ریزتراشه یا میکروچیپ یا به بیان دیگر IC قطعه‌ای فشرده است که از مدارهای الکترونیکی تشکیل شده است. در صورتی که یک میکروچیپ را با یک دستگاه میکروسکوپی مشاهده کنید، مدارهای پیچیده و منظمی را درون آن خواهید دید که برای طراحی هر بخش آن ماه‌ها و سال‌ها زمان صرف شده است. میکروچیپ‌ها بخش الزامی از دنیای پیشرفته امروزی به شمار می‌روند که در صورت نبود آن‌ها یا کمبود عرضه، دنیای امروزی با مشکلات زیادی مواجه خواهد شد. ریزتراشه یا میکروچیپ چیست؟ سوالی که در این مطلب قصد پاسخ به آن را داریم.
تاریخچه ساخت ریزتراشه‌ها
شاید به صورت اتفاقی تصویر مدارهای تلویزیون‌های لامپی یا رادیوهای قدیمی را دیده باشید. این دستگاه‌ها که در زمان خود از پیشرفته‌ترین محصولات الکترونیکی بودند، طرفداران زیادی داشتند و بخش بزرگی از زندگی مردم را تشکیل می‌دادند. با این حال، از زمان ابداع تلویزیون‌های لامپی که اندازه بزرگی داشتند، دانشمندان یک عیب بزرگ برای این محصولات بیان می‌کردند که در واقع همان اندازه آن‌ها بود.
مدارهایی که در این دستگاه‌ها به کار می‌رفتند در اندازه بزرگ طراحی می‌شدند و به دلیل فناوری آن زمان، امکان مجتمع سازی بخش‌های مختلف مدار و کوچک کردن صفحه نمایش فراهم نبود. بسیار جالب می‌شد اگر بتوان مدارهای چند سانتی متری را در آن زمان در یک پکیج مجتمع و در اندازه چند میلی متری و حتی چند میکرو متری جای داد. در این صورت دست مهندسان الکترونیک هم بازتر بود تا بتوانند مدارهای بیشتر و بخش‌های اضافی را در یک دستگاه الکترونیکی بگنجانند.
تمامی این نیازها باعث شدند تا متخصصان الکترونیک در دهه ۶۰ میلادی شروع به طراحی مدارهای مجتمعی کنند که در مقیاس بسیار کوچک، می‌شد مدارهای ریز را توسعه داد و از آن در دستگاه‌ها استفاده کرد. یکی از مهندسان شرکت Texas Instruments در سال ۱۹۵۸ اولین ریزتراشه کاربردی را طراحی و تولید کرد که نقطه شروعی برای توسعه بیشتر ریزتراشه‌ها در حجم بزرگ امروزی بود.
کاربرد ریزتراشه چیست؟
کاربرد ریزتراشه چیست جزو اولین سوال‌هایی است که در ذهن شما خطور خواهد کرد. در صورتی که اولین بار است در مورد ریزتراشه‌ها می‌خوانید، جالب است تا بدانید تمامی دستگاه‌های پیشرفته الکترونیکی دارای میکروچیپ‌ها هستند. تلفن‌های همراه کنونی، کامپیوترهای قابل حمل، ماهواره‌ها و گیرنده‌های تلویزیونی از مهم‌ترین دستگاه‌هایی هستند که از وجود مدارهای مجتمع الکترونیکی و قدرت پردازشی آن‌ها بهره مند شده‌اند و امروزه در هر خانه‌ای می‌توان آن‌ها را یافت.
بدون داشتن ریزتراشه‌ها در عمل تولید تلویزیون‌های هوشمند امروزی غیر ممکن بود چرا که شما نمی‌توانید میلیون‌ها ترانزیستور یک IC پردازنده تلویزیون را به صورت غیر مجتمع قرار دهید. طراحی اولین ریزتراشه توسط جک کلبی منجر شد تا وی در سال ۲۰۰۰ میلادی موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک شود و این نقطه شروعی برای توسعه و به کار بردن مدارهای مجتمع در دستگاه‌های الکترونیکی و مکانیکی بود.
امروزه ریزتراشه‌ها و مدارهای مجتمع برای کاربردهای مختلفی ساخته می‌شوند و شاید در یک مطلب کوتاه نتوان به تمامی کاربردهای آن اشاره کرد. از مهم‌ترین این کاربردها می‌توان پردازنده‌ها، حافظه‌های کامپیوتری و مبدل‌های داده را بیان کرد که از اجزای بسیار ضروری برای پیشرفت و توسعه هستند.
انواع مختلف ریزتراشه چیست؟
مطمئنا میکروچیپ یک لغت کلی برای توصیف مجموعه بزرگی از قطعات الکترونیکی است که در این فهرست زیر مجموعه‌های زیادی وجود دارند. چیپ‌های حافظه، پردازنده‌ها، آی سی‌های استاندارد و سیستم روی چیپ از انواع مختلف ریزتراشه‌ها هستند که در دستگاه‌های کامپیوتری و موبایلی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
چیپ‌های مموری
چیپ‌های مموری اطلاعات و داده‌ها را درون خود ذخیره می‌کنند که این ذخیره سازی ممکن است به صورت موقت یا دائمی باشد. حافظه‌های رم کامپیوتری از بهترین مثال‌ها برای این نوع چیپ‌ها به شمار می‌روند و در کنار آن، شما درون یک فلش مموری هم یک چیپ حافظه مشاهده خواهید کرد. چیپ‌های مموری ROM از دیگر محصولات در این دسته هستند که تنها می‌توان آن‌ها را خواند و امکان تغییر اطلاعات آن وجود ندارد.
ریز پردازنده‌ها
ریز پردازنده‌ها دارای بخش‌های مختلفی هستند و در هر یک از آن‌ها ممکن است هسته‌های پردازشی متنوعی وجود داشته باشد. از این محصولات به جز در کامپیوترهای دسکتاپ و لپ تاپ در سرورها نیز استفاده می‌شود و مطمئنا شما در تلفن همراه خود یک پردازنده دارید که وظیفه پردازش عملیات را بر عهده دارد. معماری ۳۲ بیتی و ۶۴ بیتی در این محصولات مطرح است و با پیشرفت فناوری می‌توان افزایش قابل توجه قدرت پردازشی و بهینه سازی را در آن‌ها مشاهده کرد.
پردازشگرهای گرافیکی
پردازشگرهای گرافیکی بخش مهم در دستگاه‌های موبایلی و دسکتاپ هستند که به صورت‌های مختلفی طراحی و تولید می‌شوند. در یک تلفن همراه هوشمند شما چیپ پردازشگر گرافیکی را در کنار پردازنده اصلی مشاهده خواهید کرد که به صورت یک آی‌سی است. در کامپیوترهای دسکتاپ که فضای بیشتری وجود دارد، می‌توان از یک کارت گرافیک قدرتمند استفاده کرد که روی آن از چیپ‌های چندگانه پردازشگر گرافیکی استفاده شده است. قبل از عرضه پردازشگرهای گرافیکی و کارت گرافیک‌ها، وظیفه ارائه خروجی گرافیکی بر عهده خود CPU بود که در این صورت رسیدن به کیفیت بالا در زمان کوتاه امکان پذیر نبود.
سیستم بر تراشه
سیستم بر تراشه از انواع جدید محصولات در این دسته است که شما در آن تمامی سیستم‌ها و المان‌های مورد نیاز را در کنار همدیگر در اختیار خواهید داشت. سیستم بر تراشه ترکیبی از پردازنده، رم و حافظه‌های مورد نیاز است و ساخت این سیستم‌ها منجر شده است تا بتوان به صورت سریع و با بازدهی بالا سیستم‌های الکترونیکی را توسعه داد و به کار گرفت.
مبدل‌های داده
چیپ‌های مبدل داده از ضروری‌ترین عناصر در مدارها هستند که شما با استفاده از آن می‌توانید داده‌ها را از سیستم دیجیتال به آنالوگ یا برعکس تبدیل کنید. خروجی سنسورها به یکی از دو صورت آنالوگ و دیجیتال است و در شرایط مختلف نیاز خواهد بود تا این خروجی به مدل دیگر تبدیل شود. در این صورت خواهد بود که اهمیت چیپ‌های مبدل داده مشخص خواهد شد. یکی از بهترین مثال‌ها در این مورد خواندن خروجی یک حسگر دما به صورت آنالوگ از پایه آن است که در مرحله بعدی باید به داده دیجیتال تبدیل شود.
تراشه‌های قابل کاشت در بدن
امروزه علم الکترونیک به صورتی پیشرفت کرده است که می‌توان یک ریزتراشه را طراحی کرد و آن را زیر پوست بدن قرار داد. با این کار، پزشکان می‌توانند به صورت بهتری شرایط و سلامتی بدن بیماران را کنترل کنند و در صورت نیاز اقداماتی انجام شود.
چه کسانی در ساخت ریزتراشه دخیل هستند؟
زمانی که از ساخت ریزتراشه‌ها سخن به میان می‌آید، شاید اسم شرکت‌هایی به ذهن‌تان خطور کند که در کشورهای پیشرفته حضور دارند. در حالت کلی، شرکت‌هایی مانند اینتل و AMD ساخت ریزتراشه‌ها را دنبال می‌کنند که می‌توان حوزه فعالیت آن‌ها را در یک بخش خاص دانست.
برای نمونه، شرکتی مانند کوالکام بیشتر روی طراحی و توسعه میکروچیپ‌های دستگاه‌های قابل حمل و موبایلی تمرکز دارد و بخش بزرگی از این نوع ریزتراشه‌ها را تولید کرده و در اختیار شرکت‌های تولید تلفن همراه قرار می‌دهد. شرکتی مانند NVIDIA تمرکز زیادی روی طراحی چیپ‌های پردازشگر گرافیکی دارد و اخیرا نیز به دنبال ورود به بازار پردازنده‌های موبایلی است.
در هر یک از این شرکت‌ها بخش‌های تحقیق و توسعه و پیاده سازی وجود دارد که مهندسان الکترونیک، مکانیک و شیمی دخیل هستند تا یک ریزتراشه قدرتمند و پر سرعت در اختیار شما قرار بگیرد و سالیان سال با عملکرد خوب کار کند.
مواد تشکیل دهنده ریزتراشه چیست؟
سیلیکون برای ساخت ریزتراشه در اولویت کار است و به دلیل داشتن مشخصات مهم و منحصر به فرد امروزه طراحی و تولید ریزتراشه‌ها وابسته به سیلیکون است. بر خلاف فلزات که رسانای الکتریکی محسوب می‌شوند، سیلیکون جزو عناصری است که در دسته نیمه رسانا قرار می‌گیرد و همین امر نکته اصلی برای استفاده از آن در یک تراشه الکترونیکی است. نیمه رسانا بودن این عنصر در عمل این امکان را فراهم خواهد کرد تا بتوان با ترکیب آن با سایر عناصر به یک قطعه الکترونیکی دست یافت که توانایی قطع و وصل جریان را خواهد داشت.
در این مورد، یک مزیت مهم در اختیار ماست و آن امکان دسترسی آسان به سیلیکون در طبیعت است که همین امر منجر شده است تا سیلیکون در اولویت کار برای طراحی ریزتراشه و ساخت پردازنده‌های قدرتمند قرار بگیرد. این عنصر به وفور در طبیعت یافت می‌شود و می‌توان طی فرآیندی از آن در کاربردهای مختلف استفاده کرد. سیلیکون دومین عنصر فراوان در طبیعت بعد از اکسیژن است.
تولید یک صفحه سیلیکونی که بتوان از آن در ریزتراشه‌ها استفاده کرد فرآیندی تخصصی و زمان بر است و تولید این صفحات با استفاده از ماده‌ای به نام silica sand و در یک فرآیند مرحله به مرحله انجام می‌شود. در نهایت، می‌توان از ویفرهای سیلیکونی برای کاربرد طراحی ریزتراشه‌ها استفاده کرد.
بهتر است بدانید ژرمانیم نیز در بخش‌های مختلف ساخت ریزتراشه‌ها به کار می‌رود اما این کاربرد به حد سیلیکون نیست. عنصر سیلیکون قدرت کارکرد در دمای بالاتری نسبت به ژرمانیم دارد و این یکی از دلایل اصلی برای استفاده از آن در آی سی‌های امروزی به حساب می‌آید.
مزایای ساخت میکروچیپ چیست؟
در نگاه اول می‌توان مزیت مهمی را برای یک میکروچیپ متصور شد که همان اندازه کوچک و امکان طراحی مدارهای پیچیده در سایز میکرو و نانو است. این در حالی است که شما در عمل نمی‌توانید چندین میلیون ترانزیستور را در یک اندازه چند سانتی متر در چند سانتی متر بگنجانید. پیشرفت فناوری در سال‌های قبل منجر شده است تا ریزتراشه‌هایی ساخته شوند که دارای چند میلیارد ترانزیستور هستند و در یک پکیج کوچک می‌توان قدرت پردازشی قابل توجهی را از این ریزتراشه‌ها انتظار داشت.
مزیت مهم بعدی این است که امکان تولید ریزتراشه‌ها باعث شده است تا بتوان قدرت عملکرد و سرعت پردازش را افزایش داد و هزینه‌های تولید را تا حدود زیادی کاهش داد. قابلیت مهمی که امروزه در دسترس است، امکان رسیدن به مصرف توان بسیار پایین در ریزتراشه‌ها است و در کنار آن، ساخت ریزتراشه‌ها امکان توسعه ربات‌ها و محصولات کنترل خودکار را نیز فراهم کرده است.
در صورتی که به محصولات الکترونیکی تولید شده در قبل از ۲۰۰۰ میلادی نگاه کنید، اهمیت و مزیت استفاده از تراشه‌های الکترونیکی را مشاهده خواهید کرد. با قدرت پردازشی عالی که این قطعات در اختیار ما گذاشته‌اند، می‌توان یک تلفن هوشمند را در اختیار داشت که تمامی نیازهای روزمره را بر طرف کرده و شرایط عالی را برای پیشرفت امور روزمره مهیا کند.
چالش‌های ساخت میکروچیپ چیست؟
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در عرصه ساخت ریزتراشه‌ها نیاز به اتصال قطعات خارجی است که ساخت آن‌ها داخل مدار مجتمع دشواری‌هایی را دارد. بسیاری از قطعات مانند ترانس را نمی‌توان داخل یک آی‌سی تعبیه کرد چرا که حجم بالایی را اشغال خواهد کرد و همین امر باعث شده است تا پس از ساخت یک پکیج آی‌سی به صورت فشرده، نیاز باشد تا به آن قطعات خارجی نیز متصل شوند.
از دیگر چالش‌های این صنعت می‌توان افزایش تقاضا برای استفاده از تراشه‌ها را بیان کرد که این موضوع می‌تواند منجر به افزایش قابل توجه قیمت‌ها و حتی ایجاد کمبود در بازار شود. اخیرا شرکت TSMC با چالش کمبود تراشه‌ها مواجه شده است که با ارائه راه حل‌هایی قصد دارد از بحران به وجود آمده عبور کند.
نیاز به افزایش سرعت پردازشی همزمان با مصرف توان پایین دیگر چالشی است که همواره مهندسان با آن روبرو هستند. با گذشت زمان، سرعت پردازشی کنونی جوابگوی کار نیست و نیاز است تا پردازنده‌های قدرتمندتری طراحی و تولید شوند. نکته مهم این است که افزایش ترانزیستورها در یک تراشه رابطه مستقیم با اندازه آن دارد و این اندازه باید کوچک بماند.
مقیاس نانو برای ساخت ریزتراشه چیست؟
یک ریزتراشه شامل میلیون‌ها و شاید میلیاردها ترانزیستور است و این تعداد بالا بر اساس قدرت پردازشی مورد نیاز و سایر فاکتورها مشخص می‌شود. زمانی که صحبت از میلیاردها ترانزیستور می‌شود و نیاز است تا آن‌ها را در یک اندازه چند سانت در چند سانت جای داد، راه حل ساخت ترانزیستورها و المان‌هایی است که در مقیاس بسیار ریز میکرو و حتی نانو هستند.
دقت کنید که یک نانو متر یک میلیاردم متر است. برای درک بهتر شرایط بهتر است بدانید که یک گلبول قرمز ۷۰۰۰ نانومتر است و میانگین اندازه یک ویروس می‌تواند ۱۴ نانو متر باشد. این به آن معنی است که شما در تراشه‌های ۱۴ نانومتری ترانزیستورهایی را دارید که در مقیاس یک ویروس ساخته شده‌اند. در حال حاضر، شما پردازنده‌هایی را در اختیار دارید که در مقیاس ۷ نانومتری ساخته شده‌اند و این مقیاس روز به روز در حال کمتر شدن است تا مهندسان بتوانند ترانزیستورهای بیشتری را در یک پکیج قرار دهند.
تعداد این ترانزیستورها رابطه مستقیمی با سرعت پردازشی و عملکرد چیپ خواهد داشت و با پیشرفت فناوری‌های جدید می‌توان حتی ترانزیستورهایی در مقیاس کمتر از ۵ نانومتر را نیز پیاده سازی کرد. با نگاهی به لیست تراشه‌های نانومتری می‌توانید پردازنده‌هایی را مشاهده کنید که در مقیاس ۵ نانومتری ساخته شده‌اند و قدرت بالایی از نظر پردازش اطلاعات در اختیار کاربر قرار می‌دهند.
با بهترین پردازنده‌ها آشنا شوید
ریز پردازنده‌ها و تراشه‌ها در حال پیشرفت هستند و در حال حاضر پردازنده‌های ۵ نانومتری به صورت کاربردی در دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این عرصه شرکت‌های اینتل، سامسونگ و کوالکام سه تولید کننده برتر و مطرح به شمار می‌روند که پردازنده‌های ارائه شده توسط آن‌ها قدرت عملکرد در شرایط مختلف و تا زمان طولانی را دارند.
پردازنده اینتل Core i9-12900K
اینتل از بهترین شرکت‌های تولید ریزتراشه است که محصول 12900K آن را می‌توان یکی از چند پردازنده برتر در سطح جهان به شمار آورد. این محصول دارای ۱۶ هسته واقعی و ۲۴ رشته است که در فرکانس پایه ۳.۲ گیگاهرتز عمل می‌کند. در حالت بوست می‌توان انتظار فرکانس ۵.۲ گیگاهرتز را نیز از آن داشت و مصرف توان این پردازنده ۱۲۵ وات برآورد شده است.
پردازنده AMD Ryzen 9 5900X
پردازنده AMD Ryzen 5900X با بیش از ۴ میلیارد ترانزیستور ساخته شده است و در آن ۱۲ هسته پردازشی و ۲۴ رشته وجود دارد. مصرف توان این پردازنده به بیش از ۱۰۵ وات می‌رسد و فرکانس پایه آن روی ۳.۷ گیگاهرتز قرار دارد. بهتر است بدانید این پردازنده در مقیاس ۷ نانومتری تولید می‌شود و فرکانس نهایی آن به ۴.۸ گیگاهرتز خواهد رسید.
پردازنده Samsung Exynos 1080
پردازنده Exynos 1080 دارای هشت هسته پردازشی است که یک هسته با قدرت ۲.۸ گیگاهرتزی دارد و سه هسته در آن با فرکانس ۲.۶ گیگاهرتز عمل می‌کنند. در کنار این چهار هسته، چهار هسته دیگر با قدرت ۲ گیگاهرتز وجود دارد که با استفاده از پردازشگر گرافیکی Mali G78 بسته شده است.
سامسونگ در این پردازنده قابلیت 5G را نیز فراهم کرده است و در ساخت آن از ۴۸۰۰ میلیون ترانزیستور استفاده شده است.
پردازنده Samsung Exynos 2100
شما در دستگاه‌های پیشرفته امروزی می‌توانید Exynos 2100 را مشاهده کنید که یکی از قدرتمندترین المان‌ها از نظر فرکانس کاری است. یکی از هسته‌های این پردازنده در فرکانس ۲.۹ گیگاهرتز کار می‌کند و در کنار آن سه هسته ۲.۸ و چهار هسته ۲.۲ گیگاهرتزی قرار داده شده‌اند.
سامسونگ از پردازشگر گرافیکی Mali G78 در این پردازنده استفاده کرده است و به کارگیری فناوری‌های جدید در آن منجر شده است تا مصرف توان آن تا حدود زیادی کاهش پیدا کند.
پردازنده Qualcomm Snapdragon 888
بر اساس بررسی‌های مختلف، شرکت کوالکام این محصول خود را با ۱۱.۸ میلیارد ترانزیستور طراحی و تولید کرده است که یکی از قدرتمندترین پردازنده‌ها برای دستگاه‌های موبایلی به شمار می‌رود. فرکانس نهایی این پردازنده به ۲.۸۴ گیگاهرتز می‌رسد و از فناوری‌های جدید مانند 5G در آن استفاده شده است.
پردازنده Apple A14
پردازنده A14 شرکت اپل از نظر قدرت پردازشی بین چند محصول قدرتمند جهان قرار گرفته است که شرکت سازنده آن را با ۱۱.۸ میلیارد ترانزیستور طراحی و تولید کرده است. ساختار این پردازنده ۵ نانومتری است و بر اساس قدرت عملکرد خود می‌تواند در هر ثانیه ۱۱ تریلیون عملیات را انجام دهد.
مهم‌ترین سازندگان ریزتراشه در دنیا
شرکت‌های مختلفی برای ساخت ریزتراشه و میکروچیپ در جهان وجود دارند اما این صنعت در دست چند شرکت معروف است. چند شرکت مطرح جهانی که شاید نام آن را شنیده باشید، سهم بسیار بالایی در بازار دارند و بخش عظیمی از تولید میکروچیپ را در دست گرفته‌اند.
شرکت Texas Instruments
شرکت Texas Instruments یکی از شناخته شده‌ترین شرکت‌هایی است که در حوزه تولید میکروچیپ‌ها فعالیت دارد و محصولات آن در دستگاه‌های موبایلی، پردازنده‌های سیگنال و … استفاده می‌شود. این شرکت با طراحی و ساخت ماشین حساب معروف است و این محصولات Texas Instruments محبوبیت زیادی در بازار دارند. جالب است تا بدانید Texas Instruments در سال ۱۹۳۰ میلادی شروع به کار کرد و حوزه فعالیت اولیه آن نفت و گاز بود.
در سال ۱۹۵۸ بود که این شرکت تصمیم گرفت محصولات و قطعات الکترونیکی تولید کند و این تصمیم منجر شد تا Texas Instruments به یکی از بزرگ‌ترین و معروف‌ترین شرکت‌های تولیدی در این حوزه تبدیل شود. شاید نتوان به راحتی لیست کاملی از تعداد پتنت‌های ثبت شده این شرکت ارائه داد چرا که هزاران هزار حق امتیاز توسط این شرکت به ثبت رسیده و در حجم بزرگ تولید شده است.
در سال ۱۹۶۷ میلادی، این کمپانی ماشین حساب قابل حمل را اختراع کرد. همچنین، جالب است تا بدانید در سال ۱۹۷۰ میلادی این شرکت یک کنترلر تک چیپ طراحی و تولید کرد که تمامی عناصر مورد نیاز برای پردازش را تنها در یک ریزتراشه کوچک سیلیکونی ارائه می‌داد. تعداد پتنت‌های ثبت شده این شرکت تا سال ۲۰۱۶ به مقدار تقریبی ۴۵ هزار عدد می‌رسید و میزان درآمد آن در سال ۲۰۲۱ بیش از ۱۸ میلیارد دلار بود.
شرکت NVIDIA
شرکت NVIDIA که در کشور آمریکا واقع شده است، در سال ۱۹۹۳ میلادی تاسیس شد و در مقایسه با بسیاری از شرکت‌ها، NVIDIA یک شرکت جوان به حساب می‌آید. این کمپانی در سال ۲۰۲۱ میزان درآمد ۱۶.۶ میلیارد دلاری داشت و همه ما این شرکت را با پردازشگرهای گرافیکی قدرتمند می‌شناسیم. شاید محبوبیت محصولات این شرکت بین گیمرها و طراحان گرافیک بسیار بیشتر از متخصصان سایر حوزه‌ها باشد.
البته، در کنار طراحی و تولید پردازنده‌های گرافیکی، NVIDIA در حوزه تولید API و سیستم‌های مبتنی بر تراشه نیز فعالیت دارد و از دیگر بخش‌های فعالیت شرکت می‌توان به نرم افزارها و سخت افزارهای هوش مصنوعی اشاره کرد. در چند سال اخیر و با پیدایش محصولات موبایلی، شرکت NVIDIA وسوسه شده است تا به این حوزه نیز ورود پیدا کند و از تلاش‌های این کمپانی برای ورود به این حوزه می‌توان خرید کمپانی ARM Ltd را بیان کرد که در سال ۲۰۲۲ با شکست روبرو شد.
ریزتراشه‌های تولیدی NVIDIA در حال حاضر به قدری پیشرفت کرده است که شما می‌توانید کارت‌های گرافیک قدرتمند و منحصر به فردی را خریداری کنید که قابلیت پردازش‌های سنگین و غیر قابل تصور را در زمان بسیار کوتاه دارند. این امر منجر شده است تا بتوان محصولات سرگرمی و بازی‌های رایانه‌ای جذابی را مشاهده کرد که روز به روز در حال توسعه هستند و لحظات جذابی را به کاربران پیشنهاد می‌دهند.
شرکت Broadcom
شرکت Broadcom یکی دیگر از کمپانی‌های آمریکایی به حساب می‌آید که در عرصه تولید قطعات نیمه هادی برای کاربردهای مختلف فعالیت دارد. این شرکت محصولات خود را برای استفاده در حوزه‌های الکترونیک، مخابرات و پردازش سیگنال تولید می‌کند و تاریخ تاسیس آن به سال ۱۹۹۱ میلادی باز می‌گردد.
تعداد افراد شاغل در این شرکت و زیر مجموعه‌های آن به ۱۱۷۵۰ نفر می‌رسد که بیشتر آن‌ها را مهندسان الکترونیک تشکیل داده‌اند. Broadcom توسط دو تن از اساتید برتر دانشگاه UCLA آمریکا احداث شد و حوزه فعالیت آن در بخش تولید قطعات الکترونیک دیجیتال و آنالوگ است.
از محصولات تولید این شرکت باید به رابطهای شبکه و حتی قطعات ساده الکترونیکی مانند ال‌ای‌دی اشاره کرد. در واقع، این کمپانی یک مجموعه بزرگ است که حوزه فعالیت خود را روی طراحی قطعات الکترونیکی کاربردی و حرفه‌ای متمرکز کرده است.
شرکت Micron Technology
شرکت Micron Technology یکی از کمپانی‌هایی است که بیشتر افراد آن را با محصولات ذخیره کننده داده مانند فلش مموری می‌شناسند. البته، میکرون تکنولوژی محصولات محبوب و با کیفیتی در حوزه داینامیک رم دارد و کاربران در سطح جهان به صورت وسیع از این محصولات استفاده می‌کنند. شرکت میکرون تکنولوژی متخصص در حوزه تولید محصولات Data Storage است و این محصولات را برای استفاده در کامپیوترها، لپ تاپ‌ها و حتی خودروها در اختیار کاربران قرار داده است.
شرکت میکرون در سال ۱۹۸۴ به صورت عمومی معرفی شد و درآمد آن در سال ۲۰۲۱ بیش از ۲۸ میلیارد دلار بود. باید اشاره کرد که میکرون رهبر بازار در حوزه طراحی و تولید DRAM است و محصولات آن منجر شده است تا در بخش ارتباطات و توسعه فناوری‌هایی مانند 5G نیز پیشرفت‌های چشمگیری به دست آید.
شرکت Qualcomm
کمپانی QCOM در همین چند سال اخیر رشد بسیار بالایی به خود دیده است و یکی از دلایل اصلی آن، احساس نیاز به چیپ‌های موبایلی بود که کوالکام توانست به این نیاز پاسخ سریعی دهد. بسیاری از شرکت‌های بزرگ جهانی در این حوزه موفق نبودند و حتی بعضی از آن‌ها به کلی از بازار چیپ‌های موبایلی حذف شدند. در این بین، کوالکام بود که توانست با طراحی و تولید محصولات ریزتراشه موبایلی در بازار قدرتمند بماند و میزان درآمد آن در سال ۲۰۲۱ به بیش از ۳۳.۵ میلیارد دلار رسید.
باید گفت، این شرکت در دو حوزه نیمه هادی و مخابرات فعالیت دارد و از مهم‌ترین محصولات تولیدی آن باید به محصولاتی اشاره کرد که در مخابرات و ارتباطات به کار گرفته می‌شوند. کوالکام با پتنت‌ها و حق امتیازهایی شناخته می‌شود که به صورت اختصاصی توسط مهندسان این شرکت ارائه شده‌اند که یکی از مهم‌ترین آن‌ها CDMA است که در بخش ارتباطات بی سیم استفاده می‌شود.
این شرکت بیش از ۴۵۰۰۰ استخدامی دارد و در صورتی که زیر مجموعه‌ها و استارتاپ‌های این شرکت را بشماریم به یک لیست بلند بالا خواهیم رسید. تراشه‌های Snapdragon که شاید هم اکنون یکی از آن‌ها را در گوشی خود داشته باشید، از معروف‌ترین تولیدات این شرکت به حساب می‌آید که مغز پردازشی در بسیاری از تلفن‌های هوشمند است. البته، به جز تلفن‌های همراه، در گجت‌های پوشیدنی و حتی در اتومبیل‌ها نیز از تراشه‌های Snapdragon استفاده می‌شود.
شرکت اینتل
اینتل شرکتی است که همه ما با آن آشنا هستیم و این شرکت یکی از قدیمی‌ترین و با تجربه‌ترین شرکت‌ها در حوزه طراحی و تولید ریزتراشه‌ها است. اینتل توسط دو تن از متخصصان الکترونیک به نام Gordon Moore و Robert Noyce و در سال ۱۹۶۸ میلادی احداث شد و این دو تن افرادی تاثیر گذار در سال‌های اول پیشرفت صنعت الکترونیک بودند. گوردون مور فردی بود که قانون مور را بنا نهاد که هم اکنون نیز پس از گذشت سالیان دراز به قوت خود باقی است.
اینتل شرکتی است که با پردازنده‌های دسکتاپ و لپ تاپ خود شناخته می‌شود و یکی از دو تولید کننده مهم جهان در این عرصه است. البته، باید بدانید که اینتل تنها تولید کننده پردازنده نیست و محصولات تراشه دیگری نیز توسط این شرکت تولید می‌شود. پردازشگرهای گرافیکی و پردازنده‌های نهفته این شرکت نیز دارای قدرت بالایی هستند و به صورت وسیع توسط مهندسان الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در حال حاضر رقابت بالایی بین این شرکت و AMD وجود دارد و هر یک سهم بازار بسیار عالی در مورد میکروچیپ‌های دسکتاپ در اختیار دارند. بر اساس آمار سال ۲۰۲۰، میزان درآمد این شرکت به بیش از ۷۹ میلیارد دلار در سال می‌رسد و به همین دلیل اینتل را می‌توان یک غول تکنولوژی در جهان به شمار آورد.
شرکت UMC
کشور تایوان شاید وسعت بالایی نداشته باشد اما در صورتی که سهم آن را در دنیای الکترونیک و تولید ریزتراشه برآورد کنیم، به آمار عجیب و غریبی دست پیدا خواهیم کرد. این کشور میزبان شرکت‌های بزرگی است که یکی از آن‌ها UMC یا United Microelectronics Corporation است. UMC در حال حاضر بیش از ۲۰ هزار استخدامی دارد و دارای ۱۲ مرکز طراحی و تولید ریزتراشه‌ها است. در مقایسه با سایر شرکت‌های بزرگ شاید UMC دارای درآمد پایین‌تری باشد اما درآمد ۷.۷ میلیارد دلاری آن این شرکت را به یکی از بزرگ‌ترین کمپانی‌های تولید ریزتراشه تبدیل کرده است.
این شرکت در سال ۱۹۸۰ میلادی تاسیس شد و بخش تحقیق و توسعه آن یکی از بزرگ‌ترین و مجهزترین مراکز در جهان به شمار می‌رود. در سال ۲۰۱۹ این شرکت توانست تا Mie Fujitsu را ازان خود کند و زیر مجموعه‌های خود را به صورت حرفه‌ای توسعه دهد.
شرکت سامسونگ
سامسونگ الکترونیکس از معروف‌ترین تولید کننده‌های ریزتراشه در جهان است که از نظر وسعت شرکت و تعداد استخدامی‌ها در شرایط منحصر به فردی قرار دارد. پس از پیدایش تلفن‌های هوشمند و تجهیزات الکترونیک هوشمند، سامسونگ تصمیم گرفت تا به صورت حرفه‌ای پا در این عرصه بگذارد و اکنون سامسونگ به یکی از قدرتمندترین شرکت‌ها در این حوزه تبدیل شده است. بخش Samsung Electronics در این شرکت در ۷۴ کشور دنیا فعال است و تقریبا ۲۹۰ هزار استخدامی در این شعبه‌ها فعالیت حرفه‌ای دارند.
بخش قابل توجهی از چیپ‌های مورد نیاز این شرکت که در تلویزیون‌ها و دیگر محصولات سامسونگ استفاده می‌شوند، توسط خود شرکت تولید می‌شود. از سال ۲۰۰۶ به بعد این شرکت بزرگ‌ترین تولید کننده تلویزیون در جهان بوده است و در حوزه تولید تلفن همراه‌های هوشمند قدرت بازار در دست سامسونگ است. بسیاری از ابداع‌ها در تلفن‌های هوشمند توسط سامسونگ انجام شده است و دستگاه‌های تلفن همراه پیشرفته امروزی به نوعی مدیون سرمایه گذاری سامسونگ هستند.
باید اشاره کرد که سامسونگ الکترونیکس تقریبا سهم ۱۷ درصدی در حوزه تولید ریزتراشه دارد و محصولات آن در تلویزیون‌ها، دستگاه‌های گیرنده دیجیتالی، تلفن‌های همراه و مبدل‌های داده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شرکت TSMC
شرکت تایوانی TSMC قدرت برتر در دنیای طراحی و تولید ریزتراشه است و این شرکت سهم اول بازار را برای عرضه میکروچیپ‌ها در اختیار دارد. در سال ۲۰۲۱ درآمد TSMC به بیش از ۴۵ میلیارد دلار رسیده است و این درآمد روز به روز در حال افزایش است. جالب است تا بدانید، در صورت بروز مشکل برای شرکت تایوانی TSMC، کل کشورها با مشکل مواجه خواهند شد و ممکن است بحران‌های بزرگی در بخش سخت افزارهای کامپیوتری و الکترونیکی به وجود آید.
این شرکت در سال ۱۹۸۷ میلادی و توسط موریس چانگ تاسیس شد که از فارغ التحصیلان دانشگاه MIT است و هم اکنون ۹۱ سال دارد. بهتر است بدانید که وی پس از ۳۱ سال از تاسیس شرکت بازنشست شد و اکنون این شرکت بیش از ۱۱.۶ هزار محصول دارد که در دستگاه‌های الکترونیکی به کار می‌رود.
بر اساس آخرین آمار، بیش از ۵۴ درصد از چیپ‌های الکترونیکی در جهان توسط TSMC طراحی و تولید می‌شود و حتی بزرگ‌ترین شرکت‌های تولیدی محصولات سفارش تولید چیپ‌های مورد نیاز خود را به این شرکت می‌دهند. شرکت تایوانی TSMC جزو ده شرکت ارزشمند در جهان به حساب می‌آید که بازار نیمه هادی را در دست گرفته است و سهم تعیین کننده‌ای در این حوزه دارد.
شرکت AMD
کمپانی AMD از تولید کننده‌های ریز پردازنده CPU و پردازنده‌های گرافیکی است که میزان ارزش آن در پنج سال اخیر بیش از ۵ برابر شده است. در سال ۲۰۲۱ میزان درآمد این شرکت بیش از ۱۶ میلیارد دلار برآورد شده است و مرکز اصلی فعالیت آن در کشور آمریکا است. AMD از پیشگامان به کارگیری فناوری‌های جدید و خلاقانه در ریزتراشه‌های خود است که شما نتیجه آن را در پردازنده‌های چندین هسته‌ای این شرکت مشاهده می‌کنید.
این شرکت اولین پردازنده ۶۴ هسته‌ای دنیا را طراحی و تولید کرده است که هم اکنون می‌توان در کامپیوترهای دسکتاپ از آن استفاده کرد. تقریبا ۵۳ سال از زمان تاسیس این شرکت در سال ۱۹۶۹ میلادی می‌گذرد و در این بازه زمانی AMD تبدیل به یکی از غول‌های فناوری در جهان شده است. از محصولات مهم این شرکت باید به پردازنده‌های نهفته، محصولات جانبی تلویزیون‌ها، محصولات مخابراتی، انواع چیپ‌های مادربرد و کارت‌های گرافیک اشاره کرد.
در کنار پردازنده‌های دسکتاپ، AMD سهم بالایی در تولید پردازنده‌های مرکزی سرور دارد و از محصولات آن به صورت وسیع در دیتاسنترها استفاده می‌شود. باید اشاره کرد که این شرکت از مراکزی بوده است که روی توسعه و پیشرفت کارت‌های گرافیکی امروزی نقش مهمی داشته است که هم اکنون شما می‌توانید محصولاتی را مشاهده کنید که در مقایسه با چندین سال قبل پیشرفت قابل توجهی داشته‌اند.
شرکت STMicroelectronics
کمپانی STMicroelectronics از دیگر شرکت‌های معروف در جهان است که در حوزه تولید آی‌سی و ریزتراشه‌های الکترونیکی فعالیت دارد. محصولات این شرکت در صنایع مختلفی به کار می‌روند و باید اشاره کرد که صنایع خودروسازی و بخش‌هایی که در آن به حسگرها نیاز است، از مهم‌ترین حوزه‌های فعالیت STM در جهان است. STM ریزتراشه‌های قابل برنامه ریزی را تولید می‌کند که می‌توان از آن‌ها در صنایع مختلف استفاده کرد.
از تولیدات مهم این شرکت باید قطعات نیمه هادی مانند ترانزیستورهای قدرت را نام برد و در کنار آن، STM سهم بسیار بالایی در تولید سنسورهای مختلف در جهان دارد. در صورتی که یک جستجوی کوچک انجام دهید، سهم بالای این شرکت را در مورد آی‌سی مبدل سیگنال مشاهده خواهید کرد.
همچنین، ST طیف وسیعی از تراشه‌های ARM را تولید می‌کند که قابل برنامه ریزی هستند و بر اساس نیاز در صنایع مختلف می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. این شرکت در سال ۱۹۸۷ میلادی شروع به کار کرد و درآمد آن بر اساس آمار سال ۲۰۲۱ به ۱۲.۸ میلیارد دلار در سال می‌رسد. بر اساس بزرگی شرکت، ST از شرکت‌های برتر است چرا که بیش از ۴۸.۲ هزار نفر در بخش‌های مختلف آن مشغول به کار هستند.
شرکت NXP
شرکت NXP یک شرکت هلندی است که بیش از ۳۱ هزار نفر در کارخانه‌های مختلف آن مشغول به کار هستند. این شرکت سهم بالایی در تولید قطعات نیمه هادی و تراشه‌ها دارد و درآمد آن بیش از ۱۱ میلیارد دلار در سال است. باید گفت، این شرکت از جوان‌ترین کمپانی‌ها در این حوزه است چرا که تاریخ تاسیس آن به سال ۲۰۰۶ میلادی باز می‌گردد.
با یک حساب سرانگشتی، این کمپانی تقریبا ۱۶ سال عمر دارد اما در این مدت زمان کوتاه توانسته است تا به یکی از پیشرفته‌ترین شرکت‌های جهانی تبدیل شود. NXP بخش قابل توجهی از ریزتراشه‌های مورد نیاز خود را در کارخانه‌های خود تولید می‌کند و از محصولات محبوب آن باید به کنترل کننده‌های قابل برنامه ریزی اشاره کرد. البته، چیپ‌های عمومی و قطعات نیمه هادی نیز توسط این شرکت تولید می‌شود و به دلیل کیفیت آن‌ها، NXP توانسته است تا به سهم قابل قبولی در این بازار پر سود دست پیدا کند.
این شرکت کار تحقیق و توسعه محصولات خود را در کشورهای مختلف انجام می‌دهد و شعبه‌های مختلفی در آن‌ها دارد.
سخن آخر
حتما تا به این جای کار در مورد میکروچیپ‌ها اطلاعاتی را به دست آورده‌اید و تا حدودی به پاسخ سوال ریزتراشه چیست رسیده‌اید. با کمی دقت می‌توان فهمید در صورت نبود ریزتراشه‌های الکترونیکی مشکلات زیادی پیش روی ما خواهد بود و شرکت‌های مختلف نمی‌توانند خدمات خود را به مشتریان ارائه دهند. در حال حاضر، اکثر سهم بازار در دست دو سه شرکت قرار دارد که مهم‌ترین آن‌ها TSMC تایوان و سامسونگ است. در صورتی که در این مورد سوال یا نظری داشته باشید، می‌توانید آن را در ادامه مطلب بفرستید.