الگوهای کسب مزیت رقابتی در عصر جنگ تراشه
امروزه با رشد اقتصاد دیجیتال و وابستگی روزافزون تولید کالاها و ارائه‌ی خدمات به آن، شاهد روند رشد صنعت میکروالکترونیک، به عنوان یکی از مهم‌ترین صنایع پشتیبان اقتصاد دیجیتال هستیم. آمارها نیز نشان می‌دهند که شرکت‌های فعال در صنعت میکروالکترونیک در سال‌های ۲۰۲۰ و ۲۰۲۱ به طور میانگین به ترتیب شاهد ۹ و ۲۳ درصد رشد بوده‌اند. اما اکنون شرکت‌های فعال در این صنعت با مجموعه‌ای از موانع و چالش‌ها، همچون افزایش پیچیدگی ریزتراشه‌ها، کمبود نیروی انسانی ماهر، اختلال در زنجیره‌ي ارزش و … در مسیر رشد خود مواجه هستند. به همین دلیل این شرکت‌ها برای افزایش بهره‌وری و درآمد خود و کسب جایگاهی مطلوب در بازار، نیازمند توجه به برخی راهبردها هستند. در ادامه به آشنایی با یکی از این راهبردها، یعنی پیشرو بودن و حرکت بر لبه فناوری پرداخته می‌شود.
همواره نوآوری برای شرکت‌های فعال در صنعت نیمه‌هادی اهمیت ویژه‌ای داشته است، زیرا عرضه‌ی تراشه‌هایی سریع‌تر و قدرتمندتر و تجهیزاتی پیشرفته‌تر، موجب افزایش فروش و در نهایت کسب مزیت در عرصه جهانی می‌شود. بر اساس اطلاعات موجود در نمودار ۱ می‌توان گفت که پس از صنایع داروسازی و زیست‌فناوری، شرکت‌های فعال در صنعت نیمه‌هادی به طور میانگین بیشترین درصد از درآمد خود را صرف تحقیق و توسعه می‌کنند. هرچند در مجموع بشر در هیچ صنعتی به اندازه صنعت ریزتراشه هزینه صرف تحقیق و توسعه نکرده است.
نمودار ۱: میانگین درصد هزینه‌های تحقیق و توسعه نسبت به درآمد حاصل از فروش در شرکت‌های فعال در صنایع مختلف
با مطالعه‌ی شرکت‌های موفق در صنعت نیمه‌هادی درمی‌یابیم که این شرکت‌ها راهبردهایی را در راستای نوآوری و ذیل برنامه‌های تحقیق و توسعه‌ی خود دنبال می‌کنند، شرکت مک‌کینزی طی گزارشی به این موضوع پرداخته است:
تمرکز بر تراشه‌های لبه‌ی فناوری[۱] و ماشینآلات مورد نیاز برای تولید آن‌ها:
به طور کلی مشارکت در تولید تراشه‌هایی با نسل فناوری پیشرفته‌تر موجب موفقیت شرکت‌های فعال در صنعت نیمه‌هادی می‌شود؛ زیرا حاشیه سود تولید این تراشه‌ها بسیار بالاست و در نتیجه تولید آن‌ها و همچنین تولید هر محصول یا ارائه‌ی هر خدمتی که در تولید این تراشه‌ها نقشی داشته باشد، سبب کسب سود هنگفت از سوی شرکت‌ها می‌شود. به عنوان مثال شرکت‌های تولید‌کننده‌ی تجهیزات صنعتی می‌توانند با تولید ماشین‌آلاتی که در فرآیند تولید ریزتراشه‌های لبه‌ی فناوری استفاده می‌شوند، سود کلانی به دست آورند.
ایجاد تمایز:
برخی شرکت‌های نیمه‌هادی در کنار پیروی از قانون مور و کاهش اندازه‌ی ریزتراشه‌ها، راه‌های دیگری را نیز برای نوآوری و ایجاد تمایز در ریزتراشه‌های خود انتخاب می‌کنند. به عنوان مثال از نیمه‌هادی ترکیبی، مانند سیلیسیم کاربید (SiC) یا نیترید گالیم (GaN) استفاده می‌کنند. این مواد اتلاف انرژی را محدود کرده و برای کاربردهایی با توان و فرکانس بالا مناسب هستند. در نمودار ۲ روند پیش‌بینی‌شده برای افزایش درآمد حاصل از ادوات قدرت سیلیسیم کاربید و نیترید گالیم را مشاهده می‌شوند. تولید‌کنندگان تجهیزات صنعتی نیز می‌توانند با تولید ماشینآلات تخصصی برای پردازش نیمه‌هادی‌های ترکیبی فرصت‌های جدیدی را برای خود خلق کنند. البته از آن‌جایی که تقاضا برای این ماشینآلات کمتر از ماشینآلات مورد نیاز برای تولید ریزتراشه‌های لبه‌ی فناوری است، شرکت‌ها باید برای حرکت به سمت تولید آن‌ها، بازار را به دقت مورد مطالعه قرار دهند.
نمودار ۲: درآمد پیش‌بینی‌شده‌ی حاصل از ادوات قدرت سیلیسیم کاربید و نیترید گالیم (ارقام به میلیارد دلار)
بسته‌بندی پیشرفته[۲]:
شرکت‌های فعال در صنعت نیمه‌هادی همچنین در راستای نوآوری خود می‌توانند از تکنیک‌های بسته‌بندی پیشرفته‌ي ریزتراشه استفاده کنند. این تکنیک‌ها موجب انتقال حرارت مطلوب‌تر می‌شوند و قرارگیری نزدیک‌تر اجزای تراشه نسبت به هم را ممکن می‌کنند. با افزایش نقاط اتصال[۳] در تراشه‌های حاصل، نرخ انتقال داده افزایش می‌یابد و عملکرد ریزتراشه بهتر خواهد بود. همچنین استفاده از بسته‌بندی پیشرفته امکان استفاده از ریزتراشه‌هایی از نسل‌های فناوری پیشرفته و بالغ را در یک سیستم یکپارچه میسر می‌کند و در نتیجه موجب کاهش هزینه‌ها می‌شود. این روش که ادغام ناهمگن[۴] نام دارد شرکت‌ها را قادر می‌سازد به جای ساخت یک ریزتراشه‌ی بزرگ، چندین ریزتراشه‌ی را با یکدیگر ترکیب کنند. از آن‌جایی که درصد بازدهی با افزایش اندازه‌ي تراشه کاهش می‌یابد، این روش می‌تواند کمک شایانی را در صرفه‌جویی در هزینه‌ها به دنبال داشته باشد. ارزش بازار بسته‌بندی پیشرفته در سال ۲۰۲۰ چیزی معادل ۲۰ میلیارد دلار بوده است و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۶ این رقم به ۴۵ میلیارد دلار افزایش یابد.
کاربردهای خاص:
در مدارهای مجتمع با کاربردهای خاص (ASIC) الگوریتم‌های خاصی در طراحی تراشه بکار برده می‌شوند. این مدارهای مجتمع برای اهداف خاصی همچون هوش مصنوعی و محاسبات ابری استفاده می‌شوند. برآوردها حاکی از آن است که این بخش از صنعت نیمه‌هادی اخیراً با رشد قابل‌توجهی روبرو بوده و می‌تواند فرصت خوبی برای ورود بازیگران جدید باشد. تولید‌کنندگان انواع سامانه‌ها همچون خودروسازها و ارائه‌دهندگان خدمات ابری می‌توانند مشتریان این تراشه‌ها باشند؛ حتی برخی از آنان ممکن است برای افزایش سفارشی‌سازی و تمایز در محصول خود و کاهش زمان تحویل، مدارهای مجتمع خود را طراحی کرده و مستقیماً برای شرکت‌های ساخت ریزتراشه ارسال کنند؛ اما تولید‌کنندگان کوچک‌تر سامانه‌ها ترجیح می‌دهند، آن‌ها را از شرکت‌های تأمین‌کننده‌ی بخرند.،از همین روی، معمولاً تولید‌کنندگان سامانه‌ها به سازندگان و طراحان مدارهای مجتمع با کاربردهای خاص وابستگی دائمی پیدا می‌کنند.
[۱] Leading edge
[۲] Advanced packaging
[۳] Connection points
[۴] heterogeneous integration