Čipy

10. 1. 2022

Jak je to s těmi čipy?
Žádná elektronika by bez nich nedokázala fungovat. Televize, mobil, počítačová technika, ale ani auta. Navenek vykonává elektronika úkol podle toho, k čemu ji inženýři zkonstruovali a programátoři naprogramovali. Na úplně mikroskopické (přesněji nanoskopické) úrovni jde o velké množství maličkých tranzistorů, které zajišťují „logiku“ všech výpočetních operací. Polovodičové čipy jsou miniaturní křemíkové destičky, na kterých najdeme až desítky milionů dalších součástek. Jejich nožičky jsou připájeny na desky plošných spojů pod nimi.

Čipy v autech
jsou důležité třeba pro přesné vyhodnocení různých fyzikálních veličin, díky nimž je možné optimalizovat různé procesy jako řídící jednotky ABS, vstřikování a podobně. Nezastupitelné jsou v mnoha bezpečnostních systémech. Každý obsahuje vlastní procesor nebo mikrokontrolér s programovým kódem, které vyhodnocují data z desítek senzorů měřících stav systémů.

Šéf Intelu 
před téměř 20 lety řekl, že čip je nejsložitější věc, kterou člověk vytvořil. Ročně se jich vyrobí stovky miliard, jejich cena je přitom zanedbatelná. Kdyby teď nebyly, nejspíš bychom na ně svou pozornost vůbec neupoutali.

Jejich nedostatek způsobil nemalé problémy. Třeba Škoda auto plánuje od druhé poloviny října do konce roku 2021 výrazně omezit nebo úplně zastavit výrobu ve všech svých českých závodech. 

Nedostatek čipů způsobila pandemie. Lidé zůstali doma a začali komunikovat online. Došlo k obrovskému nárůstu poptávky po spotřební elektronice. Na to musely navázat komunikační sítě, bylo potřeba posílit infrastrukturu, aby vydržela obrovský nápor datových přenosů.

Výrobci na to nebyli připravení, neměli jak. Postavit novou moderní výrobní linku na mikročipy stojí desítky miliard dolarů. A zabere i dva roky. Proto ta reakce nemůže být tak rychlá.

Výroba čipů
je velmi složitá vzhledem k požadavkům na ultračisté prostředí a vyrobené množství. Využívá kombinaci objevů z fyziky, chemie, informatiky, robotiky i logistiky.

Základem je křemíkový plátek (wafer) měřící 15 - 30 cm. Na něj se naskládá několik stovek čipů (dice). Pomocí litografických technik se využívají různé metody pro formování finálního čipu, který vzniká odspodu. 

Výrobní linka
zvládne paralelně vyrobit stovky nebo tisíce čipů. Díky tomu je možné původní investici na linku následně rozpočítat do miliardy vyrobených kusů. Proto jsou ve výsledku levné. V roce 2020 bylo vyrobeno přes bilion součástek a poptávka po nich neustále roste. V následujících letech se předpokládá nárůst výroby o více než 50 %. 

Specialistou na výrobu čipů je Taiwan. Po celém světě zaměstnává více než 50 tisíc lidí. Na jejich linkách vznikají nejmodernější čipy navrhované v USA. 

Automobilky
čekalo nepříjemné překvapení. V roce 2020 kvůli pandemii Covidu zrušily část objednaných čipů. Výrobci podle toho upravili produkci a více čipů nabídli žádanějším segmentům. Když pak automobilky v dalším roce objednávky obnovily, čipů se přestalo dostávat. 

A tak se obyčejný čip stal surovinou 21. století.
Po několika letech vývoje nyní Bosch zahajuje velkosériovou výrobu výkonových polovodičů z inovativního materiálu, které bude dodávat výrobcům automobilů po celém světě. Tajemství mimořádného výkonu čipů SiC spočívá v malém atomu uhlíku.

Zdroj: seznamzpravy, auto.cz, e15