Halbleiter sind allgegenw?rtig. Sie steuern und kontrollieren den Stromfluss in elektronischen Ger?ten und Anlagen und werden in der Regel aus Silizium, Germanium oder anderen reinen Elementen hergestellt. Silizium ist das in der Halbleiterherstellung am h?ufigsten verwendete Material, dicht gefolgt von Galliumarsenid.

Halbleiter sind f¨¹r fast jeden Aspekt unseres t?glichen Lebens verantwortlich und werden in Laserdioden, Solarzellen, integrierten Schaltkreisen f¨¹r Mikrowellenfrequenzen und vielen anderen Anwendungen eingesetzt. Sie sind die unbesungenen Helden der Technikwelt und kommen in allen der Menschheit bekannten technischen Anwendungen vor, darunter in Ger?ten wie Smartphones, Autos und CCTV-Kameras, um nur einige zu nennen.

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Bereits im fr¨¹hen 19. Jahrhundert f¨¹hrten Wissenschaftler wie Thomas Johann Seebeck und Michael Faraday erste Experimente durch, die zur Entwicklung der ersten Halbleiter f¨¹hrten. Nach den nachfolgenden Arbeiten von Alexandre Becquerel, Peter Rosenschold und Willoughby Smith war es Karl Ferdinand Braun, der 1874 den Kristalldetektor entwickelte, das erste bekannte Halbleiterbauelement.

Mit raschen Fortschritten in der Konstruktion hat die Implementierung von Halbleitern zu schnelleren, wirtschaftlicheren und effizienteren Maschinen gef¨¹hrt. Die heutigen modernen Halbleiter bieten eine ganze Reihe von Vorteilen.

Zun?chst einmal sind sie leicht und kosteng¨¹nstig. Da sie in eine Vielzahl von Ger?ten integriert werden k?nnen, erh?ht sich ihre Zuverl?ssigkeit.

Zweitens sind sie langlebig und ben?tigen weniger Energie, was sie zu einem idealen Material f¨¹r eine Vielzahl von Anwendungen in einer Vielzahl von Produkten macht.

Halbleiter sind die Grundlage und das Ger¨¹st der Technologie, und sie sind zweifellos die Basis f¨¹r unsere gegenw?rtigen und zuk¨¹nftigen Durchbr¨¹che. Von der Luft- und Raumfahrt ¨¹ber die Unterhaltungselektronik bis hin zu Energie und Medizin haben Halbleiter ¨¹berall einen unausl?schlichen Eindruck hinterlassen.

Einige der Bereiche, in denen Halbleiter ein bedeutendes Wachstum erfahren haben, sind:

Gesundheitswesen: Krankenh?user und Gesundheitsdienstleister der n?chsten Generation setzen auf Spitzentechnologie. Roboter werden zur Unterst¨¹tzung bei komplizierten Operationen eingesetzt. Telemedizin erleichtert die Kommunikation mit Patienten und die Diagnose von Symptomen. Diese Ger?te sind nur dank Halbleitern m?glich, die bei der Steuerung von Strom, Sensoren, Temperaturen, Dr¨¹cken, Berechnungen und einer Vielzahl anderer Funktionen helfen.

5G: Wenn 5G vollst?ndig implementiert ist, wird es einen schnelleren Informationsfluss und eine schnellere Verarbeitung erm?glichen. die neuen Spezifikationen von 5G m¨¹ssen durch ein bahnbrechendes Halbleiterdesign erf¨¹llt werden. Der weltweite Markt f¨¹r 5G-Chips?tze d¨¹rfte bis 2030 ein Volumen von 90,79 Mrd. USD erreichen und zwischen 2020 und 2030 mit einer CAGR von 44,95 % wachsen.

K¨¹nstliche Intelligenz (KI): Infolge der weit verbreiteten Einf¨¹hrung von KI-Technologien arbeiten viele Unternehmen an der Strategie und Entwicklung von KI-integrierten Halbleiterchips. Diese haben branchen¨¹bergreifend zahlreiche Vorteile, darunter niedrigere Betriebskosten, verbesserte Leistung und h?here Fertigungsgeschwindigkeit. Der weltweite Markt f¨¹r KI-Chips wird bis 2030 ein Volumen von 304,09 Mrd. USD erreichen und zwischen 2022 und 2030 mit einer CAGR von 29,9 % wachsen.

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Im Jahr 2021 verzeichnete die Halbleiterindustrie das zweite Jahr in Folge ein Rekordwachstum und erreichte 527,88 Mrd. USD. Es wird erwartet, dass die globale Halbleiterchipindustrie im Jahr 2022 rund 600 Milliarden US-Dollar erreichen wird, wenn sie weiterhin mit der derzeitigen Geschwindigkeit w?chst.

Die Siliziumlieferungen erreichten neue Rekorde, da die Nachfrage nach Silizium weiterhin hoch ist, um die breite Palette von Halbleiterger?ten zu unterst¨¹tzen, die f¨¹r die moderne digitale Wirtschaft ben?tigt werden. Es wird erwartet, dass der weltweite Halbleitermarkt zwischen 2022 und 2029 mit einer CAGR von 12,2 % von 600 Mrd. USD auf 1.380,79 Mrd. USD w?chst.

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Wie wir bereits erw?hnt haben, sind die vier Hauptkomponenten von Halbleitern die sehr gro? angelegte Softwareintegration (VLSI), das Systemdesign, die Plattformsoftware und Middleware sowie die Validierung. Sie arbeiten zusammen, um ein robustes System aufzubauen, das einen effizienten und leistungsstarken Halbleiter produziert. Hier sprechen wir vor allem ¨¹ber den Systementwurf.

Der Systementwurf ist ein wesentlicher Bestandteil der Halbleiterentwicklung. Vom Rechenzentrum bis zum Netzwerkrand erfordern aktuelle und neue Anwendungen leistungsstarke und hocheffiziente Hardware-Implementierungen. Ein umfassender und integrierter Systementwurfsprozess hilft bei der Identifizierung geeigneter L?sungen und Abhilfema?nahmen f¨¹r potenzielle Herausforderungen.

Im Halbleiterparadigma umfasst das Systemdesign die folgenden Funktionsbereiche:

• Entwurf der Hardware-Plattform
• Entwurf der Funkfrequenz
• Mechanischer Entwurf
• ±Ê°ù¨¹´Ú³Ü²Ô²µ und Validierung
• Entwurf der Plattform-Software
• Entwurf und Validierung von FPGAs (Field Programmable Gate Array)

In allen oben genannten Bereichen besteht das Hauptziel des Systemdesigns darin, eine optimale Verarbeitung bei der Erstellung und ±Ê°ù¨¹´Ú³Ü²Ô²µ von Chips zu gew?hrleisten.

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Aus der Perspektive des Systemdesigns arbeitet LTTS mit System- und Hardwarekomponenten, um Referenzboarddesigns, Entwicklungsplattformen, Evaluierungsboards, Validierungsboards/Ladeboards/Testerkarten, Designanalysen und Bibliotheksmanagement zu liefern. LTTS verf¨¹gt ¨¹ber hochmoderne Labore, die mit modernsten F?higkeiten ausgestattet sind, und kann auf jahrelange Erfahrung zur¨¹ckgreifen:

• Design von Leiterplatten
• Proto-Herstellung
• FPGA-Entwurf und -Validierung
• SI/PI-Analyse
• Vorzertifizierung (EMI/EMC, RF, thermisch)
• Entwicklung von Bauteilen

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Halbleiter erm?glichen Zukunftstechnologien wie Quantencomputer und fortschrittliche drahtlose Netzwerke. Sie werden im Laufe der Zeit unweigerlich kleiner, effizienter und leistungsf?higer werden, so dass sie in technologisch fortschrittlichere Ger?te integriert werden k?nnen. Die Zukunft der Halbleiterindustrie ist gepr?gt von Expansion und Wachstum, um eine bessere Zukunft f¨¹r alle zu erm?glichen.

LTTS hat mit seinem Fachwissen im Systemdesign mehrere Erfolge im Halbleiterbereich erm?glicht. Klicken Sie hier, um zu erfahren, wie LTTS in einem wichtigen Projekt f¨¹r einen seiner Kunden einen Mehrwert geschaffen hat.

Lesen Sie Teil III unserer Blogserie ¨¹ber Halbleiter, in dem wir uns mit Plattformsoftware und Middleware besch?ftigen, hier.