Kendi ürünlerinizi geliştirmek, eski cihazlara yeni özellikler eklemek ya da sadece bir şeyin nasıl çalıştığını daha temel bir düzeyde anlamak istiyorsanız, yarı iletken yongaların tersine mühendisliğini öğrenmek isteyeceksiniz. Yarı iletken yongaların tersine mühendisliği, ilk başta biraz zorlayıcı gelebilecek zorlu bir süreçtir. Bu süreç, mantık kapılarını, veri yollarını ve diğer unsurları temel bileşenlerine ayırmayı içerir; böylece bu yongaların nasıl çalıştığına dair önceden bilgisi olmayan kişiler bile bunları kolayca anlayabilir.
Yarı iletken çip nedir?
Yarı iletken çip veya IC (entegre devre), tek parça bir yarı iletken malzemeden üretilen elektronik bir devredir. Genellikle silikondan yapılır, ancak başka maddeler de kullanılır. Yarı iletken çipler, bilgisayarlar, akıllı telefonlar ve ev aletleri dahil olmak üzere neredeyse tüm modern elektronik cihazlarda kullanılır.
Bu, bir şeyin nasıl çalıştığını anlamak istiyorsanız, o şeyde mikroişlemci kullanılıyorsa, mikroişlemcinin nasıl çalıştığını anlamanız gerektiği anlamına gelir. Ve nasıl çalıştığını anlamak için onu parçalarına ayırıp tek tek bakmanız gerekir. Bu sürece yarı iletken çipin tersine mühendisliği denir.
Yarıiletken yongaları neden tersine mühendislik uygulanır?
Yarı iletken çipi tersine mühendislik yapın. Bu süreç, teknolojinin nasıl işlediğini anlamak istediğinizde özellikle yararlıdır. Ayrıca bilgisayar mühendisliği, robotik veya modern teknoloji gibi çeşitli alanlarda kendi ürünlerinizi veya devrelerinizi oluşturmak için de kullanılabilir. Bu, mevcut bir ürün veya devre tasarımını değiştirmek ya da yeni bir şey yaratmak istediğinizde faydalı olabilir. Yarı iletken çipin tersine mühendisliğini yapmak, paradan tasarruf etmenize de yardımcı olabilir. Bir şeyin nasıl çalıştığını anlayabileceğiniz için, aynı işi daha az parayla yapan bir devre oluşturabilirsiniz. Ayrıca, mevcut bir tasarıma sahip bir çip satın almak yerine kendi tasarımınızı oluşturabilirsiniz. Bu, bir ürün oluşturmak istiyorsanız ancak onu çalıştırmak için özel bir devreye ihtiyacınız varsa yararlı olabilir.
Bir yarı iletken çipin tersine mühendisliğine nasıl başlanır?
1. Adım: Gereçleri hazırlayın
İlk olarak, bu işlem için gerekli ekipmanları hazırlamanız gerekir. Bir yonga çıkarma cihazı, mikroskop, manuel veya otomatik yonga okuyucu, yonga kapağı açma cihazı, vakumlu lehim sökme pompası, neşter, cımbız, büyüteç ve numune torbasına ihtiyacınız olacak.
Bu araçların bazıları zaten evinizdeki çekmecede bulunabilir, ancak diğerlerini satın almanız gerekebilir. Çip çıkarma cihazı, devre kartından çipi çıkarmak için kullanacağınız cihazdır. Piyasada birkaç farklı çıkarma cihazı mevcuttur, ancak hepsi nispeten basittir. Mikroskop, çipin içindeki küçük detayları görmek için kullanılır. Çip okuyucu, çipte depolanan verileri yorumlamak için kullanılır.
Adım 2. İkili ve Onaltılık Sayıların Çözümlenmesi
Bir yarı iletken yonganın tersine mühendisliğinin en önemli unsurlarından biri, ikili ve onaltılık sayıları nasıl çözüleceğini öğrenmektir.
İkili sayılar, bilgisayarlar tarafından verileri temsil etmek için kullanılır. Harf ve rakamlar yerine, ikili sayılar sadece 0 ve 1 rakamlarını kullanır. İkili sayılar genellikle sadece B veya bin olarak kısaltılır.
Onaltılık sayılar, ikili sayılara harfler atayarak okunmasını ve hatırlanmasını kolaylaştıran bir yöntemdir. Tersine mühendislik sürecinde muhtemelen onaltılık sayılarla karşılaşacaksınız.
Ancak, gördüklerinizi anlamak için onaltılık sayıları ikili sayılara nasıl dönüştüreceğinizi bilmeniz gerekebilir. Bu, bir çipte depolanan verilere bakıyorsanız yararlı olabilir. Her 4 bitlik grubu 2 bite bölerek ikili sayıları onaltılık sayılara dönüştürebilirsiniz. Bu 2 bit, alfabedeki harflere karşılık gelmelidir. Örneğin, ikili sayı 10101, onaltılık sistemde B5'e eşittir.
3. Adım: Bir yonganın farklı parçalarını tanımlama
Bir yonganın farklı bölümlerine düğüm veya node denir. Bunları genellikle yonganın ambalajında veya kullanım kılavuzunda bulabilirsiniz.
İnternette de bulabilirsiniz. Ancak bazı web siteleri net olmayabilir veya yanlış bilgi içerebileceğinden dikkatli olmanız gerekir.
Güç kaynağı düğümü, voltajları dönüştürmekten ve çipin geri kalanına akım sağlamaktan sorumludur.
Saat düğümü, verilerin işlenme hızını kontrol eder.
Kontrol düğümü, çipin içinde gerçekleşen işlemleri yönetir.
Veri yolu düğümü, çipin farklı bölümlerini birbirine bağlamak ve veri aktarımını sağlamakla sorumludur.
Giriş düğümü, çipe giren veri akışını kontrol eder.
Çıkış düğümü, çipten çıkan veri akışını kontrol eder.
Yarıiletken Endüstrisinin Gelişimi
Yarım asırdan fazla süren bir gelişim sürecinin ardından, yarı iletken endüstrisi birkaç oligopol şirketten giderek artan sayıda yeni işletmeye doğru çeşitlendi. İş modeli de, ilk dönemlerdeki tekil Entegre Cihaz Üreticisi (IDM) yapısından Fabless, Foundry, EDA araçları, IP lisanslama ve yonga tasarım hizmetleri gibi çeşitli biçimlere doğru evrim geçirdi. Uzun yıllar süren bu çeşitlenmenin ardından, endüstri son yıllarda ABD’nin Silikon Vadisi’ni merkez alan çılgın bir konsolidasyon sürecine girdi.
2015-2016
Özellikle 2015 ve 2016 yıllarında Fairchild, Broadcom, Freescale, ARM ve Altera gibi milyarlarca dolarlık piyasa değerine sahip şirketlerin satın alınması, sektörde bir "tersine" eğilime işaret etti.
2015 yılında, küresel yarı iletken endüstrisinde bir birleşme ve satın alma dalgası yaşandı. İstatistiklere göre, birleşme ve satın almaların toplam değeri yaklaşık 160 milyar dolara ulaştı; bu rakam, yarı iletken endüstrisi tarihindeki en yüksek yıllık tutarın altı katıdır.
2017-2023
Yarı iletken sektörü, 2017'den 2023'e kadar büyük bir büyüme kaydetmiştir. Bu durum, telefonlar ve tabletlerden otomotiv, endüstriyel ve tıbbi sistemlere kadar çok çeşitli cihazların üretiminde yarı iletken teknolojisinin giderek daha fazla kullanılmasına bağlıdır.
2017 yılında küresel yarı iletken pazarının değerinin 414,8 milyar dolar olduğu tahmin ediliyordu ve bu rakamın 2023 yılına kadar 573,3 milyar dolara ulaşması bekleniyor. Bu büyüme, yarı iletken tabanlı ürünlere olan artan talebin yanı sıra 5G ve yapay zeka gibi yeni teknolojilerin geliştirilmesinden kaynaklanmaktadır.
Yarı iletkenlerin gelişimi, giderek daha güçlü ve sofistike ürünlerin üretilmesini ve daha fazla sayıda ağ ve sisteme bağlanma imkânını mümkün kılmıştır. Bu durum, otomotiv, endüstriyel ve tıbbi uygulamalar gibi çeşitli sektörlerin yarı iletken teknolojisinden faydalanmasını sağlamıştır. Ayrıca, araştırma ve geliştirme yatırımlarında artışa yol açmış ve yeni teknolojiler ile malzemelerin geliştirilmesine daha fazla odaklanılmasına neden olmuştur. Bu durum, yüksek performanslı, düşük güç tüketimli ürünlerin üretimine daha fazla odaklanılmasına yol açmıştır.
Sonuç
Bir yarı iletken çipin tersine mühendisliğini yapmak, ilk başta göz korkutucu gelebilecek zorlu bir süreçtir. Ancak bu süreç son derece tatmin edici olabilir ve teknolojiyi daha iyi anlamanıza, kendi ürünlerinizi geliştirmenize ve maliyet tasarrufu yapmanıza yardımcı olabilir.
Tersine mühendislik sürecine başlarken, notlar alın ve yararlı bulduğunuz tüm bilgileri takip edin. Bunlar, çip üzerinde bulduğunuz verileri veya farklı düğümlerin ve devrelerin fotoğraflarını içerebilir. Bir çipi tersine mühendislik uyguladıktan sonra, bilgilerinizi ve bulgularınızı başkalarıyla paylaşmayı unutmayın!
