Yatırım 101 - Kumdan Cebinize, Bir iPhone Nasıl Üretiliyor?

Apple yarın yüksek ihtimalle yeni telefonunu tanıtacak. Şirketin yeni genel müdürünün ilk lansmanı olacak ve herkes ekrana, kameraya, katlanıp katlanmadığına bakacak. Yenilikler bekleniyor, aslında bir kabuk değişimi gibi okumayı seviyor piyasa CEO değişimlerini.

Bu yazı onun hakkında değil. Şu anda cebinizde duran telefonun içinde ne olduğu ve oraya nasıl geldiği hakkında. Çünkü bir iPhone tek bir şirketin ürünü değil, on beşten fazla şirketin ortak çıktısı. Apple'ın kendi ürettiği tek bir parça bile yok.

Hikaye kumla başlıyor, üç kıtayı dolaşıyor ve tanesi yüz milyonlarca dolar eden makinelerden geçiyor. Gerçekten bu tarz şirketlerin uzun vadeli portföylerde olmasını da insan anlıyor böyle detaylı bakınca.

İçini açtığınızda karşınıza birbirine ince turuncu şeritlerle bağlanmış üç ayrı devre kartı çıkıyor. Biri işlemciyi taşıyor, biri hafızayı, biri de telefonu dünyaya bağlayan radyo parçalarını.

Her kartta farklı şirketlerin çipleri var. Ana işlemciyi Apple tasarlıyor, Tayvanlı TSMC üretiyor. Çalışma belleği Samsung'dan, depolama Japon Kioxia'dan geliyor. Sinyali yükselten parçalar Broadcom, Qorvo ve Skyworks'ten, güç yönetimi Texas Instruments, Analog Devices ve STMicroelectronics'ten. Ses Cirrus Logic'ten, temassız ödeme NXP'den, ivme ve dönme algılama Alman Bosch'tan.

Mesela buradan şunu anlıyoruz, Trump ticaretle ilgili sorunları büyütürken istediği yapay zeka ile ilgili her şey ABD içinde kalsın ve bu para olarak ilerleyen 50 yılda ülkeye dönsün istiyor. Normalde donanım üretmek, bu tarz donanım+ yazılım işlerinden daha basit o yüzden telefonun bir parçasını ABD'de üretmeye başlarsınız ama 3-5 yıla farklı bir yerde üretilmesi kolay olabilir. İşçilik vb. maliyetler burada devreye girer. Ancak bir yapay zeka ve veri merkezi düşünüldüğünde büyük dönüşüm ABD'de kalsın istiyorlar. Bu da söylediğim gibi ilerleyen 50 yılın gelirlerini yaratıyor belki de.

Kameranın arkasındaki ışığı yakalayan sensör Sony'den, ekranı koruyan cam Corning'den. Yani elinizdeki kutu aslında bir ortak yapım.

Çiplerin ham maddesi silisyum ve silisyum kumun içinde bolca bulunuyor. Ancak kumdan çipe giden yol uzun. Önce kum işlenip silisyum ayrıştırılıyor, sonra öyle bir saflığa getiriliyor ki geriye milyarda bir seviyesinde safsızlık kalıyor. İnsan gibi topraktan/kumdan nitelikli bir varlığa dönüşmenin hikayesi.

Bu saflık takıntısı gösteriş değil. Bir transistör o kadar küçük ki, yanlış yere düşmüş tek bir yabancı atom onu çalışmaz hale getirebiliyor. Arı silisyum sonra eritiliyor ve içine bir tohum kristal daldırılıp yavaşça yukarı çekiliyor. Malzeme çekildikçe tek bir kristal halinde katılaşıyor ve ortaya devasa bir metal silindir çıkıyor. Buna külçe deniyor.

Sonra bu silindir elmas telle jilet inceliğinde dilimleniyor. Her dilime pul deniyor, sektörün deyimiyle wafer. Ayna gibi parlayana kadar cilalanıyor ve çipler bu pulların üzerine işleniyor. Wafer dediğimiz şey aslında teknolojinin kalbi en sıkı parçası her şeyi diyebiliriz.

Şimdi işin en sevdiğim kısmına geldik. Bir çipin üzerindeki devreler çizilmiyor, basılıyor. Yöntem fotoğrafçılığın tersi gibi çalışıyor.

Pulun üzerine ışığa duyarlı bir kimyasal sürülüyor. Devrenin deseni bir maskeye kazınmış ve güçlü bir ışık bu maskeden geçirilip pulun üzerine düşürülüyor. Işığın değdiği yerler kimyasal olarak değişiyor, sonra bir banyoda o bölgeler alınıyor ve geriye desen kalıyor.

Bu adım bir kez yapılmıyor. Katman katman, onlarca kez tekrarlanıyor. Modern bir işlemcide üst üste binen yüzden fazla işlem adımı var ve tek bir pul fabrikada aylarca dolaşıyor. Journey Of Wafer diye film olabilir :)

Sonunda o tek pulun üzerinden birkaç yüz işlemci çıkıyor. Her birinin içinde milyarlarca transistör var, yani milyarlarca minik anahtar. Bir çipin akıllı olması bu anahtarların sayısından ve ne kadar sık yerleştirildiğinden geliyor.

Şimdi şunu sorabilirsiniz, madem bir pulun üzerinden birkaç yüz çip çıkıyor, neden bu kadar pahalılar. Çünkü hepsi sağlam çıkmıyor.

Aylarca süren yüzlerce işlem adımının herhangi birinde küçük bir hata olduğunda o bölgedeki çip çöpe gidiyor. Sağlam çıkanların toplam içindeki payına verim deniyor ve bu oran yeni bir üretim teknolojisinin ilk yıllarında bir hayli düşük oluyor.

Zamanla fabrika süreci öğreniyor ve verim yükseliyor. İşte bir çipin fiyatının zaman içinde düşmesinin asıl sebebi bu, tasarımı ucuzladığı için değil, daha azı çöpe gittiği için.

İşin en pahalı makinesi tam burada devreye giriyor

Buradaki temel kural şu, çizmek istediğiniz çizgi ne kadar inceyse kullandığınız ışığın dalga boyu da o kadar kısa olmalı. Kalın uçlu kalemle ince yazı yazamazsınız.

Yıllardır kullanılan yöntem DUV, yani derin morötesi ışık. Dalga boyu 193 nanometre. Bir nanometre metrenin milyarda biri, yani bir saç telinin yaklaşık yüz binde biri. Bu makineler 5 ila 90 milyon dolar arasında. En ince işler içinse EUV var, aşırı morötesi. Dalga boyu 13,5 nanometre, yani DUV'un on dörtte biri. Fiyatı da ona göre, tanesi 183 ile 220 milyon dolar arasında. En yeni nesli 380 milyon dolara satılıyor ve bu makineyi dünyada üretebilen tek bir şirket var, Hollandalı ASML. ASML'yi de ayrı bir günde konuşuruz.

Peki bu 13,5 nanometrelik ışık nereden geliyor derseniz, cevap yazının en şaşırtıcı yeri. Makinenin içinde erimiş kalay damlacıkları saniyede yetmiş metre hızla fırlatılıyor. Her damlacık saçın kalınlığının dörtte biri kadar. Uçarken güçlü bir lazer bu damlacıklara saniyede elli bin kez vuruyor ve kalayı plazmaya çeviriyor.

İşte o plazma EUV ışığını yayıyor. Sıcaklığı 220 bin dereceye çıkıyor, yani Güneş'in yüzeyinden yaklaşık kırk kat sıcak. Telefonunuzdaki işlemcinin devreleri böyle basılıyor.

Ancak bir telefondaki çiplerin çoğu bu pahalı makineyi görmüyor. EUV sadece ana işlemci gibi transistörün çok yoğun olduğu parçalarda kullanılıyor, güç yönetimi ve ses çipleri gibi olgun tasarımlar hâlâ DUV ile üretiliyor. Yani ağır işi yapan hâlâ eski yöntem.

Apple tek bir çip üretmiyor, hatta bir tane bile fabrikası yok. Sektörde buna fabrikasız üretim deniyor, İngilizcesi fabless. Çipi siz tasarlıyorsunuz, üretimi başka bir şirkete yaptırıyorsunuz.

Buna karşılık Apple her yıl bu listeyi biraz daha kısaltıyor. Telefondaki Wi-Fi ve Bluetooth işini yıllarca Broadcom yapıyordu, bu nesilde Apple'ın kendi tasarladığı N1 çipi o işi devraldı. Modem tarafında da aynısı oluyor, Apple kendi modemini önce ucuz modelde denedi, sonra ince modele koydu, Qualcomm ile anlaşması ise bu yıl bitiyor.

Dikkat ettiyseniz burada bir desen var. Apple önce parçayı satın alıyor, işi öğreniyor, sonra kendi yapıyor. Bu on beş yıldır tekrarlanan bir alışkanlık.

Sonra hepsi tek bir odada birleşiyor.

Bütün bu üretim, havasında neredeyse hiç toz olmayan temiz odalarda yapılıyor. Tek bir toz zerresi, üzerine devre işlenen bir pulu çöpe çevirmeye yeter, çünkü çizgiler tozdan çok daha ince. Bu odaların havası bir ameliyathaneden kat kat temiz tutuluyor gibi düşünün, hiçbir şey yok odada.

Bir de titreşim meselesi var. Bu makineler nanometre hassasiyetinde çalıştığı için binaların temeline özel yaylar ve amortisörler konuyor. Yakından geçen bir kamyon bile üretimi bozabiliyor.

Pullar burada işlendikten sonra kesiliyor, tek tek çiplere ayrılıyor, paketleniyor ve montaj fabrikalarına gönderiliyor. Kartlara dizilip telefonun içine yerleştirilmesi ise bütün bu sürecin en hızlı kısmı.

Elinizde tuttuğunuz şey aslında birkaç kıtaya yayılmış, on beşten fazla şirketin ve yüz milyonlarca dolarlık makinelerin ortak sonucu. Kumdan başlayıp cebinize gelmesi aylar sürüyor.

Bir düşünün, kumdan çıkan bir malzeme, Güneş'ten kırk kat sıcak bir plazmayla basılan devreler, aylarca süren bir yolculuk ve sonunda ceketinizin cebine giren bir kutu. Üstelik bunu her yıl yüz milyonlarca kez tekrarlıyorlar.

Yarın sahnede yeni bir telefon görünecek, herkes ekranı ve kamerayı konuşacak. Ama asıl hikaye bu zincirde ve o zincir her yıl biraz daha az şirketten oluşuyor.

Bu senelerde fiyatların hızla arttığı konuşuluyor Türkiyede artış hızı daha da yüksek, çiplere, üretim makinelerine talep arttıkça yani yapay zeka kıtlık yarattıkça illa ki kalan ekonomiyi de vuruyor.

Haftaya böyle güzel ve daha önce duymadığınızı düşündüğüm bir yazıyla başlayalım istedim, seans açılınca günlük bültenimizi okumayı unutmayın.