Cei mai mari producători de procesoare de PC (CPU), smartphone sau cipuri grafice (GPU) nu au propriile fabrici, ci se bazează pe linii de producție specializate aflate în mare parte în Asia. Însă, mașinile pe care sunt construite așa-zisele placi grafice AMD Radeon sau procesoare Ryzen, cipuri grafice NVIDIA, procesoare de telefon Exynos sau Qualcomm sunt litografiate (tipărite) pe mașini ASML, cel mai mare producător din lume, cu sediul în Olanda.
Componente nanometrice
Un microcip, cunoscut și sub denumirea de cip, cip de computer ori circuit integrat, reprezintă un set de circuite electronice montat pe o fâșie plană din siliciu. Setul de circuite poartă numele de tranzistori ce acționează asemenea unor întrerupătoare în miniatură, activând sau dezactivând trecerea curentului. Siliciul este ales în industria cipurilor pentru că este un metal „semiconductor”, ceea ce înseamnă că prin combinarea cu alte materiale (fosfor sau bor), proprietățile conducătoare ale siliciului vor crește considerabil. Acest fapt conferă cadrul perfect prin care este permisă trecea eficientă a curentului electric.
Un microcip înglobează miliarde de tranzistori, iar dimensiunea acestuia poate fi comparată cu proporțiile unei unghii ale corpului uman. Caracteristicile microcipului sunt măsurate în nanometri. Astfel, vorbind în termeni tehnici, un nanometru este o miliardime, unitate de măsură extrem de mică.
Proiectarea celor mai mici componente
Procesul de fabricație a microcipurilor cuprinde sute de etape și poate dura până la 4 luni doar proiectarea acestuia până la producția propriu-zisă. Astfel, producătorii de cipuri întreprind ca etape preliminare, calibrarea calității și temperaturii aerului din spațiile destinate construirii cipurilor. Cele mai noi cipuri pot conține până la 100 de straturi de siliciu suprapuse și aliniate până la cel mai mic detaliu. Spațiile special destinate creării microcipurilor sunt foarte bine igienizate (clasa ISO 1), ceea ce înseamnă că există foarte puține particule ale căror dimensiuni pot fi observate doar la cele mai performante microscoape. Procesul prin care sunt realizate cipurile este numit litografie sau fotolitografie.
Litografia este un sistem de proiecție, prin intermediul căruia lumina este transpusă printr-un plan al modelului pe o placă de siliciu fotosensibilă, ulterior modelul urmând să fie tipărit. Specific procesului de litografie este controlul fidelității modelelor (PFC) ce vizează analizarea întregului procesor de dezvoltare și fabricație a cipurilor, oferind date esențiale pentru producători. Așadar, algoritmii de putere își fac prezența în acest proces, traduc și implementează datele obținute pentru a preveni ulterioarele erori sau defecte ale produsului finit, generând randamente ridicate în cadrul proiectărilor chiar și pentru cele mai complexe cipuri.
Programatorii ASML au dezvoltat un algoritm de Inteligenta Artificiala care imbunatateste in timp real calitatea cipurilor litografiate si care a fost folosit pentru prima data la producerea procesoarelor AMD Ryzen, astfel crescand eficienta masinilor si numarul de cipuri valide la finalul unui ciclu de productie.
Clasificarea cipurilor
Când vine vorba de cipuri, acestea se clasifică în două tipuri: „cipuri logice” și „cipuri de memorie”
- „Cipurile logice” reprezintă „creierul” dispozitivelor electronice și au rolul de a procesa informații pentru a finaliza o sarcină. Această categorie este formată din procesoarele (unității centrale de procesare), GPU-urile (unități de procesare grafică) și NPU-uri (unități de procesare neuronală, destinate aplicațiilor de învățare profundă și automată – regăsite de exemplu in produse cum ar fi AMD Ryzen Series). Printre producătorii de top care folosesc aceste cipuri, se regăsesc AMD, Samsung, NVIDIA, Qualcomm ce implementează cipurile în gama variată de procesoare.
- „Cipurile de memorie” sunt destinate stocării de informații
Toata lumea: GAMING!
În primul val al pandemiei de COVID-19 de anul trecut, oamenii aflați în lockdown, lucrând de acasă au realizat că au nevoie de un computer (PC, Laptop, consolă) mai performant pentru job sau gaming. Precedentul s-a întâmplat, iar aceștia au achiziționat numeroase computere asamblate ori componente individuale, dar și console video, generând o cerere în expansiune pe un trend de producție în scădere (fabricile închise din zona asiatică din cauza măsurilor din timpul începutului de pandemiei).
Pentru industria auto, reglementările autorităților de anul trecut au scăzut producția companiilor, însă vânzările de autoturisme nu s-au destabilizat, contrar așteptărilor analiștilor economici. În anul 2021, tot mai multe dispozitive și mașinării au la bază un cip sau mai multe pentru a oferi consumatorilor experiențele promise. Astfel, numeroase companii auto integrează cipurile în autovehicule pentru a deveni semi-autonome sau complet autonome, acestea fiind un concurent serios pentru piața cipurilor și semiconductorilor.
Producătorii de cipuri întâmpină momente dificile pe segmentul livrării în timp corespunzător a termoconductorilor către proprii clienți din diferite domenii de producție chiar și la un an de la începutul pandemiei. ASML deține monopolul tehnologiei cu litografie ce facilitează realizarea celor mai mici, mai puternice și mai avansate cipuri din prezent. Contextul actual a pus toată planeta în dificultate, iar îmbunătățirea mașinilor existente ASML cu tehnologie nouă și producerea altor mașini au fost de asemenea îngreunate.
Pentru a încerca să diminueze din criza actuală, ASML va livra mașinării de fabricare a propriilor procesoare clienților de top astfel ASML așteptându-se în acest an la vânzări totale de 5,8 miliarde de dolari de euro cu 30% mai mari decât anul precedent.
Criza cipurilor de orice fel se reflecta in stocurile magazinelor IT, dar si in cazul producatorilor auto sau in alte industrii. Un exemplu puternic al pandemiei si al cererii extrem de ridicate este cel al placilor grafice sau a consolelor (Playstation si Xbox) – fortati sa petreaca mai mult timp in casa, oamenii s-au orientat catre gaming si socializare prin joc, iar placile grafice au disparut din magazine in mainile si mai multor gameri casual sau entuziasti.