半导体是什么工作

锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，叫做半导体。半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件（热敏电阻）；利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，像光电池、光电管和光敏电阻等。半导体还有一个最重要的性质，如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管等。把一块半导体的一边制成P型区，另一边制成N型区，则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层，一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用（用黑色箭头表示）。中间部分为PN结的形成过程，示意载流子的扩散作用大于漂移作用（用蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场的方向）。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。

从竞争对手不熟悉的地方实现弯道超车。中国引爆电动 汽车 产业革命，用的就是这个方法。电动 汽车 绕开了被西方垄断的内燃机技术而取得成功，第三代半导体有可能绕开被西方垄断的光刻机技术而取得成功。实现中国芯片跨越式发展，必须专注于其它国家没有明显优势的下一代技术——能够引爆人工智能产业的第三代半导体。

有人说，中国芯片制造落后的真正原因，是没有高端光刻机。其实这话只说对了一半，即使ASML将顶级的EUV光刻机卖给中国，中国也可能需要5-8年，重复别人做过的7纳米、5纳米、3纳米，不太可能一下跳到台积电面前去做2纳米芯片。更重要的是，即使同样是生产2纳米芯片，中芯国际在良率和稳定性方面，极有可能就玩不过台积电而最终导致抢不到订单。也就是说，硅芯片无论是在制造设备，还是制造工艺上都堪称被玩到极致的境界，在几乎全部专利被垄断的情况下，恐怕就不是一台EUV光刻机能够决定胜负的了。要不然，英特尔也懒得受台积电的气了，到2023年才开始生产7纳米芯片，不直接买台EUV生产3纳米芯片就可以了！

总体来看，如果硅芯片玩到2纳米制程是物理极限，那么现在开始着手量产3纳米的台积电，2纳米技术储备肯定是比较充分了的，就看什么时候心情好开始生产而已。也就是说，中国高端芯片制造注定只能是跟随者，很难有被超越的空间了。因此，将注意力集中在第三代半导体，把希望寄托在第三代半导体，是中国芯片出头天的不二选择。所谓的第三代半导体：就是以氮化镓、碳化硅、氧化锌和金刚石四大材料为代表的下一代半导体。具有抗高压、耐高温、传输速度快速，抗击游离辐射等特征，非常符合5G环境下的基站、快充、人造卫星、新能源 汽车 ，高压变电站，物联网等人工智能重要领域的应用。

第三代半导体为智能化时代而来，目前包括台积电、英特尔和三星第三代半导体也处于刚刚起步阶段。第三代半导体用什么设备来做，用什么工艺来做全部都是待确定，这给中国在该领域后来居上提供了巨大的机会。目前中国第三代半导体产业链正在快速形成中，有些终端产品已经实现量产。第三代半导体是个非常复杂的产业生态，中国不但具有巨大的市场，而且最敢尝试新产品。现在中国基本上从最底层技术开始优先使用本土品，从软件系统嵌入、终端产品标准化形成一条龙运作，外部第三代半导体产品想进入中国市场验证性能变得越来越难。中国在5G领先的情况下，凭借强大的制造业，必将在第三代半导体打造全球最完整的全产业链。

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