有人说二极管是半导体,而大多数人会把芯片认为是半导体,还有不少老人会把老师收音机叫做半导体呢,而半导体到底是什么呢?看完下面的内容,对于半导体,你可能会有全新的认识。
从严格意义上来说,半导体是一种物质,它介于导体和绝缘体之间,导体在我们生活中很常见,大多数金属都是良好的导体,比如铁、铝、铜、银、金,一般认为银是最好的导体之一,但是银的价格太贵了,所以大多数导线都使用铜,因为铜的价格相对便宜,而且相对导电率和银也很接近。
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为什么导体能导电呢?以铜为例,铜原子的最外层只有一个电子,给他施加电压时,这个电子很容易失去,比如在这一个,导线当中给他施加一个电压,最外层的这个电子很容易在原子之间转移,参与转移的电子多了,就形成了电流,所以能导电。
再说绝缘体,在我们生活中,绝缘体更加随处可见,比如木材、玻璃、橡胶等等,这些东西之所以叫绝缘体,是因为它的最外层形成了稳定的电子结构,比如纯净的硅是绝缘体,在纯净的单晶硅中,硅原子最外层形成了稳定的八电子结构,即使我们给他施加电压,也很少有电子能摆脱原子核的束缚,所以绝缘体不导电。
那半导体就很有意思了,它是由人工掺杂出来的,P区做外层缺少一个电子,形成空穴,N区最外层多一个电子,当我们给PN结施加正向电压时,N区多余的电子就可以被吸引到P区,这样就能形成电流,此时就相当于导体,而当我们施加反向电压时,电子的受力方向向右,不能与空穴复合,所以这时候PN结就不能导电了,他此时就相当于绝缘体。
给他做一个外壳,引出两个引脚,就成了我们熟知的二极管,只有我们给他加正向电压时,它才能导通,给他反向电压,它是截止的,所以说二极管属于半导体器件,除了二极管之外,常见的半导体器件还有三极管、场效应管、晶闸管。
比如三极管,它的内部半导体结构有三个区,分别是NPN,场效应管内部主要也是这三个区,晶闸管有四个区,这些器件都有一个最重要的特征,也就是他们的核心技术都是采用的半导体材料,所以准确的说他们是半导体器件,而不是半导体。
然后再来说一下芯片,它是通过非常复杂的工艺,在一块儿指甲盖大小的空间里面集成了很多个晶体管,晶体管就是我们上面所说的二极管、三极管、场效应管这些,所以芯片也属于半导体器件。
还有就是老式的收音机,一些老人把收音机也叫半导体,这是因为最早期的核心器件是电子管,电子管体积大,而且还非常耗电,所以你看最早期的收音机,他们看起来如橱柜一样大小,而后来半导体材料发明之后,用晶体管替代了电子管。
与电子管收音机相比半导体收音机的优点是体积变得很小,耗电很少,更加稳定,而且寿命更长,而这样的收音机在当时真的就是改变世界的存在,主要原因就是采用了晶体管替代电子管,所以人们把那种老式的收音机叫做半导体。
因为在那个时期,半导体太具有颠覆性了,由此不由得让我想到了当今流行的氮化镓充电器,氮化镓充电器属于半导体产品吗,当然属于了,氮化镓是新一代的半导体材料,它的损耗更小,频率更高,也更稳定,所以氮化镓充电器可以做得更小,充电功率也更高。
所以你看半导体已经发展这么多年了,人们早已司空见惯,然而对于新兴事物,比如氮化镓充电器,虽然氮化镓也是半导体材料,但是仅仅用半导体早已不能体现氮化镓的优势。
最后回到我们开头说的二极管芯片和收音机,这些是半导体吗?如果从严格意义上说肯定不是,更准确的说法是他们是半导体器件,但是在这么多年的历史洗涤当中,对于这些玩意儿人们早已经有了约定俗成的叫法,
在半导体芯片制造中,“光刻”和“刻蚀”是两个紧密相连的步骤,它们也是非常关键的步骤。 “光刻”等同于通过投影在晶片上“绘制”电路图。此时,电路图实际上并未绘制在晶圆上,而是绘制在晶圆表面的光刻胶上。光刻胶的表面层是光致抗蚀剂,光敏材料将在曝光后降解。 “蚀刻”是实际上沿着光致抗蚀剂的表面显影以在晶片上雕刻电路图的图案。
半导体芯片设备蚀刻机在芯片制造领域处于国内替代的最前沿。有三个核心环节,分别是薄膜沉积,光刻和刻蚀。刻蚀是通过化学或物理方法选择性地蚀刻或剥离基板或表面覆盖膜的表面以形成由光刻法限定的电路图案的过程。
其中,光刻是最复杂,最关键,最昂贵和最耗时的环节。刻蚀的成本仅次于光刻,其重要性正在提高。薄膜沉积也是必不可少的重要过程。为了实现大型集成电路的分层结构,需要重复沉积-蚀刻-沉积的过程。
随着国际高端量产芯片从14nm到10nm到7nm,5nm甚至更小芯片的发展,当前市场上普遍使用的浸没式光刻机受到光波长的限制,密钥尺寸无法满足要求,因此必须采用多个模板过程。 使用蚀刻工艺来达到较小的尺寸,使得刻蚀技术及相关设备的重要性进一步提高。
刻蚀机是芯片制造和微处理的最重要设备之一。它使用等离子蚀刻技术,并使用活性化学物质在硅晶圆上蚀刻微电路。 7nm工艺相当于人发直径的千分之一,这是人在大型生产线上可以制造的最小集成电路布线间距,接近微观加工的极限。尽管我国的半导体设备行业与国际巨头之间仍然存在差距,但我们可以看到,无论是受环境,下游需求还是研发能力的驱动,国内半导体设备行业都发生了质的飞跃。
中微公司主要从事高端半导体芯片设备,包括半导体芯片集成电路制造,先进封装,LED生产,MEMS制造以及其他具有微工艺的高端设备。该 公司的等离子蚀刻设备已专门用于国际一线客户的集成电路和65nm至14nm,7nm和5nm先进封装的加工和制造。其中,7nm / 5nm蚀刻技术是国内稀缺性的技术。 该公司的MOCVD设备已在行业领先客户的生产线上投入批量生产,已成为基于GaN的LED的全球领先制造商。
公司的客户包括国内外的主流晶圆厂和LED制造商。随着公司产品性能的不断提高,客户的认可度和丰富度也在不断提高。公司生产的蚀刻设备的主要客户包括 全球代工领导者台积电,大陆代工领导者中芯国际,联电,海力士,长江存储等,光电厂商华灿光电、璨扬光电、三安光电 等。随着中微股份在半导体芯片设备领域的不断发展,公司在IC制造,IC封装和测试以及LED行业中的渗透率不断提高,并且越来越多国际厂商已成为公司的主要客户。公司开发的5nm蚀刻机已通过台积电的验证。 Prismo A7设备在全球基于氮化镓的LED MOCVD市场中处于领先地位,成功超过了传统的领先企业Veeco和Aixtron。
中微公司的主要业务是蚀刻设备和MOCVD设备的生产和销售,并处于国内半导体设备市场的前列。与公司有可比性的公司包括领先的国际蚀刻设备LAM和MOCVD设备领先的Veeco,以及国内两级半导体设备公司北方华创和精测电子。 在蚀刻设备市场上,中微公司与LAM之间存在很大差距,在MOCVD设备领域,中微公司具有与Veeco相近的实力。从国内来看,中微公司和精测电子处于同一水平,仅次于北华创,主要是因为公司是半导体芯片设备的后起之秀。总体而言,中微公司处于国内半导体芯片设备的第一梯队。
2020年前三季度,营业收入为14.8亿元,同比增长21.3%,归属于母公司所有者的净利润为2.8亿元,同比大幅增长105.3%。扣非净利润-4547.3万元,同比下降138.1%。其中,前三季度非经常性损益为2.44亿元。剔除政府补贴,确认的公允价值变动损益为1.55亿元,这主要是由于公司对中芯国际A股股权价值变动的投资以及LED芯片的供过于求。随着价格持续下降,下游企业面临毛利率和库存的双重压力。
A股上市公司半导体芯片刻蚀设备黑马股中微公司自2020年7月见顶后保持中期下降趋势,主力筹码相对较少控盘不足,据大数据统计,主力筹码约为21%,主力控盘比率约为31%; 趋势研判与多空研判方面,可以参考15日与45日均线的排列关系,中短期以15日均线作为多空参考,中期以45日均线作为多空参考。
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