Son birkaç yıldır ülke gündemini ara ara meşgul eden, devlet ve özel sektör yetkililerinin açıklamaları ile popüleritesi artan, savunma sanayi gibi stratejik öneminin giderek daha da anlaşıldığı bir alan olarak çip tasarımı ve üretimi konusu hakkında ilk yazımızı kaleme alıyoruz. Bu yazımızda, çip tasarımı ve üretim süreçleri ile ilgili kavramlar hakkında kısaca bilgiler verip, dünyada çip üzerine çalışan firmaların sınıflandırılması konusunu ele almaya çalışacağız. Yazılarımız inşallah ilerde konuyu daha da derinlemesine incelemeye ve kamuoyunu bu konuda aydınlatmaya devam edecek. Vira Bismillah!
Türkiye’de “Çip” olarak ifade edilen kavram İngilizce’de daha çok “Integrated Circuit (IC)” olarak isimlendirilmektedir. Aslında “Integrated Circuit” söz öbeğinin karşılığı olarak “Tümdevre” kullanımı da mevcut olsa da, kamuoyunda daha çok “Çip” sözcüğünün yaygın kullanımına şahit olmaktayız. Fonksiyonel olarak uygulamalara özelleşmiş çip anlamında gelen “Application Specific Integrated Circuit (ASIC)” de sıklıkla kullanılmaktadır. Çip tasarımı İngilizce’de “IC Design, ASIC Design” olarak adlandırılmaktadır. Esasında İngilizce’de “Chip” kelimesi de benzer manada kullanılmaktadır. Hatta son yıllarda pek çok ülkede COVID sonrasında oluşan ve Türkçe’de “Çip Krizi” olarak ifade edilen kavram İngilizce’de de “Chip Crisis” olarak tanımlanmıştır. “Chip” İngilizce’de büyük bir parçadan ufalanmış, kesilmiş küçük parçalar ve bu eyleme verilen isim olarak kullanılmaktadır. Örnek olarak ağaç kütüklerinden elde edilen talaşa “wood chips”, Türkçe’de damla çikolata olarak tanımladığımız büyük çikolata parçalarından elde edilen küçük parçalara İngilizce’de “chocolate chips” adı verilmektedir. Türkçe çip olarak isimlendirdiğimiz cihazlara da küçük parçalar olmasından dolayı “Microchip” adı verilmiş ve sonrasında kısaca “Chip” denilmiştir. Biz de ülkemizde sıklıkla kullanımı ve herkesin kolayca anlayabilmesi adına İngilizce “IC” olarak ifade edilen kavrama “Çip” sözcüğü ile karşılık vereceğiz.Çipler, hammadde olarak çok büyük bir oranda, yarı iletken olarak isimlendirilen ve sınıflandırılan elementlerden elde edilmektedir. İngilizce’de de Çip sektörü hammaddesinden dolayı “Semiconductor Industry” olarak isimlendirilmektedir. Yarı iletkenler, hem ilekten hem de yalıtkan malzemelerin ortak özelliklerini barındırdıkları ve dışarıdan elektriksel ve fiziksel müdahalelerle iletken ya da yalıtkan olarak davranışı kontrol edilebilen bir malzeme olmasından dolayı çip alanında kullanımı mümkün kılınmıştır. Bu yazı serisinde ayrı bir bilim ve mühendislik uzmanlık alanı olan malzeme fiziği ve kimya konusuna fazla değinmeden yarı iletkenlerin bu alanda kullanımının uygun olduğunu söylemekle yetineceğiz. Yarı iletken elementlerden de günümüzde en çok 14 atom numarasına sahip ve periyodik tablo 4A elementlerinden silisyum/silikon (Si - Silicon) kullanılmaktadır. Yine bu nedenle de silikon endüstrisi kavramı da çip endüstrisi için kullanılabilmektedir.
Çip konusu hakkında kamuoyunda sıklıkla karşılaştığım sorunlardan birisi çip tasarımı ve üretimi süreçlerini doğru bir şekilde ayırt edilememesi oluyor. Bu konunun gündemde bu kadar yoğun konuşulup da hakkında bu kadar eksik veya yanlış bilgi olmasının nedeni, herhalde ülkemizde bu alanda çalışan kişi sayısının çok az olmasından kaynaklı olsa gerek. Sonuçta kaçımızın etrafında çip tasarım veya üretimi konusunda çalışan bir yakınımız ya da arkadaşımız var? Örnek olarak savunma sanayi veya otomotiv sektöründa çalışan pek çok kişiyi tanıyor olmamız daha büyük bir ihtimal. Dünyada çip tasarım ve üretimi konusunda büyük firmalar ele alınarak günümüzde 3 farklı firma türünün tanımlaması yapılmıştır:
1) Sadece Üretim (İng. Pure Play):
Bu firmalar çip üretim konusuna eğilmişler ve arge yatırımlarını üretim tekniklerini ve süreçlerini iyileştirmek üzerine yapmaktadırlar. Günümüzde Çin ve ABD çekişmesinin ortasında yer alan Tayvan’da bulunan sadece üretim konusunda Dünya’nın en büyük, en çok ciro yapan ve en yüksek teknoloji üretimine sahip TSMC firması pure play firmaya verilebilecek en meşhur firmadır. Tayvan’dan UMC ve VIS firmaları da sadece üretim firmalarına örnek gösterilebilir. ABD’de GlobalFoundries, Çin’de SMIC ve İsrail’de Tower Semiconductor da sadece üretim firmalarındandırlar.
2) Fabrikasız (İng. Fabless):
1970’li yıllarda çip tasarımı yapan firmalar kendi bünyelerinde üretim tesislerine de sahip olmaktaydılar ve her firmanın kendine özel tasarım ve üretim teknolojisi mevcuttu. 1980’li yıllarda elektronik tasarım otomasyon (İng. EDA) ve donanım tanımlama dillerinin (İng. HDL) standartlaşması ve yaygınlaşması ile birlikte, bazı firmalar çip alanında sadece tasarım konusuna eğilme ve tasarımda argeye yatırım yaparak üretim hizmetini başka firmalardan alma yoluna gitmeye başladılar. Bu da yeni yarı iletken EDA firmalarının büyümesine, sadece tasarım yapan fabrikasız firmaların ortaya çıkarak yaygınlaşmasına, yine aynı zamanda sadece üretim yapan firmaların (Pure Play) ortaya çıkmasına neden oldu. Fabrikasız firmalar, sadece çip tasarım konusuna odaklanarak bu konuda uzmanlaşmaya başladılar ve yarı iletken alanında fikri mülkiyet (İng. Intellectual Property (IP)) geliştirip bunları satarak para kazanmaya başladılar. Fabrikasız firmalara örnek olarak Nvidia, Apple, Qualcomm, Broadcom, ARM, AMD, Mediatek gibi firmalar örnek verilebilir.
3) Entegre Cihaz Üretici (Integrated Device Manufacturer):
Bu firmalar hem tasarım hem de üretimi kendi bünyesinde tutmaya devam eden firmalardır. En büyük temsilcileri olarak Güney Kore’den Samsung, ABD’den Intel, Fransa-İtalya ortaklığı STMicroelectronics firmaları örnek verilebilir. Bu firmalar son teknoloji ürün geliştirme ihtiyacı ve rekabetten dolayı hem üretim hem de tasarım argesine ciddi yatırımlar ayırmak zorunda kalabilmektelerdir. Intel firması, son yıllarda bu rekabette her iki alanda birden yarışma zorluğundan dolayı mali açıdan büyük sıkıntı içerisine girmiş, hatta 2024 yılının sonlarında CEO’sunu görevden almak zorunda kalmıştır.Çip tasarımı ve üretimi birbirinden bağımsız olamayan ama farklı uzmanlıklar gerektiren 2 farklı alan olarak düşünülmelidir. Sonuçta tasarımı yapılan çipler bir fabrikada üretilmek zorunda ve hangi fabrikanın hangi teknoloji nodunda üretileceğine göre tasarım süreçlerinde bazı farklılıklar ortaya çıkabilmektedir. Fakat bu giriftliğe rağmen Dünya’da tasarım ve üretim farklı uzmanlık alanları olarak ele alınmaktadır. İnşallah sonraki yazılarımızda çip konusunda farklı konulara değinmeye devam edeceğiz. Umulur ki bu yazılarımız, Türk toplumunda bu konuya olan ilgiynin doğru bir eksene çekilmesine fayda sağlar. Gayret bizden tevfik yüce yaratandandır.
Mehmet Burak Aykenar