ریزتراشه یا میکروچیپ یا به عبارت دیگر IC، یک قطعه فشرده است که از مدارهای الکترونیکی تشکیل شده است. اگر شما یک میکروچیپ را با یک دستگاه میکروسکوپ مشاهده کنید، درون آن مدارهای پیچیده و منظمی را مشاهده خواهید کرد که طراحی هر بخش آن ماه‌ها و سال‌ها زمان صرف شده است. میکروچیپ‌ها بخش ضروری از دنیای پیشرفته امروزی هستند و در صورت عدم وجود یا کمبود عرضه آنها، دنیای امروزی با مشکلات زیادی مواجه خواهد شد. در این مقاله، ما سعی می‌کنیم به سوال “ریزتراشه یا میکروچیپ چیست؟” پاسخ دهیم.
تاریخچه ساخت ریزتراشه ها
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.
دستگاه‌هایی که در آن زمان استفاده می‌شدند، مدارهای بزرگتری داشتند و به دلیل محدودیت‌های فناوری آن زمان، امکان ترکیب بخش‌های مختلف مدار و کاهش اندازه صفحه نمایش وجود نداشت. جالب خواهد بود اگر می‌توانستیم در آن زمان، مدارهایی با اندازه چند سانتیمتر را در یک پکیج یکپارچه در اندازه چند میلی‌متری یا حتی چند میکرومتری قرار دهیم. در این صورت، مهندسان الکترونیک بیشترین آزادی را خواهند داشت تا بتوانند بیشترین تعداد مدار و بخش اضافی را در یک دستگاه الکترونیکی جای دهند.
این نیازها باعث شدند که در دهه ۶۰ میلادی، متخصصان الکترونیک شروع به طراحی مدارهای یکپارچه کوچک کرده و مدارهای ریزی را در اندازه بسیار کوچکتر توسعه دهند و از آنها در دستگاه‌ها بهره‌برداری کنند. یکی از مهندسان شرکت Texas Instruments در سال ۱۹۵۸ اولین ریزتراشه کاربردی را طراحی و تولید کرد و این اولین گام بزرگ در توسعه ریزتراشه‌ها در حجم بزرگتر 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 زمینه، یک مزیت اساسی وجود دارد که مربوط به قابلیت آسان دسترسی به سیلیکون در طبیعت است. به همین دلیل، سیلیکون به عنوان اولین انتخاب برای طراحی ریزتراشه‌ها و ساخت پردازنده‌های قدرتمند در نظر گرفته می‌شود. این عنصر به طور فراوان در طبیعت یافت می‌شود و می‌توان از آن در برنامه‌های مختلف استفاده کرد. سیلیکون، پس از اکسیژن، دومین عنصر پرفراوان در طبیعت است.
تولید یک صفحه سیلیکونی که قابل استفاده در ریزتراشه‌ها باشد، یک فرآیند تخصصی و زمان‌بر است و تولید این صفحات از silica sand در یک فرآیند مرحله به مرحله انجام می‌شود. در نهایت، ویفرهای سیلیکونی می‌توانند برای طراحی ریزتراشه‌ها استفاده شوند.
لازم به ذکر است که ژرمانیم نیز در بخش‌های مختلف ساخت ریزتراشه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما کاربرد آن نسبت به سیلیکون به مراتب کمتر است. سیلیکون قدرت عملکرد در دماهای بالاتر را نسبت به ژرمانیم دارد و این یکی از دلایل اساسی استفاده از آن در آی سی‌های مدرن محسوب می‌شود.
مزایای ساخت میکروچیپ چیست؟
در ابتدا، می‌توان به یک مزیت اساسی فکر کرد که مربوط به یک میکروچیپ است. این مزیت در این است که با ابعاد بسیار کوچک و قابلیت طراحی مدارهای پیچیده در سایز میکرو و نانو، میکروچیپ قابلیت‌های بیشتری را در اختیار ما قرار می‌دهد. با این حال، در عمل غیرممکن است چندین میلیون ترانزیستور را در یک فضای چند سانتیمتر در چند سانتیمتر جا دهیم. پیشرفت‌های فناوری در سال‌های اخیر منجر به تولید ریزتراشه‌هایی شده است که دارای چند میلیارد ترانزیستور هستند و با ابعاد کوچک، امکانات پردازشی قابل توجهی را ارائه می‌دهند.
مزیت مهم بعدی این است که تولید ریزتراشه‌ها قدرت عملکرد و سرعت پردازش را افزایش داده و هزینه‌های تولید را به طور قابل توجهی کاهش داده است. امروزه، ما قادر به تولید ریزتراشه‌ها با مصرف توان بسیار پایین هستیم و این توانایی، همراه با ساخت ریزتراشه‌ها، امکان توسعه ربات‌ها و محصولات کنترل خودکار را فراهم کرده است.
با نگاهی به محصولات الکترونیکی تولید شده قبل از سال ۲۰۰۰، می‌توانید اهمیت و مزیت استفاده از تراشه‌های الکترونیکی را مشاهده کنید. با قدرت پردازشی برتری که این تراشه‌ها به ما می‌دهند، ما می‌توانیم یک تلفن هوشمند را در اختیار داشته باشیم که تمامی نیازهای روزمره را پاسخ دهد و شرایط مناسبی را برای پیشرفت در امور روزمره ایجاد کند.
چالش‌های ساخت میکروچیپ چیست؟
یکی از چالش‌های اساسی در زمینه ساخت ریزتراشه‌ها، نیاز به اتصال قطعات خارجی است که درج آنها درون یک مدار مجتمع دشواری‌هایی را به همراه دارد. معمولاً قطعاتی مانند ترانس، به دلیل حجم بزرگی که اشغال می‌کنند، نمی‌توان آنها را درون یک آی‌سی قرار داد. این موضوع باعث می‌شود پس از ساخت یک پکیج فشرده آی‌سی، نیاز به اتصال آن با قطعات خارجی نیز وجود داشته باشد.
چالش دیگر این صنعت، افزایش تقاضا برای استفاده از تراشه‌ها است که می‌تواند منجر به افزایش چشمگیر قیمت‌ها و حتی کمبود در بازار شود. به تازگی، شرکت TSMC با کمبود تراشه‌ها مواجه شده است و در حال ارائه راه حل‌هایی برای عبور از این بحران است.
نیاز به افزایش سرعت پردازش همزمان با مصرف توان کم، یکی دیگر از چالش‌هایی است که مهندسان همواره با آن روبرو هستند. با گذر زمان، سرعت پردازش کنونی دیگر کارآمد نیست و نیاز است تا پردازنده‌های قدرتمندتری طراحی و تولید شوند. نکته مهم این است که افزایش ترانزیستورها در یک تراشه، به طور مستقیم به اندازه آن وابسته است و این اندازه باید به حداقلی کاهش یابد.
مقیاس نانو برای ساخت ریزتراشه چیست؟
یک ریزتراشه شامل میلیون‌ها و شاید میلیاردها ترانزیستور است و تعداد آنها بر اساس نیاز به قدرت پردازشی و سایر عوامل تعیین می‌شود. در صورت نیاز به میلیاردها ترانزیستور که در یک فضای چند سانتیمتر مربع قرار داده شوند، راه حل ساخت ترانزیستورها و المان‌های ریزمقیاسی مثل میکرو و نانو استفاده می‌شود.
برای درک بهتر، لازم است بدانید که یک نانومتر یک میلیاردم متر است. به عنوان مثال، اندازه یک گلبول قرمز حدود ۷۰۰۰ نانومتر است و میانگین اندازه یک ویروس ممکن است حدود ۱۴ نانومتر باشد. این به این معنی است که در تراشه‌های ۱۴ نانومتری، ترانزیستورها در اندازه یک ویروس ساخته می‌شوند. در حال حاضر، پردازنده‌هایی با مقیاس ۷ نانومتری وجود دارند و این مقیاس روز به روز کوچکتر می‌شود تا مهندسان بتوانند تعداد بیشتری ترانزیستور را در یک تراشه جا دهند.
تعداد ترانزیستورها تاثیر مستقیمی بر سرعت پردازش و عملکرد تراشه دارد و با پیشرفت فناوری‌های جدید، حتی می‌توان ترانزیستورهایی با اندازه کمتر از ۵ نانومتر را پیاده‌سازی کرد. در لیست تراشه‌های نانومتری، پردازنده‌هایی با مقیاس ۵ نانومتری وجود دارند که قدرت بالایی در پردازش اطلاعات دارند و به کاربر قابلیت‌های قدرتمندی را ارائه 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 ۱۲۹۰۰K 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 ۵G 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 ۵G 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 شرکت‌های مشهور در زمینه تولید میکروچیپ‌ها است و محصولات آن در دستگاه‌های موبایل، پردازنده‌های سیگنال و سایر صنایع استفاده می‌شود. این شرکت به واسطه طراحی و ساخت ماشین حسابهای معروف، محصولاتی با محبوبیت بالا در بازار دارد. جالب است بدانید که Texas Instruments در سال ۱۹۳۰ فعالیت خود را در حوزه نفت و گاز آغاز کرد.
در سال ۱۹۵۸، تصمیم گرفت تا محصولات و قطعات الکترونیکی تولید کند و این تصمیم باعث شد که Texas Instruments به یکی از بزرگترین و معروفترین شرکت‌های تولیدی در این صنعت تبدیل شود. به دلیل تعداد زیاد پتنت‌های ثبت شده توسط این شرکت و حجم بزرگ تولید، لیست کاملی از پتنت‌های ثبت شده آن قابل ارائه نمی‌باشد.
در سال ۱۹۶۷، این شرکت ماشین حساب قابل حمل را اختراع کرد. همچنین، در سال ۱۹۷۰، یک کنترلر تک چیپ را طراحی و تولید کرد که تمامی عناصر پردازشی را در یک ریزتراشه سیلیکونی کوچک گنجانده بود. تعداد پتنت‌های ثبت شده تا سال ۲۰۱۶ تقریباً به ۴۵ هزار عدد رسیده بود و درآمد شرکت در سال ۲۰۲۱ بیش از ۱۸ میلیارد دلار بود.
شرکت NVIDIA
شرکت NVIDIA که در آمریکا مستقر است، در سال ۱۹۹۳ تأسیس شده و در مقایسه با بسیاری از شرکت‌ها، به عنوان یک شرکت جوان محسوب می‌شود. در سال ۲۰۲۱، این شرکت درآمدی به مقدار ۱۶.۶ میلیارد دلار داشته و به خاطر پردازنده‌های گرافیکی قدرتمند، ما از این شرکت آگاهی داریم. احتمالاً محبوبیت محصولات این شرکت در بین گیمرها و طراحان گرافیک بیشتر از سایر حوزه‌ها است.
به همراه طراحی و تولید پردازنده‌های گرافیکی، NVIDIA در زمینه API و سیستم‌های مبتنی بر تراشه نیز فعالیت می‌کند و همچنین در نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای هوش مصنوعی نیز دست دارد. در سال‌های اخیر، با ظهور محصولات موبایل، NVIDIA تشویق شده است تا به این حوزه وارد شود و خرید کمپانی ARM Ltd را می‌توان به عنوان تلاشی برای ورود به این حوزه بیان کرد، اما در سال ۲۰۲۲ این تلاش با شکست مواجه شد.
ریزتراشه‌های تولیدی NVIDIA در حال حاضر به حدی پیشرفت کرده‌اند که کارت‌های گرافیک قدرتمند و منحصربه‌فردی را می‌توانید تهیه کنید که قادر به انجام پردازش‌های سنگین و غیرقابل تصور در زمان بسیار کوتاهی هستند. این باعث 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 ارائه 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 ۵G 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.
جمع بندی
مطمئناً تا به این لحظه شما در مورد میکروچیپ‌ها اطلاعاتی به دست آورده‌اید و تا حدی به تعریف ریزتراشه پیش رفته‌اید. با دقت کم، می‌توان فهمید که در صورت عدم وجود ریزتراشه‌های الکترونیکی، مشکلات زیادی برای ما به وجود خواهد آمد و شرکت‌های مختلف قادر به ارائه خدمات به مشتریان خود نخواهند بود. در حال حاضر، بیشترین سهم بازار در اختیار چند شرکت اصلی است، که مهم‌ترین آنها TSMC تایوان و سامسونگ هستند. اگر سوال یا نظری درباره این موضوع دارید، می‌توانید آن را در ادامه مطلب ارسال کنید.
