina áfram. Fjárfestar ættu að viðurkenna að báðir hafa gildi fyrir hálfleiðaraiðnaðinn.
Vegna þess að fyrirtæki eyða miklum tekjum í rannsóknir og þróun sem getur tekið nokkra mánuði eða jafnvel ár að borga sig – og stundum ekki einu sinni þá ef tæknin er gölluð – ættu fjárfestar að vera á varðbergi gagnvart fullyrðingum fyrirtækja sem segjast hafa nýjustu og bestu tækni í hálfleiðaraiðnaðinum.
Algengar spurningar um hálfleiðara
Hvernig er hálfleiðari frábrugðinn leiðara eða einangrunarefni?
Hálfleiðari virkar í raun sem blendingur af leiðara og einangrunarefni. Þar sem leiðarar eru efni með mikla leiðni sem leyfa flæði hleðslu þegar beitt er með spennu, og einangrunartæki leyfa ekki straumflæði, virka leiðarar til skiptis sem einangrunarefni og leiðari þar sem þörf krefur.
Hvað er N-Type hálfleiðari?
N-gerð hálfleiðari er óhreinindi blandaður hálfleiðari sem notar fimmgild óhrein atóm eins og fosfór, arsen, antímon, bismút.
Hvað er P-gerð hálfleiðari?
P-gerð hálfleiðari er tegund ytri hálfleiðara sem inniheldur þrígild óhreinindi eins og bór og ál sem eykur leiðnistig venjulegs hálfleiðara eingöngu úr sílikoni.
Hvað er innri hálfleiðari?
Innri eða hreinn hálfleiðari er hálfleiðari sem hefur engin óhreinindi eða dópefni bætt við sig, eins og þegar um p-gerð og n-gerð hálfleiðara er að ræða. Í innri hálfleiðurum er fjöldi spenntra rafeinda og fjöldi hola jöfn: n = p.
##Hápunktar
Hálfleiðaraiðnaðurinn lifir—og deyr—af einfaldri trú: minni, hraðari og ódýrari.
Fjárfestar ættu að hafa í huga að hálfleiðaraiðnaðurinn er mjög sveiflukenndur, háður reglubundnum uppsveiflu og uppsveiflu.
Finnast í þúsundum rafeindavara, hálfleiðari er efni sem leiðir rafmagn meira en einangrunarefni en minna en hreinn leiðari.
Það eru fjórar grunngerðir af hálfleiðurum.
Fyrir utan að fjárfesta í sérstökum fyrirtækjum sem framleiða hálfleiðara, þá eru einnig til ETFs, vísitölusjóðir og vísitölur sem sundurliða geirann niður í flísaframleiðendur og flísabúnaðarframleiðendur.
