半导体的发展史

半导体的发展史,第1张

1、1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。

2、1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特性。

3、1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体的第三种特性。

4、1874年德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第四种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

5、半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。

扩展资料:

最早的实用“半导体”是「电晶体(Transistor)/二极体(Diode)」。

1、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。

2、发展「太阳能(Solar Power)」,也用在「光电池(Solar Cell)」中。

3、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。

4、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应.

参考资料来源:百度百科——半导体

芯片的发展历史(一)

第一,本人不是从事芯片产业工作的,只是理工科毕业,知道一些,但是对于芯片及技术方面的,大部分是不懂的。

第二,文中会提到很多上市公司,只是作为一个分析,不做买卖参考。如果有人要去 *** 作,一定自己研究一下基本面,我尽量保证引用的资料正确,但是买卖 *** 作还是要自己负责。

近期在研究半导体产业链,所以想写一些文章,尤其是希望能够分享自己研究的心得,希望大家能够多多支持。

本文主要是讲讲芯片技术的发展。

半导体产业中,集成电路(IC)占比超过80%,所以集成电路基本上等同于半导体产业。所以经常说到的芯片,集成电路,IC,半导体产业都是同一个意思,都是是指将一定数量的元器件及其连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路,可细分为逻辑电路、存储器、微处理器、模拟电路。

半导体技术从19世纪开始诞生,发展至今扮演着越来越重要的角色,我们日常所熟知的手机(移动终端)、宽带(网络通信)、摄像头(安防监控)等都跟IC有关,就连美国硅谷的诞生也跟IC有关。

1、半导体技术发展的基础

半导体导电能力随着温度、光照条件、输入电压(电流)和掺入杂质的不同而发生很大变化,这四大特性的发现顺序分别如下:

1833年:法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现;

1839年:法国贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是半导体的第二个特性:光生伏特效应;

1873年:英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体的第三种特性;

1874年:德国布劳恩观察到某些硫化物的导电有方向性,也就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第四种特性。

半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。

直到1947年12月,人类 历史 上的第一个半导体点接触式晶体管才诞生于美国贝尔实验室,从此开创了人类的硅文明时代。

半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。

直到1947年12月,人类 历史 上的第一个半导体点接触式晶体管才诞生于美国贝尔实验室,从此开创了人类的硅文明时代。

2、半导体技术发展历程

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。世界上最早的电子产品是由电子真空管组成的,具有体积大、易碎、密封性差等一系列 缺点,以硅晶圆材料为衬底制作的晶体管具有固态、体积小、质量轻、耗电低且寿命长的优点,被人们发现成为替代真空管的最佳材料,得到广泛应用。

从晶体管到集成电路再到高度集成。晶体管的出现开启了半导体工业的 篇章,接着将分立器件集成化、缩小结构尺寸、提升数量、降低功耗, 成为技术发展的迫切需求,集成电路应运而生。所谓集成电路,是指在 单个半导体晶片上,将晶体管、电阻、电容及连接线等有机结合的电路 结构,其本质上是晶体管制造工艺的延续。集成电路、分立器件、被动 元件以及各类模组器件通过 PCB 板连接,又构成了智能手机、PC 等各 类电子产品的核心部件。集成电路的出现,在一定程度上预示着半导体 工业走向规模产业化和技术上的成熟,也预示着半导体技术向微电子技 术方向上的演变。随着工艺水平和封装技术的提升,集成电路又逐步由 小规模(SSI)、中规模(MSI),逐步发展至大规模(LSI)、特大规模 (VLSI)乃至巨大规模(GSI)。当前,半导体产业经过半个多世纪的发 展,不仅带来了世界经济与技术的飞速发展,也带来了整个 社会 的深刻 变革,从日常使用的电子产品到航空航天,处处都有半导体的身影。可 以毫不夸张的说,半导体技术是现代电子信息技术发展的原动力和重要基础。

三、硅谷的诞生及仙童半导体的传奇

业内都说“先有仙童后有硅谷”要了解美国硅谷的发展史,那就绕不过早期的仙童半导体公司

1955年,“本世纪最伟大发明”的“晶体管之父”的肖克利(W.Shockley)博士离开贝尔实验室, 肖克利回到了自己的家乡圣克拉拉(Santa Clara)谷,并创建“肖克利半导体实验室”。

世界英才慕名而来,最后肖克利在各领域的天才与精英中,确定了公司创立之初的八位成员,而这八位初创成员也是后来对硅谷乃至世界范围产生深远影响的“八叛将”(The Traitorous Eight):罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)、戈登·摩尔(Gordon Moore)、谢尔顿·罗伯茨(Sheldon Roberts)、朱利亚斯·布兰克(Julius Blank)、尤金·克莱纳(Eugene Kleiner)、金·赫尔尼(Jean Hoerni)、杰·拉斯特(Jay Lsat)、维克多·格里尼克(Victor Grinnich)。

1960s“八叛徒”离开肖克利成立了仙童半导体公司。到了1969年,“八叛将”的叛变精神再次燃烧,随着布兰克的出走,当初创立仙童的 “八叛将”也尽数离开了仙童半导体公司。一时间,仙童迎来了大量的离职潮,也由此孕育了更多的半导体公司的诞生。

(1)1961年,赫尔尼、拉斯特和罗伯特出走,三人创办了Amelco,就是后来的Teledyne(泰瑞达),从事半导体测试业务。

(2)1962年,克莱纳离开,创办了Edex以及后来知名的风险投资公司凯鹏华盈(KPCB)。

(3)鲍勃.韦勒,1966年离开仙童加入美国国家半导体公司。查尔斯·斯波克,1967年离开仙童加入美国国家半导体公司,任CEO。

(4)到了1968年,诺伊斯带着戈登·摩尔与工艺开发专家安迪·格鲁夫(Andrew S·Grove)离开了仙童半导体公司,而由他们三人所创立的公司就是由仙童衍生出来的公司中最为人所熟知的IT业巨头——英特尔(Intel)。

(5)仙童销售部门主任杰里·桑德斯(Jerry Sanders)带着几名员工创立了AMD半导体公司,成为英特尔的主要竞争对手。

(6)美国国家半导体(现已被TI收购),Altera(现已被英特尔收购)等的创始人都出自仙童半导体公司。

得到仙童半导体八位联合创始人支持的公司数量超过2000家,其中包括Instagram,Palantir,Pixar,Nest,Whatsapp,Yammer,以及苹果(乔布斯的创业得到过仙童半导体创始人的潜心指导,在此就不赘述了)。

乔布斯对仙童的评价:“仙童半导体公司就像棵成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了”

到2013年为止,由仙童公司直接或间接衍生出来的公司共达到了92家,而其中上市的30家公司的市值更是超过了2.1万亿美元,产值甚至超过了当年的一些发展中国家GDP。

可以说是仙童给旧金山湾区带来了半导体产业,因为半导体的材料是硅,所以加州这个原本拗口的“圣塔克拉拉谷”,在上世纪70年代开始被更多的人称之为——硅谷(Silicon Valley)。

总之,以上就是芯片的发展历程,包括技术上的发展及硅谷的诞生。后面从产业链的转移角度,回顾芯片的发展。

在人类文明的进程中,材料大致经历了以下五个发展阶段。

1.使用纯天然材料的初级阶段

在原古时代,人类只能使用天然材料(如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等),相当于人们通常所说的旧石器时代。这一阶段,人类所能利用的材料都是纯天然的,在这一阶段的后期,虽然人类文明的程度有了很大进步,在制造器物方面有了种种技巧,但是都只是纯天然材料的简单加工。

2.人类单纯利用火制造材料的阶段

这一阶段横跨人们通常所说的新石器时代、铜器时代和铁器时代,也就是距今约10000年前到20世纪初的一个漫长的时期,并且延续至今,它们分别以人类的三大人造材料为象征,即陶、铜和铁。这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代。例如人类用天然的矿土烧制陶器、砖瓦和陶瓷,以后又制出玻璃、水泥,以及从各种天然矿石中提炼铜、铁等金属材料,等等。

3.利用物理与化学原理合成材料的阶段

20世纪初,随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测技术的出现,人类一方面从化学角度出发,开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法,另一方面从物理学角度出发开始研究材料的物性,就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等作为基础来说明材料组成、结构及性能间的关系,并研究材料制备和使用材料的有关工艺性问题。由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用,从而出现了材料科学。在此基础上,人类开始了人工合成材料的新阶段。这一阶段以合成高分子材料的出现为开端,一直延续到现在,而且仍将继续下去。人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现,加上已有的金属材料和陶瓷材料(无机非金属材料)构成了现代材料的三大支柱。除合成高分子材料以外,人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表。

从这一阶段开始,人们不再是单纯地采用天然矿石和原料,经过简单的煅烧或冶炼来制造材料,而且能利用一系列物理与化学原理及现象来创造新的材料。并且根据需要,人们可以在对以往材料组成、结构及性能间关系的研究基础上,进行材料设计。使用的原料本身有可能是天然原料,也有可能是合成原料。而材料合成及制造方法更是多种多样。

4.材料的复合化阶段

20世纪50年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。随后又出现了玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及最近出现的抗菌材料的热潮,都是复合材料的典型实例。它们都是为了适应高新技术的发展以及人类文明程度的提高而产生的。到这时,人类已经可以利用新的物理、化学方法,根据实际需要设计独特性能的材料。

现代复合材料最根本的思想不只是要使两种材料的性能变成3加3等于6,而是要想办法使他们变成3乘以3等于9,乃至更大。

严格来说,复合材料并不只限于两类材料的复合。只要是由两种不同的相组成的材料都可以称为复合材料。

5.材料的智能化阶段

自然界中的材料都具有自适应、自诊断合资修复的功能。如所有的动物或植物都能在没有受到绝对破坏的情况下进行自诊断和修复。人工材料目前还不能做到这一点。但是近三四十年研制出的一些材料已经具备了其中的部分功能。这就是目前最吸引人们注意的智能材料,如形状记忆合金、光致变色玻璃等等。尽管近10余年来,智能材料的研究取得了重大进展,但是离理想智能材料的目标还相距甚远,而且严格来讲,目前研制成功的智能材料还只是一种智能结构。


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