Kas yra puslaidininkiai ir kodėl jie būtini elektronikai?

Puslaidininkiai kalbama apie medžiagas, naudojamas beveik visose šiuolaikinėse srityse kompiuteriai ir yra tam tikras laidininkų ir izoliatorių mišinys. Daugelis žmonių per daug nesusimąsto, kas vyksta sukurti kompiuterio procesorių arba GPU, bet kalbant apie šiuolaikinį pasaulį, beveik viskas yra maitinama kompiuterių lustais, o be puslaidininkių pasaulis toks, kokį mes žinome, neegzistuotų.

Puslaidininkiai yra būtini kuriant elektroniką, nes jie leidžia technologijai būti patikimai, kompaktiškai ir įperkamai. Prisiminkite tuos laikus, kai vakuuminiai vamzdžiai buvo naudojami daugelyje elektronikos gaminių – nors tai veikė, puslaidininkiai turi įgalintus įrenginius, tokius kaip telefonai, kompiuteriai, monitoriai ir kt., kad taptumėte daug greitesni ir efektyvesni.

Taigi, kas daro puslaidininkiai toks vertingas? Pagrindiniame lygyje puslaidininkius sudaro specifiniai elementai, tokie kaip silicis, arba cheminiai junginiai, tokie kaip galio arsenidas. Nors jie nėra tokie laidūs kaip tokios medžiagos kaip varis, jų universalumas yra koks

daro juos tokiais svarbiais šiuolaikinei elektronikai. Puslaidininkio atominė struktūra leidžia elektros srovėms pakeisti jų laidumą, kuris yra svarbu, kai norima konkrečių rezultatų arba kai reikia skirtingų laidumo lygių, atsižvelgiant į situacija. Dėl jų universalumo inžinieriai gali naudoti puslaidininkius, kad sukurtų vieno puslaidininkio lustus su šimtai milijonų, jei ne milijardai, tranzistorių, eksponentiškai didinančių apdorojimo galią, o išlikdami kompaktiška.

Kodėl puslaidininkių trūksta

Pasaulinį lustų trūkumą lemia kelios priežastys, tačiau didžiausia iš jų yra COVID-19. Kai pandemija užklupo pasaulį, sumažėjo vartotojų paklausa, tačiau greitai po to paklausa vėl išaugo, o gamyklos liko uždarytos dėl pandemijos. Tai sukėlė didžiulį pasiūlos ir paklausos skirtumą. Žaliavų įsigijimas gamybai taip pat tapo problema, dėl sumažėjusios tiekimo iš Kinijos ir kainų padidėjimo, kurį sukėlė Rusijos invazija į Ukrainą. Nors šis trūkumas paveikė tokias įmones kaip NVIDIA ir AMD, nukentėjo net automobilių pramonė – nuo ​​2020 m. gruodžio mėn. iki 2022 m. rugpjūčio mėn. naujų automobilių kainos padidėjo 16 proc. JABIL.

Taigi, ar greitai bus išspręstas pasaulinis puslaidininkių trūkumas? Deja, gali praeiti gerokai 2023 m., kol trūkumas bus pašalintas ir rinkos grįš į įprastas vėžes. Žinoma, šiuo klausimu dirba pasaulio vyriausybės, bandančios sukurti daugiau gamyklų ir padėti įmonės gamina daugiau puslaidininkių ir lustų naudodamos mokesčių subsidijas ir kitas valdžios institucijas programas. Žinoma, sunkiausia dalis yra ta, kad puslaidininkių gamyklos statyba trunka ne vienerius metus, bet galiausiai puslaidininkistrūkumas turėtų tapti mažesne problema.

Šaltinis: Vašingtono universitetas, JABIL