半导体历史发展有哪些

半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。

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，但巴拉迪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。

不久，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征。

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，这是半导体又一个特有的性质。

半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)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。

在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三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

扩展资料：

人物贡献:

1、英国科学家法拉第(MIChael Faraday，1791~1867)

在电磁学方面拥有许多贡献，但较不为人所知的，则是他在1833年发现的其中一种半导体材料。

硫化银，因为它的电阻随着温度上升而降低，当时只觉得这件事有些奇特，并没有激起太大的火花；

然而，今天我们已经知道，随着温度的提升，晶格震动越厉害，使得电阻增加，但对半导体而言，温度上升使自由载子的浓度增加，反而有助于导电，这也是半导体一个非常重要的物理性质。

2、德国的布劳恩(Ferdinand Braun，1850~1918)。

注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关，这就是半导体的整流作用。

但直到1906年，美国电机发明家匹卡(G. W. PICkard，1877~1956)，才发明了第一个固态电子元件：无线电波侦测器(cat’s whisker)，它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能，来侦测无线电波。

在整流理论方面，德国的萧特基(Walter Schottky，1886~1976)在1939年，于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文，做了许多推论，他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在，其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。

3、布洛赫(Felix BLOCh，1905~1983)

在这方面做出了重要的贡献，其定理是将电子波函数加上了周期性的项，首开能带理论的先河。

另一方面，德国人佩尔斯(Rudolf Peierls， 1907~ ) 于1929年，则指出一个几乎完全填满的能带，其电特性可以用一些带正电的电荷来解释，这就是电洞概念的滥觞；

他后来提出的微扰理论，解释了能隙(Energy gap)存在。

参考资料来源：百度百科-半导体

作为中国最早涉足新能源 汽车 领域的民营车企，比亚迪从一开始就没有将自己局限为一家整车制造企业。

对新能源 汽车 产业链的 深度垂直整合 ，是比亚迪在国内 汽车 产业立足的一大特色。

从 2019 年 3 月至 2020 年 4 月期间，比亚迪利用一系列的拆分与整合将其自有的新能源 汽车 核心供应链进行了大幅重构，其中就包括 5 家弗迪系公司以及一家专攻半导体技术的公司——「 比亚迪半导体 」。

关于 5 大弗迪系公司，我们先按下不表，今天重点来聊聊新近拆分的「比亚迪半导体」。

1.27 亿元融资，1 年内估值翻 4 番，比亚迪半导体为什么金贵？

2020 年 4 月，比亚迪通过对比亚迪微电子等公司的一系列股权转让和业务划转，重组成立了一家名为「比亚迪半导体」的公司。

「比亚迪半导体」由比亚迪微电子、宁波比亚迪半导体以及广东比亚迪节能 科技 三合一而成，同时还吸纳了惠州比亚迪实业的智能光电、LED 光源和 LED 应用相关业务。

随后在 5 月和 6 月，比亚迪半导体先后在 A 轮和 A+ 轮融资中拿下了总计约 27 亿人民币的巨额投资。

在拿下这两轮融资前，比亚迪半导体的官方估值为 75 亿 人民币。

而根据前不久中金对比亚迪半导体给出的最新估值已经高达 300 亿 人民币。

在比亚迪半导体的 A 轮与 A+ 轮投资方中，既有长于资本运作的红杉资本、中金资本、国投创新等机构；也有如北汽产投、上汽产投、中芯国际、ARM、小米等产业资本。

两轮融资中，超过 30 家机构的 44 名投资主体成为比亚迪半导体的外部股东，这部分股东目前持有该公司约 28% 的股份，剩余股份则全部归属于比亚迪。

这也意味着比亚迪仍然享有对这家公司的绝对控制权。

7 月，有媒体报道，比亚迪有意推动比亚迪半导体独立上市，传闻称将登陆 科创板 或 创业板 。

2.IGBT：电动车的「心脏」

重组后的比亚迪半导体，其主要业务覆盖功率半导体、智能控制 IC、智能传感器和光电半导体的研发、生产和销售，而且拥有包含芯片设计、晶圆制造、封装测试和下游应用在内的系统化能力。

在比亚迪半导体的众多产品中，最为核心的莫过于 车规级 IGBT 芯片 和 模块 。

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）全称「绝缘栅双极晶体管」，是一种大功率的电力电子器件，也是新能源 汽车 电控系统非常核心的组件。

它能够直接控制直、交流电的转换，决定驱动系统的扭矩（ 汽车 加速能力）、最大输出功率（ 汽车 最高时速）等。

另外，因为车辆电控系统的能耗主要来自逆变器控制器部分，而逆变器控制器损耗的 70% 又来自开关部分，也就是最核心的元件 IGBT。

所以， IGBT 的效率也间接影响车辆的续航里程。

作为 IGBT 模块的核心， IGBT 芯片 与 动力电池电芯 并称为电动车的「双芯」，其成本占整车成本的 5% 左右。

如果以整个 IGBT 模块的成本来计算，这个数值要提升至 7% 以上。

以特斯拉 Model S 为例，其使用三相异步驱动电机，其中每一相的驱动控制都需要使用 28 颗塑封的 IGBT 芯片，三相共需要使用 84 颗 IGBT 芯片。

在比亚迪半导体推出真正可量产的车规级 IGBT 之前，国内的车用 IGBT 供应 90% 以上都依赖于国际巨头，比如英飞凌、安森美、三菱、富士通等等。

这些年，包括比亚迪半导体、斯达半导在内的国产供应商发力追赶。

以 2019 年的数据为例：

全球第一大 IGBT 供应商英飞凌为中国的电动乘用车市场供应了约 62.8 万套 IGBT 模块，市场占有率接近 60%。

而比亚迪半导体则供应了接近 20 万套，市占率约为 20% 。

比亚迪半导体在 IGBT 领域的进展，背后是比亚迪长达 15 年的投入。

比亚迪半导体走到今天，也离不开王传福在 2008 年顶着巨大压力做出的一个决定。

3.点石成金：王传福收购中纬积体电路

比亚迪最早在 2005 年组建研发团队，正式布局 IGBT 产业。

这个时间点距离比亚迪收购秦川 汽车 仅过去两年，这年也是比亚迪旗下首款真正意义上自研的车型——比亚迪 F3 的诞生之年。

从这点来看，比亚迪在很早就有掌握 IGBT 这个电控系统核心元件的想法，其切入口则是整套系统中最为关键的 IGBT 芯片。

2005 年前后，国内集成电路设计和生产能力都非常薄弱，比亚迪要设计 IGBT 芯片的难度可想而知。

到 2008 年，比亚迪内部研发 IGBT 芯片迟迟没有成果，而且还面临芯片设计出来怎么制造的问题。

这年，王传福看上了一家半导体制造企业—— 中纬积体电路 （宁波）有限公司。

这家公司成立于 2002 年，注册资本 1 亿美元，主要从事晶圆生产、芯片制造，在当时被称为浙江省最尖端的高 科技 项目。

宁波市政府积极引入这个项目，众多投资人更是狂热追捧。

中纬积体电路在当时之所以如此受欢迎，也是因为国内发展集成电路制造产业之心非常迫切。加之这家公司其实和台积电颇有渊源。

中纬积体电路是由台湾亚太 科技 和大茂电子共同出资成立。中纬积体电路董事长冯明宪曾任大茂电子董事长、亚太 科技 公司执行长。

上世纪 90 年代，台湾大力发展半导体产业。台积电刚成立时，台积电一厂就是台湾经济部工研院租借给其厂地，张忠谋在执掌台积电之前，就曾是工研院的院长。

2002 年 2 月台积电一厂租借到期后，台积电将厂区内的一座实验室捐给了工研院，并且将余下的晶圆厂设备卖给了冯明宪曾执掌的亚太 科技 。

这批二手设备正好成为了中纬积体电路创立的基础，但也给这家公司后来的发展埋下了隐患。

经过从 2002 年到 2008 年五年多的发展，中纬积体电路并没有成长为外界期望的半导体制造明星公司，而是一步步走向衰落。

其最大的问题就是芯片生产设备老旧、设备维护费用高而致产能不足，另外就是资金短缺。

各种原因集中起来，最终导致中纬积体电路经营惨淡，走向被拍卖的结局。

2008 年，这家濒临破产的半导体企业，几乎找不到人接盘。

转机出现在这年 10 月，比亚迪王传福在众多的外界质疑声中斥资近 2 亿人民币拍下了中纬积体电路，后来这家公司就变成了「 宁波比亚迪半导体 」，现在已经被整体并入「比亚迪半导体」。

当时在外界看来，这起收购将让比亚迪至少亏损 20 亿人民币，公司股价也应声下跌。

然而，后来的事实证明，王传福这一收购决策让比亚迪的 IGBT 产品研发和制造走上了正轨。

王传福接手中纬后，将其业务整合到比亚迪生产链上，核心产品就是电动 汽车 IGBT。

就这样，比亚迪在 IGBT 芯片和器件的研发设计及生产制造端建立起了较为完整的能力。

4.IGBT 的演进方向

2009 年，比亚迪正式推出 IGBT 1.0 芯片，并且成功通过中电协电力电子分会的 科技 成果鉴定，这颗芯片推出也打破了国际巨头在这一领域的技术垄断。

随后 2012 年，比亚迪又推出了 IGBT 2.0 芯片。

基于这块芯片，比亚迪打造出了车规级 IGBT 模块，并应用在比亚迪纯电动车 e6 上。

2015 年，比亚迪又将 IGBT 芯片升级为 2.5 版本。

自研 10 年、收购中纬积体电路 7 年之后，比亚迪的 IGBT 业务不断壮大，这年其 IGBT 模块的营业额突破 3 亿人民币。

2017 年，比亚迪 IGBT 4.0 芯片研发成功，并于 2018 年 11 月正式推出车规级 IGBT 4.0 芯片。

在这款芯片的加持之下，比亚迪 IGBT 模块的综合损耗较当时市场主流产品降低了约 20%，其温度循环寿命可以做到市场主流产品的 10 倍以上。

比亚迪 IGBT 4.0 芯片

现在的比亚迪已经是全球唯二拥有 IGBT 这个电控核心元器件设计与生产能力的 汽车 厂商，另一家则是丰田。

比亚迪半导体的 IGBT 产品，除了用于比亚迪 汽车 外，还与金康 汽车 、蓝海华腾、吉泰科等多家整车、电控供应商达成合作。

今年 4 月，比亚迪总投资 10 亿 人民币的 IGBT 项目在 长沙 开工。

这个项目设计年产 25 万片 8 英寸晶圆的生产线，投产后可满足年装 50 万辆 新能源 汽车 的产能需求。

现阶段，比亚迪 IGBT 芯片晶圆的产能已经达到 5 万片/月，预计 2021 年可达 10 万片/月，一年可供应 120 万辆新能源车。

对于比亚迪半导体来说，其在 IGBT 领域所取得的成就已是过往，在这个技术迭代如此之快的领域，不进则退。

随着纯电动 汽车 性能的不断提升，其对功率半导体组件也提出了更高的要求。

作为纯电动车电机、电控系统的核心元器件，IGBT 器件的性能也需要不断演进。

现在以硅材料为基础的 IGBT 已经接近性能极限，比亚迪大规模应用的 1200V 车规级 IGBT 芯片的晶圆厚度已经减薄至 120um （约两根头发丝直径），再往下减难度极大。

对于整个行业来说，寻求性能更佳的全新半导体材料成为共识。

碳化硅 （SiC）则是最佳的后继者，也被称为第三代半导体材料。

据了解，碳化硅临界击穿场强是硅的 10 倍，带隙是硅的 3 倍，热导率是硅的 3 倍，所以被认为是一种超越硅材料极限的功率器件材料。

相关业内人士表示，相对于现在的硅基 IGBT，碳化硅基 IGBT 将会提供更低的芯片损耗、更强的电流输出能力、更优秀的耐高温能力以及缩小电控体积和重量等众多优点。

但现阶段因较高的成本费用，碳化硅基 IGBT 暂时只应用于长续航版本的纯电动 汽车 上。

比亚迪半导体作为业内的头部公司，自然看到了这一趋势，目前已经投入巨资布局碳化硅材料功率器件，加快其在电动车领域的应用。

按照比亚迪半导体的规划，到 2023 年，其将实现碳化硅对硅基 IGBT 材料的全面替代，将整车性能在现有基础上再提升 10%。

5.比亚迪半导体更大的野心

现在这个阶段，绝大多数行业都在研讨芯片国产替代的问题，所有企业都不希望像华为遭遇突然的断供和禁令，害怕被绑住手脚。

以车规级半导体为核心产品的比亚迪半导体，便是典型的 IGBT 芯片国产替代者。

以往其器件基本上供应的是比亚迪的车型产品，去年比亚迪的新能源车销量在 23 万辆左右，这个规模对于 IGBT 芯片走量其实是局限。

国内新能源 汽车 的年销量已经突破了百万台，保有量超过 400 万台。

重组之后的比亚迪半导体，其野心已不再局限于比亚迪自身，而是瞄准国内所有新能源车企，甚至是国际厂商。

而对于整个中国新能源 汽车 产业来说，新增这样一家车规级半导体供应商，意味着新能源车企有机会实现 IGBT 芯片和器件的国产化替代，毕竟目前大多数车厂依然是从国外供应商手中采购这类核心部件。

比亚迪半导体的分拆融资以及以后的上市，对于比亚迪以及中国新能源 汽车 产业发展来说，实际上是双赢。

自 2005 年开始 IGBT 的研发，到 2008 年收购芯片制造工厂中纬积体电路，再到如今开展碳化硅基 IGBT 器件的研发，比亚迪在这条道路上已经走过了 15 年。

如今的比亚迪半导体已经成长为国产第一大 IGBT 供应商，成为了抗衡国外供应商的先锋。

下一个 5 年、10 年和 15 年，比亚迪半导体还将实现哪些野望？

收录机、电视、电脑等，还有不断研制出的许多电子产品已成为现代人生活中不可缺少的东西，可是大家知道吗？这些电子产品的成功研制，都和美国学家巴丁有关。因为巴丁发明了半导体晶体管，才使这些电子产品出现成为可能！

1908年巴丁出生于美国，少年时代学习很用功，16岁就考上了大学特别喜欢物理。早年他和另外两名科学家肖克莱和布拉登一起，共同研究半导体锗和硅的物理性质，在一次实验中，他在锗晶体上放置了一枚固定针和一枚探针，利用加上了负电压的探针来检查固定针附近的电位分布。当巴丁将探针向固定针靠近，距离为0.05mm处，突然发现改变流过控针的电流能够极大的影响流过固定针的电流。这一意外发现使他们意识到这个装置可以对电流起放大作用。于是三人通力合作，经过反复研制，终于在1947导发明了一种新的半导体元件——晶体管，取代了又大又笨又费电的电子管。同时引发了计算机革命，将最初楼房一样庞大的计算机缩小为台式电脑，且运算速度极大提高。这一成果立刻轰动了科学界。巴丁三人被称为电子技术劳动保险的杰出代表。由于这一贡献，巴丁、肖克莱、布拉登于1956年共同获得了诺贝尔物理学奖。

获奖同年，巴丁又开始向另一个科学高峰——超导理论攀登。当时，超导现象的研究是科学上的难题。巴丁与中年物理教师库柏、研究生施里弗共同开展艰苦的研究，经过多年探索，终于建立了超导理论。为纪念巴丁、库柏、施里弗三人的杰出贡献，后来称超导理论为BCS理论，（由三人姓名的第一个字母组成），而且于1972年他们三人共同获得诺贝尔物理学奖。巴丁在同一领域（固体物理）前后两次获得诺贝尔奖，这在历史上还是第一次。

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