Yapay zekâ teknolojisine olan ilginin artması ve jeopolitik risklerdeki artış küresel çip pazarında rekabeti giderek büyütmektedir. Son yıllarda, COVID-19 pandemisi ve jeopolitik gerginlikler gibi faktörler nedeniyle çip tedariğinde bir kriz yaşanmıştır. Bu durum, birçok sektörde üretim kesintilerine ve fiyat artışlarına yol açmıştır. Pazarın büyüklüğünün geçen yılki düşüşün ardından 2024’te yüzde 13,1 artışla 588,4 milyar dolara ulaşması beklenmektedir.

Günümüzde oldukça sık konuşulan, eksikliğinde özellikle otomotiv başta olmak üzere derin sıkıntıların yaşandığı çip, entegre, mikroçip, yonga, tümleşik devre gibi birçok ismi ve çeşidi bulunan bu elektronik devre setleri hakkında siz değerli okuyucularımı bilgilendirmek istedim. Çip veya entegre, üzerinde minyatürleştirilmiş aktif cihazlar (örneğin transistörler ve diyotlar) ve pasif cihazların (örneğin kapasitörler ve dirençlerin) olduğu, tek bir ünite olarak üretilen bir elektronik devre setidir ve birçok devredeki işlevleri gerçekleştirmek için aranan elemanlardır. İnce bir elektronik devre olan çipler modern elektronik sektöründe çok geniş bir yelpazede kullanılmaktadır (Entegre Devre (IC) Nedir | ElektrikPort Akademi).

Entegre devreler, genellikle silisyumdan yapılmış yarı iletken maddeler ile tasarlanmış metal bir levha üzerine yerleştirilen ve bir muhafaza ile kaplanan elektronik devreler grubudur. Elektronik bileşenlerin bir araya getirildiği ve tek bir çekirdekte toplandığı bir yapıdır. Entegreler, komponentleri ayrık olan elektronik devrelerden genellikle daha küçük boyutludur. Çok küçük bir alanda milyarlarca transistör ve elektronik devre elemanı içerecek kadar küçültülebilir. Bir devre içerisindeki her bir iletken sıranın genişliği teknolojinin elverdiği ölçüde (2008’de bu ölçü 100 nanometre idi. 2021 itibarıyla bu ölçü 5 nanometredir) küçültülebilir. Küçük boyutu, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile günümüzün modern elektronik sektöründe çok önemli bir yer tutmaktadır (Entegre Devre- Vikipedi).

Entegre devreler, içerdikleri elektronik devre elemanı sayısı, işlevleri, üretim teknikleri ve kılıfları gibi farklı kategorilere göre sınıflandırılabilirler (“Entegre devre – Vikipedi”, t.y.-b). Örneğin, TTL ve CMOS entegreleri gibi farklı tipleri bulunmaktadır. Entegreler, ses amfisinden motor sürücüsüne, mikro kontrolcüye kadar birçok uygulamada ve modern elektronik cihazlarda temel bileşenlerdir ve bilgisayarlar, cep telefonları, televizyonlar gibi birçok alanda kullanılırlar. Çipler, elektronik dünyasının vazgeçilmez yapı taşlarıdır.

ÇİP TÜRLERİ

Farklı işlevler ve amaçlar için tasarlanmış birçok çip türü vardır. En yaygın çip türlerinden bazıları şunlardır:

• İşlemciler: Bilgisayarların ve diğer elektronik cihazların beyni olarak kabul edilirler. Hesaplama ve veri işleme işlemlerini gerçekleştirirler. Farklı işlemci türleri şunlardır: Merkezi İşlemci Birimi (CPU): Bilgisayarın ana işlemcisidir. Uygulamaları çalıştırır ve komutları işler. Grafik İşlemci Birimi (GPU): Görsellerle ilgili işlemleri gerçekleştirir. Oyunlar, video düzenleme ve grafik tasarım gibi uygulamalar için kullanılır. Sinyal İşlemcisi (DSP): Ses ve görüntü sinyallerini işler.
• Bellek Çipleri: Verileri depolar. Farklı bellek çipi türleri şunlardır: Rastgele Erişim Belleği (RAM): Bilgisayarın geçici olarak kullandığı verileri depolar. Salt Okunur Bellek (ROM): İşletim sistemi gibi kalıcı verileri depolar. Flash Bellek: USB bellekler ve SSD’ler gibi depolama cihazlarında kullanılır.
• Diğer Çip Türleri: Analog Çipler: Sürekli değişen sinyalleri işler. Radyo alıcıları ve ses amplifikatörleri gibi cihazlarda kullanılır. Dijital Çipler: 0 ve 1 gibi ayrık sinyalleri işler. Bilgisayarlar ve mikrodenetleyiciler gibi cihazlarda kullanılır. Mikrodenetleyiciler: Küçük, tek çipli bilgisayarlardır. Beyaz eşya ve otomobiller gibi cihazlarda kullanılır.

İlk entegre devre 1958 yılında Jack Kilby tarafından tanıtılmıştır. Bu, tek tek elle lehimlenen devre elemanları yerine tüm bağlantıların tek bir çip üzerinde hazır olabileceği bir dönüm noktası olmuştur. İlk entegreler germanyumdan yapılmış ancak daha sonra silikon kullanılarak üretimi daha kolay hale gelmiştir.

ÇİP ENDÜSTRİSİNİN ÖNEMİ VE BÜYÜKLÜĞÜ

Çip endüstrisi, modern dünyada hayati önem taşımaktadır. Neredeyse her elektronik cihazda kullanılan çipler, bilgi teknolojisinin, telekomünikasyonun, otomotiv sektörünün, tıbbi cihazların ve diğer birçok endüstrinin temelini oluşturmaktadır. Bilgisayarların, akıllı telefonların, internetin ve diğer birçok teknolojik ilerlemenin temelini oluşturmaktadır.

Çipler, dijital ekonominin işleyişi için kritik öneme sahiptir. E-ticaret, bankacılık, sosyal medya ve diğer çevrimiçi platformlar çiplere bağlıdır. İlaveten, çip endüstrisi, dünya genelinde milyonlarca kişiye istihdam sağlamaktadır ve küresel ekonomiye önemli katkılar yapmaktadır.

ABD, Çin, Güney Kore, Japonya ve Tayvan çip üretiminde lider ülkeler arasında olup küresel çip pazarının 2024 yılında yüzde 13,1 artışla 588,4 milyar dolarlık bir büyüklüğe ulaşması beklenmektedir. Pazarın yıllık %10’dan fazla bir oranda büyümesi öngörülmektedir. Yapay zekâ, nesnelerin interneti ve 5G gibi yeni teknolojilerin gelişmesi, çiplere olan talebi daha da artıracaktır.

Başkan Joe Biden döneminde ABD’nde, ülkenin yarı iletken üretimindeki liderliğini yeniden sağlamak için CHIPS ve Bilim Yasası çıkarılmıştır. Bu yasa kapsamında ülkede yarı iletken üretimini artırmak amacıyla Intel’e 8,5 milyar dolarlık hibe verme kararı alınmıştır. Bu finansman ile şirketin Arizona, Ohio, New Mexico ve Oregon eyaletlerindeki tesislerinin inşasını ve genişletilmesi ve ayrıca 30 bin kişilik istihdam oluşturması beklenmektedir.

ABD, Güney Koreli elektronik şirketi Samsung’a Texas’taki çip üretimi yatırımı için 6,4 milyar dolara kadar doğrudan finansman sağlayacağını bildirmiştir. Samsung ile ABD Ticaret Bakanlığı arasında, şirketin gelişmiş yarı iletken üretimi ve AR-GE’sini Texas’a getirmek için bir ön anlaşma yapılmıştır. Bu kapsamda Samsung’un 40 milyar doların üzerinde yatırım ve en az 21.500 istihdam sağlayarak Texas’ın yarı iletken ekosistemindeki rolünü güçlendireceği beklenmektedir. Bu tesisler, yapay zekâ gibi ileri teknolojiler için gerekli olan dünyanın en güçlü çiplerinden bazılarının üretimini destekleyeceğinin ve ABD’nin ulusal güvenliğini güçlendireceği tasarlanmaktadır.

ABD hükümeti açıklanan ön anlaşmaya göre, dünyanın en büyük çip üreticisi TSMC şirketine ülkede fabrika kurması için 6,6 milyar dolar hibe ve 5 milyar dolar kadar kredi vermeyi planlamaktadır. Ülke, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji gibi bazı yükselen sektörlerde devlet destekleriyle kapasite artırımı hedeflenmektedir.

Dünyadaki çiplerin yüzde 10’undan azını üreten ve en gelişmiş çiplerden hiçbirini üretmeyen ABD, CHIPS ve Bilim Yasası sayesinde bu durumun değişeceğini öngörmektedir. Son yıllarda yarı iletken üretim yatırımları 240 milyar doların üzerindedir.

ABD yönetimi ayrıca, Global Foundries ve Microchip Technology’ye de yarı iletken üretimini artırmak için destek vereceğini belirtmiştir. Ülkenin, çip yatırımlarıyla 2030’a kadar dünyadaki en ileri yarı iletkenlerin yüzde 20’sini üretmesi hedeflenmektedir.

ANAHTAR OYUNCULAR VE ŞİRKET PROFİLLERİ

Çip endüstrisinde birçok anahtar oyuncu bulunmaktadır.

• Intel Corporation:

Amerika Birleşik Devletleri merkezli olan Intel, yarı iletkenler, mikroişlemciler, bellek çözümleri ve diğer çip teknolojileri alanında dünya çapında faaliyet gösteren bir şirkettir. Bilgisayar, veri merkezi, bulut bilişim, nesnelerin interneti ve yapay zekâ gibi alanlarda güçlü bir bilgi işleme kapasitesine sahiptir.

• Samsung Electronics Co., Ltd.

Güney Kore merkezli olan Samsung, çeşitli elektronik ürünlerin yanı sıra yarı iletken ve çip teknolojilerinde de faaliyet göstermektedir. Bellek çözümleri, SSD’ler, DRAM ve NAND flaş bellek gibi ürünlerde lider konumdadır.

• Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC)

Tayvan merkezli olan TSMC, dünyanın en büyük yarı iletken üreticilerinden biridir. Müşterilerine çeşitli ölçeklerde ve teknolojilerde çip üretimi sağlamaktadır. Özellikle son teknoloji yongaların üretiminde uzmanlaşmıştır. Tayvanlı çip devi, küresel çip üretiminin yaklaşık 3’te 2’sini tek başına karşılamaktadır.

Çip üreticisi TSMC ileri teknoloji çiplerin üretimi açısından kilit önemdeki ekstrem morötesi litografi (EUV) makineleri kullanmaktadır ve Tainan kentinde 18 no’lu dökümhanesini faaliyete geçirmiştir (AA, 2024). Dünyanın en büyük gelişmiş işlemci üreticisi olan TSMC’nin müşterileri arasında Nvidia ve Apple gibi şirketler yer almaktadır. ChatGPT gibi sohbet robotlarının yaygınlaşmasının yol açtığı yapay zekâ çiplerine yönelik güçlü talep, TSMC’nin hisselerinin son bir yılda yüzde 56 oranında artmasına neden olmuştur. TSMC, şu anda 3 nanometrelik çipler üretebilmektedir ve 2025 yılında 2 nanometrelik çiplerin seri üretimine başlamayı planlamaktadır. Genellikle daha küçük bir nanometre boyutu, daha güçlü ve verimli çipler sağlamaktadır.

TSMC, özellikle yapay zekâ uygulamalarında kullanılan gelişmiş çiplere yönelik güçlü talebin devam etmesiyle 2024’ün ilk çeyreğinde beklentileri aşan gelir ve kâr açıklamıştır. 2024 yılı ilk çeyreği için net geliri, geçen yıla göre yüzde 16,5 artışla 592,64 milyar Yeni Tayvan doları (18,87 milyar dolar) olmuştur. Şirketin aynı dönemdeki kârı ise yüzde 8,9 yükselmiş ve beklentileri aşarak 225,49 milyar yeni Tayvan dolarına ulaşmıştır.

• NVIDIA Corporation

Amerika Birleşik Devletleri merkezli olan NVIDIA, görsel hesaplama, yapay zekâ ve oyun teknolojileri gibi alanlarda önde gelen bir şirkettir. Grafik işlemcileri (GPU’lar) ve yapay zekâ işlemcileri (AI) gibi ürünlerle tanınmaktadır.

Nvidia Corporation grafik işlemci (GPU) üretiminde öne çıkan şirketlerden biridir. Özellikle oyun ve yapay zekâ uygulamaları için yüksek performanslı GPU üretiminde uzmanlaşmış olan Nvidia, geniş yelpazede kullanılan güçlü grafik işlemcileriyle tanınmaktadır. Grafik kartları, profesyonel grafik tasarımından derin öğrenme ve yapay zekâ uygulamalarına kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır (“Çip Nedir? Dünyanın En Büyük Çip Üreticileri Hangileri? – Midas”, t.y.).

• Qualcomm Incorporated

Amerika Birleşik Devletleri merkezli olan Qualcomm, mobil iletişim teknolojileri ve yongaları alanında lider bir şirkettir. Akıllı telefonlar, IoT cihazları, otomotiv uygulamaları ve diğer kablosuz iletişim cihazları için çeşitli yongalar üretmektedir.

• Advanced Micro Devices, Inc. (AMD)

Amerika Birleşik Devletleri merkezli olan AMD, yüksek performanslı mikroişlemciler, grafik işlemcileri ve ilgili teknolojiler konusunda uzmanlaşmış bir şirkettir. Bilgisayarlar, oyun konsolları, sunucular ve veri merkezleri gibi çeşitli pazarlara ürünler sağlamaktadır.

• Broadcom

Merkezi ABD’de bulunan Broadcom kablosuz iletişim, ağ ve veri depolama çözümleri konusunda önde gelen şirketler arasındadır. Broadcom çipleri özellikle mobil cihazlar, kablosuz ağlar, veri merkezleri ve bulut hizmetleri için kritik öneme sahiptir. Yüksek performans, güvenilirlik ve enerji verimliliği gibi faktörlere odaklanılarak dünya genelinde birçok büyük şirket tarafından ağ altyapılarını güçlendirmek için kullanılmaktadır.

• Micron Technology

Dünyanın en büyük bellek çipi üreticilerinden biri olan Micron Technology, 1978 yılından bu yana faaliyetlerini sürdürmektedir. Micron Technology, bellek çipi üretimindeki uzmanlığıyla sadece tüketicilere değil, aynı zamanda kurumsal kullanıcılara da hizmet sunmaktadır. Şirket özellikle sunucular, bilgisayarlar, akıllı telefonlar, tabletler, IoT ve daha pek çok elektronik cihaz için bellek çözümleri sağlamaktadır. Micron Technology özellikle de DRAM (Dinamik Rastgele Erişim Belleği) ve NAND flaş bellekleri gibi yarı iletkenlerin üretiminde uzman konumunda yer alıyor.

TÜRKİYE’DE ÇİP ENDÜSTRİSİ

Özellikle hükümetin ve özel sektörün desteğiyle Türkiye, yarı iletken ve mikroçip üretiminde daha fazla yer almak için çeşitli girişimlerde bulunmuştur.

• Yatırımlar ve Altyapı: Türkiye, çip üretimi ve tasarımı alanında yerel kapasitelerini geliştirmek için büyük çaplı yatırımlar yapmaktadır. Özellikle İstanbul ve Ankara gibi büyük şehirlerde çip tasarımı ve AR-GE merkezlerinin kurulmasıyla bu alandaki faaliyetler artmıştır.
• Tasarım ve AR-GE: Türkiye’de çip tasarımı ve AR-GE faaliyetleri hızla gelişmektedir. Özellikle savunma sanayii, otomotiv, sağlık ve telekomünikasyon gibi sektörlerde çip tasarımı ve entegrasyonu giderek daha fazla önem kazanmaktadır.
• Üretim: Türkiye, yarı iletken üretimi konusunda henüz büyük ölçekli tesislere sahip değildir. Ancak, yerel üretimi teşvik etmek amacıyla çeşitli teşvikler ve destekler sunulmaktadır. Bazı yerel şirketler, özellikle mikroçip üretiminde belirli uzmanlık alanlarında faaliyet göstermektedir.
• İş birlikleri ve Ortaklıklar: Türkiye, çip endüstrisinde uluslararası iş birlikleri ve ortaklıklar kurarak yerel kapasitelerini güçlendirmeye çalışmaktadır. Özellikle yabancı çip üreticileri ve tasarımcıları ile yapılan ortak girişimler, yerel endüstriyi desteklemektedir.
• Eğitim ve Yetenek: Türkiye’de çip endüstrisinin gelişmesi için nitelikli insan kaynağı büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle üniversiteler ve meslek okulları, çip tasarımı ve üretimi alanında eğitim programları ve araştırma projeleri geliştirmektedir.

TÜBİTAK ve Savunma Sanayii Müsteşarlığı tarafından desteklenen galyum nitrat yarı iletken malzemesi temelli nano transistör teknolojisi, ASELSAN ve Bilkent tarafından milli olarak geliştirilmiştir (diyot.net nedir ?”, 2024). BİLKENT Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi’nde yüksek performanslı transistörler üretilmiş, laboratuvar testleri tamamlanmış ve ASELSAN’da yapılan saha testlerinde de başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Üretilen transistörlerden elde edilen sonuçların, hedeflenen performansların üzerinde çıkması sonucunda ASELSAN ve Bilkent yönetimleri bu konuda ortak şirket kurma kararı almıştır. ASELSAN ve Bilkent Üniversitesince, yüksek güçlü nano transistörlerin üretimi için Mikro Nano Teknolojileri Sanayi ve Ticaret AŞ (AB-MikroNano) adında şirket kurulmuştur. Şirket, Türkiye’de ilk defa radar, yüksek hızlı tren, elektrikli arabalar ve 4G cep telefon sistemleri gibi birçok farklı alanda kullanılan galyum nitrat transistör ve entegre devre üretimi yapacaktır.

30 milyon dolar yatırımla kurulan AB-MikroNano, Türkiye’de ilk kez ticari amaçlı transistör ve elektronik entegre devre üretimi yapacak ve ihraç edecektir. Bu arada Türkiye, dünyada galyum nitrat yarı iletken malzemesi temelli nano transistör teknolojisi geliştirilebilen 5 ülkeden birisi konumunda bulunmaktadır.

• Aselsan

Türkiye’nin savunma ve güvenlik teknolojileri alanında önde gelen şirketlerinden biri olan Aselsan, mikroelektronik ürünler ve çözümler geliştirmekte ve üretmektedir. Özellikle askeri elektronik sistemler için çipler ve entegre devreler üretmektedir.

• STM Savunma Teknolojileri Mühendislik ve Ticaret A.Ş.

STM, savunma sanayi alanında faaliyet gösteren bir Türk şirketidir. Çip üretimi ve entegrasyonu da dahil olmak üzere çeşitli elektronik sistemlerin tasarımı ve geliştirilmesinde yer almaktadır.

• Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK)

TÜBİTAK, Türkiye’deki bilimsel ve teknolojik araştırmaları destekleyen bir kurumdur. TÜBİTAK, mikroelektronik, nanoteknoloji ve çip tasarımı gibi alanlarda Ar-Ge faaliyetleri yürütmekte ve çeşitli projeleri desteklemektedir.

• Bilkent Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi (NANOTAM)

Bilkent Üniversitesi bünyesinde faaliyet gösteren NANOTAM, nanoteknoloji ve mikroelektronik alanlarında araştırma ve geliştirme faaliyetleri yürütmektedir. Bu merkezde çeşitli çip tasarımı ve üretimi projeleri gerçekleştirilmektedir.

Türkiye’de çip üretimi alanında bazı girişimler ve tesisler bulunmakta ise de global çip endüstrisindeki devasa oyuncularla kıyaslandığında, Türkiye’deki çip üretimi henüz büyük ölçekli değildir ve global pazardaki payı sınırlıdır. Çip üretimi genellikle savunma sanayii ve özel uygulamalara odaklanmış durumdadır.

KAYNAKÇA

Çip Nedir? Dünyanın En Büyük Çip Üreticileri Hangileri? – Midas. 3 Mayıs 2024 tarihinde https://www.getmidas.com/blog/cip-nedir/ adresinden erişildi.

Entegre devre – Vikipedi. 26 Mart 2024 tarihinde https://tr.wikipedia.org/wiki/Entegre_devre adresinden erişildi.

Entegre devre – Vikipedi. 3 Mayıs 2024 tarihinde https://tr.wikipedia.org/wiki/Entegre_devre adresinden erişildi.

Entegre Devre (IC) Nedir | ElektrikPort Akademi. 26 Mart 2024 tarihinde https://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/entegre-devre-(ic)-nedir-elektrikport-akademi/11549#ad-image-0 adresinden erişildi.

GALYUM NİTRAT TRANSİSTÖR VE ENTEGRE DEVRE ÜRETİMİ BAŞLIYOR – diyot.net nedir ? 3 Mayıs 2024 tarihinde https://diyot.net/galyum-nitrat-transistor-ve-entegre-devre-uretimi-basliyor/ adresinden erişildi.

Tayvanlı çip devi TSMC, depremin ardından ara verdiği üretime döndü. 3 Mayıs 2024 tarihinde https://www.aa.com.tr/tr/ekonomi/tayvanli-cip-devi-tsmc-depremin-ardindan-ara-verdigi-uretime-dondu/3183469 adresinden erişildi.