Anche il settore automobilistico ha dovuto affrontare una crisi dei chip negli ultimi giorni. A causa dell’impatto della pandemia sui produttori di chip, unito allo sciopero di STMicroelectronics, alla chiusura degli impianti di assemblaggio dei chip nel Sud-Est asiatico e ad altri fattori, si è verificata una grave carenza sul mercato globale. Ciò ha portato direttamente a una carenza di chip per il settore automobilistico, in particolare chip ESP ed ECO, e molti produttori hanno dovuto ridurre la capacità produttiva per i modelli di fascia alta.
Se si possiede una conoscenza di base dei chip, è facile comprendere le informazioni che circolano su questo argomento da ogni parte. Ad esempio, riguardo all’attuale crisi dei chip per le automobili, chi non ne sa molto penserà che i nostri chip siano davvero scadenti e che stiano causando problemi ovunque. Ma se avete qualche conoscenza in materia, saprete che questo tipo di chip dedicato non presenta requisiti elevati in termini di processo produttivo e non richiede la tecnologia a 5 nm di TSMC. I problemi di capacità produttiva hanno molte cause. Proprio come per la scarsità di carne suina, ci saranno alti e bassi.
Il vero fulcro dei chip per il settore automobilistico non sta nel chip stesso, ma nell’auto. L'ostacolo tecnico per i chip automobilistici non sono i chip stessi, ma i brevetti relativi alle tecnologie automobilistiche. Poiché Europa, Stati Uniti, Giappone e Corea del Sud si sono sviluppati relativamente presto nel settore automobilistico, hanno accumulato numerosi brevetti. Per evitare la crisi dei chip automobilistici, l'attenzione non deve concentrarsi sulla produzione dei chip, ma sull'innovazione delle relative tecnologie automobilistiche.
Di fronte a questa crisi dei chip nel settore automobilistico, BYD ha risposto: “È vero che nel settore si registra una carenza di chip, ma la nostra azienda è in grado di essere completamente autosufficiente e può persino fornire chip a terzi”.
È davvero così? BYD è in grado di produrre chip per il settore automobilistico? È possibile rifornirsi da fornitori esterni?
Solo avendo una visione d'insieme dell'intero settore dei chip, e persino di quello dei semiconduttori, possiamo cogliere la verità che si cela dietro queste informazioni.
Dato che il settore dei chip e dei semiconduttori è così vasto, è facile che tutti si confondano, e trovarsi nel mondo dei chip è come trovarsi in un labirinto.
Spero quindi di riuscire a offrire ai lettori un quadro più chiaro del mondo dei chip attraverso la serie di articoli “Il mondo dei chip”!
Per quanto riguarda questo articolo, spero di aiutare i lettori a fare chiarezza sui concetti di base e sul contesto generale dei settori dei semiconduttori e dei chip, in modo che non vi perdiate nel mondo dei chip! Solo così potremo vedere chiaramente la verità che si cela dietro la risposta di BYD.
semiconduttore
La prima rivoluzione industriale si basava sul motore a vapore, che portò allo sviluppo dell'industria tessile, delle ferrovie e della navigazione;
La seconda rivoluzione industriale si basava sull'elettricità e sui motori a combustione interna, che hanno dato impulso ai settori delle comunicazioni, dei trasporti, dell'elettromeccanica e ad altri ambiti;
La terza rivoluzione industriale si basa sui computer e è alla base di settori quali l'informatica, l'energia atomica, l'aerospaziale e i materiali.
I semiconduttori sono alla base dei computer e della terza rivoluzione industriale!
1. Il concetto di semiconduttore
Per semiconduttori si intendono quei materiali la cui conduttività elettrica a temperatura ambiente si colloca tra quella degli isolanti e quella dei conduttori.
Per quanto riguarda il motivo per cui i semiconduttori sono in grado di condurre l'elettricità, nel mio precedente articolo dedicato al silicio ho fornito una spiegazione molto intuitiva. I lettori interessati possono leggerlo.
2. Materiali semiconduttori
Esistono molti tipi di materiali semiconduttori. Se non vengono classificati, è facile confondersi. Esistono persino molti modi per classificarli:
1. Classificazione basata sulle proprietà chimiche
Si distinguono in semiconduttori composti e semiconduttori elementari; i semiconduttori composti, a loro volta, si suddividono in semiconduttori composti inorganici e semiconduttori composti organici.
La maggior parte dei giacimenti minerari presenti in natura sono composti inorganici, pertanto i primi semiconduttori utilizzati dall’uomo erano composti inorganici. La galena (PbS) fu impiegata fin dai primi tempi per la rilevazione radio. Se cercate “radio minerale”, vi si aprirà una porta su un mondo radiofonico rimasto nell’oblio per oltre 100 anni.
In seguito, furono scoperti il selenio, il germanio e infine il silicio. Ciò diede il via allo sviluppo della prima generazione di semiconduttori elementari.
Con l'aumento della domanda di semiconduttori ad alta potenza nei settori dell'optoelettronica, delle microonde, dell'energia e in altri settori, hanno iniziato a diffondersi i semiconduttori composti di seconda generazione, come l'arseniuro di gallio e il fosfuro di indio, e quelli di terza generazione, come il carburo di silicio e il nitruro di gallio.
2. Classificazione in base alla forma del semiconduttore
Si distinguono in semiconduttori allo stato solido e semiconduttori non allo stato solido. I semiconduttori composti ed elementari sopra menzionati sono fondamentalmente semiconduttori allo stato solido.
Il tipico rappresentante dei semiconduttori non solidi è il cristallo liquido. In realtà, a rigor di termini, il cristallo liquido si colloca a metà strada tra lo stato solido e quello liquido. Il cristallo liquido è il materiale principale degli schermi di visualizzazione. Molti non pensano che il cristallo liquido possa essere considerato anche un semiconduttore.
3. Classificazione in base alla forma cristallina
Si distinguono in semiconduttori monocristallini, policristallini e amorfi. I composti inorganici e i semiconduttori elementari sopra menzionati possono presentarsi in forma monocristallina e policristallina, oltre che in forma amorfa. Gli stati cristallini diversi richiedono metodi di preparazione diversi e, naturalmente, anche le loro proprietà e i loro impieghi sono diversi. I semiconduttori policristallini e amorfi trovano maggiore impiego nel settore fotovoltaico.
3. Forma dei prodotti a semiconduttore
Poiché i semiconduttori sono materiali, è possibile realizzare molti prodotti utilizzando i semiconduttori. Quali sono, nello specifico, questi prodotti?
1. Componenti discreti: si tratta di elementi indipendenti con funzioni autonome, che costituiscono una parte importante dei circuiti dei prodotti elettronici. Quando si apre la scheda madre di un computer, si possono osservare vari componenti discreti, principalmente transistor di vario tipo.
2. Circuito integrato: molti componenti circuitali vengono realizzati sulla superficie o all'interno di un semiconduttore per formare un circuito elettronico ultracompatto. Si distingue in piccolo, grande e supergrande. Si noti che esistono varie definizioni relative alla classificazione in base alle dimensioni. Il presente articolo offre solo una classificazione approssimativa e non è preciso per quanto riguarda il numero di componenti.
3. Film sottili e stampa: film sottili realizzati con materiali semiconduttori o materiali semiconduttori stampati su substrati. Sia il settore fotovoltaico che quello dei display richiedono l'uso di film sottili e la stampa.
chip
I semiconduttori consentono la produzione di circuiti integrati. Il cuore dei circuiti integrati è la tecnologia, che richiede la produzione di migliaia o addirittura centinaia di milioni di transistor su un substrato semiconduttore delle dimensioni di un'unghia.
Ti capita mai di pensare: “Sembra che i circuiti integrati siano dei chip”?.
In realtà, c'è una leggera differenza tra i chip e i circuiti integrati. Un circuito integrato è un semplice insieme di circuiti che svolge una determinata funzione.
Un chip è un prodotto costituito da diversi tipi di circuiti integrati o da un unico tipo di circuito integrato.
In altre parole, un circuito integrato non è necessariamente un chip, ma un chip deve contenere un circuito integrato.
Per fare un esempio semplice da capire, i materiali semiconduttori sono come le parole, mentre i circuiti integrati possono essere una frase o un paragrafo di testo.
E il chip è un'opera letteraria a tutti gli effetti:
Può contenere numerosi capitoli, che sono chip di grandi dimensioni, come quelli utilizzati per server, computer e telefoni cellulari;
Può inoltre comprendere un numero limitato di circuiti integrati, che sono circuiti integrati di tipo neutro, quali circuiti integrati per la gestione dell'alimentazione, circuiti integrati per le radiofrequenze, ecc.;
Può anche trattarsi di un breve articolo o persino di una battuta. Si tratta di un piccolo chip, come ad esempio un chip timer, un chip per impronte digitali, un convertitore digitale-analogico, ecc.
Ora è chiaro a tutti: i semiconduttori non sono chip, ma i semiconduttori possono essere utilizzati per realizzare chip. Perché spesso si confondono i termini “semiconduttori”, “circuiti integrati” e “chip”? Perché più di 80%
