Covid-19, teksas yangınları, Asya selleri gibi bahaneler bulunmaya çalışılan çip kıtlığı.
Daha da sürer. Çünkü asıl amacın çip kullanan elektronik üreticilerini eski çipleri kullanmayı bırakmalarını sağlamak olduğunu düşünüyorum. Bir de standart işletim sistemlerine geçerek küresel çapta izlenebilirliği arttırmak.
Mikroçip Nedir? Bir mikroçip (çip, entegre devre, IC gibi isimler ile de bilinir) küçük düz bir silikon parçası üzerindeki bir dizi elektronik devredir. Çip üzerinde transistör adı verilen ve bir elektrik akımını açıp kapatabilen minyatür elektrik anahtarları vardır. Birden fazla silikon tabaka içerisine yerleştirildikleri için “gofret” olarak da isimlendirilirler.
Bir çipin ana maddesi dünya üzerinde en bol bulunan ikinci madde olan silisyumdan yani kumdan elde edilir.
Çip üretimi yazıcıdan çıktı almaya çok benzer. Teknolojinin ilerlemesiyle yazıcıların daha yüksek çözünürlükte yani çok daha küçük noktalardan oluşan çıktı alabilmesine benzer bir şekilde çip teknolojisi geliştikçe daha küçük bileşenleri tabakalar içerisine yerleştirmek mümkün olabilmektedir.
Güncel teknolojide 2 nanometreye kadar inilebilmiştir. Ortalama 10 nanometre ile üretim yapılmaktadır.
Bir karşılaştırma için örnek vermek gerekirse bir kırmızı kan hücresi 7000 nanometre, bir virüs ise 14 nanometre boyundadır.
Bu hassasiyet ile üretim yapabilmek için gelişmiş bir temiz oda teknolojisine ihtiyaç vardır. Ürünün maliyeti çok düşük olsa da bu ürünü üretebilmek için ihtiyaç duyulan teknolojinin yatırım maliyeti yüksektir.
Çip tasarımı yapabilen şirketlerin sayısı çipi üretebilen şirketlerin sayısından daha fazladır. Çipin yeteneklerini ise tasarımına bağlıdır. Tasarım şirketleri tasarımı yaparlar ve genellikle çip üretebilen şirketlere üretim yaptırırlar.
Mikroçip Fiyatlarının Değişimi Üretim Planlama – Arz ve Talep Etkisi Çiplerin üretim maliyetini etkileyen en önemli unsur talep sayısı ve üretim planlamadır. Çipin yetenekleri satış maliyetini daha fazla etkileyen bir unsurdur.
Dünya üzerinde daha çok talep gören çiplerin üretim adetleri daha fazladır; dolayısı ile maliyetleri daha nadir olarak üretime giren çiplere göre daha düşüktür.
Ürün Yaşam Döngüsü Çipler de tüm ürünler ile ortak bir yaşam döngüsüne sahiptir. Bir çip satışa ilk çıktığında aynı şirketin üretimi bile olsa benzer amaçlar için kullanılan çiplere oranla daha pahalıdır çünkü daha yeteneklidir.
Satışları arttıkça daha yüksek adetler ile üretilir ve fiyatı düşer. Aynı zamanda benzer amaçlar için üretilmiş ve daha yetenekli başka çipler de piyasaya sürülmeye devam eder.
Bir çip olgunluk aşamasına geldiğinde yaklaşık olarak aynı fiyata daha yetenekli bir çipi piyasadan satın alabilmek mümkündür. Bu nedenle çipe olan talep azalır. Üretimi azalır ve fiyatı artar.
Son aşamada çipin üretimi dursa bile bu çipe ihtiyaç duyan az sayıda müşteri nedeniyle fiyatları artmaya başlar. Özellikle otomasyon sektörü yedek parça talepleri nedeniyle üretimi duran çiplerden çok etkilenir.
Çipin Yetenekleri ve Geçmiş İle Uyumluluk Bir çipin çalışabilmesi için iki ana ihtiyaç vardır:
Çipin üzerine yerleştirildiği elektronik devre. Çipin içine yüklenen yazılım. Çipin yetenekleri ile orantılı olarak fiziksel yapısı da değişebilir ve genellikle bağlantı pin sayısı artar. Bu durum çipi kullanabilmek için eski çipin çalıştığı devre üzerinde değişiklik yapmayı gerektirebilir.
Eski yazılımlar ise daha minör değişiklikler ile yeni çipe uyarlanabilir.
Neden Çok Fazla Çip Farklılığı Var? Aslında çok fazla çip türü yok. 4 ana çip tipi var:
Hafıza çipleri Mikroişlemciler Grafik işleme çipleri ASIC (Application-specific integrated circuit): Uygulamaya özel entegre devre.
Eğer çok yüksek adetlerde üretim yapılacaksa uygulamaya özel çip tasarlamak maliyeti düşürebiliyor. Aynı zamanda uygulamaya özel çipler donanım seviyesinde güvenliğe ihtiyaç duyulan uygulamalarda kullanılıyor.
Uygulamaya özel çipler için görüntü işleme çipleri, iletişim çipleri, ses çipleri gibi çipler örnek olarak verilebilir.
Geçmişte Neler Yaşandı? Otomasyon sistemlerinde kararlı çalışma ve güvenlik ihtiyacı ön plandadır. Hatta bu tür sistemlerde kullanılan çiplere mikro işlemci yerine “mikro denetleyici” ismi uygun görülür.
Eskiden durum böyleydi, ancak mobil cihazların gelişmesiyle genel amaçlı çiplerin de maliyeti düştü, sistem kararlılığı arttı ve otomasyon sistemlerinde de kendine yer bulmaya başladı. Üreticiler bu sayede aşağıdaki avantajları elde ettiler:
Maliyetler düştü, çip temin riski azaldı Genel amaçlı uygulamalar için daha geniş bir yazılım desteği bulmak mümkündür, yazılım geliştirme daha kolay hale geldi. İşletim sistemi çalıştırabilir duruma geldiler, bu da Endüstri 4.0 ihtiyaçlarını karşılayabilmek için standartlaşma konusunda destek sağladı. Gelecek Bizi Nereye Götürüyor? Genel amaçlı sistemler baskın hale gelecek. İşletim sistemine sahip genel amaçlı cihazların fiyatı daha da düşecek ve yaygınlaşacak. Şu an 25 $ altında bir fiyata üzerine işletim sistemi yüklenebilen bir bilgisayar satın almak mümkün.
Bu türden bilgisayarların kullandığımız otomobilin bileşenlerinden evdeki beyaz eşyalara kadar birçok elektronik cihazın içerisinde yer alması kaçınılmaz görünüyor. Son olarak Microsoft firması da Windows 11 işletim sistemiyle ARM işlemciye destek vermeye başladı. Eskiden donanım desteği ile sağlanan güvenlik ihtiyaçları da gelişen teknoloji ve yazılım desteği ile genel amaçlı çiplerin kullanımı yaygınlaştıkça hem fiyatları düşecek hem de piyasadaki özel amaçlı ASIC çiplere duyulan bağımlılık azalacak.
Ürün Yaşam Döngüsü Etkisi: Ürün yaşam döngülerinin kısalması nedeniyle şirketlerin başka çip krizlerine maruz kalması da kaçınılmaz görünüyor.
İşletim sistemli cihazların yaygınlaşması ve elektronik prototipleme araçlarının gelişmesi donanımların güncellenme hızını da arttıracak ve şirketler yazılım geliştirir gibi hızlı bir şekilde donanım geliştirmeye başlayacaklar.
Bunun örneğini Tesla firmasında görüyoruz. Yayınladıkları Q1 faaliyet raporunda küresel çip krizi ile ilgili olarak aşağıdaki açıklamayı yapmışlar:
“İlk çeyrekte yeni üreticilerin işlemcilerine geçiş yaparak hızlı bir şekilde yazılımlarımızı da uyarladık ve çip krizinin üstesinden geldik”
Q2 faaliyet raporlarında da benzer bir açıklamaya yer vermişler:
“Ekibimiz çip krizinden kaynaklanan üretim duruşlarına karşı hızlı tepki verme konusunda benzersiz bir yetenek sergilemiştir. Elektrik ve donanıma yönelik yazılım ekiplerimiz 19 yeni mikrokontrolcü çeşidini tasarlamak, geliştirmek ve doğrulamak için çok sıkı çalıştı”
Sonuç olarak çip krizi sonrasında genel amaçlı çiplerin standart işletim sistemi desteği ile birlikte kullanılması son kullanıcıya birçok cihazda standart sistemlerin bulunması olarak yansıyacak. Örneğin arabaların göstergeleri aslında birer Android tablet olacak. Kullandığımız eşyalar akıllı telefonlara ve / veya akıllı saatlere benzer özellikler kazanacaklar.
Üreticiler ise elektronik bir donanımlarını güncel çip piyasasına daha hızlı uyarlayabilmek için organizasyon değişiklikleri yapmak durumunda kalacaklar. Donanımlarda standart işletim sistemlerinin kullanılmaya başlanması da yazılımcıların işlerini kolaylaştıracak.
