半导体物理与器件1-3章笔记

通常半导体材料都是单晶材料。单晶材料的电学特性——化学组成，原子排列。

半导体——元素半导体（IV四价，Si Ge），化合物半导体（V，III三价五价；IV）

单晶——空间晶格——BCC,SC,FCC晶格类型——晶格结构/晶格尺寸（晶格常数）——原子体密度（计算方法见示例）——晶面和米勒指数——最近间距，原子的面密度——Si的金刚石结构

为什么原子集合倾向于特定的晶格结构：热平衡系统的总能量趋于达到某个最小值。

原子间的相互作用可以用量子力学描述

原子价键（最外层电子）

离子键——共价键——金属键——范德华键（电偶极子）

固体中的缺陷和杂质——很大程度上影响电学性能

固有缺陷——热振动（热能——温度的函数）

点缺陷：空位缺陷，填隙缺陷，弗仑克尔缺陷（空位和填隙离得很近）

线缺陷：

杂质：替位杂质，填隙杂质

掺杂：杂质扩撒，离子注入。

全球半导体行业经历了三次迁移

自发展以来，全球半导体产业格局在不断发生变化。当前，全球半导体产业正在经历第三次产能转移，行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。

全球半导体行业正在快速增长

2021年，全球半导体市场快速增长，共销售了1.15万亿片芯片，市场规模达到5560亿美元，创历史新高，同比大幅增长26.2%。整个半导体市场并未受到2021年新冠疫情大流行的负面影响。强劲的消费需求推动所有主要产品类别实现两位数的增长率(光电除外)。

从半导体细分领域来看，集成电路一直是半导体行业的主要细分领域。2021年，集成电路市场规模达到4630.02亿美元，同比增长28.2%，占全球半导体市场规模的83.29%。其中，集成电路又可细分为逻辑电路、存储器、处理器和模拟电路，2021年这四个产品占比分别为27.85%、27.67%、14.43%、13.33%。2021年存储器、模拟电路和逻辑电路都实现较大的增长。

此外，2021年全球光电子器件、分立器件、传感器市场规模分别为434.04、303.37、191.49亿美元，占比分别为7.81%、5.46%、3.44%。

全球半导体行业企业开展多方面竞争

半导体行业高度全球化，大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争，从半导体设计到制造，再到ATP(组装、测试和封装)。

据美国研究机构Gartner发布的报告显示，2021年全球半导体行业排名前十的企业分别是三星(Samsung)、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、联发科技(MediaTek)、德州仪器(TI)、英伟达(NVIDIA)、超威半导体(AMD)。其中，三星(Samsung)超过英特尔(Intel)，成为顶级芯片销售商。2021年三星的半导体收入激增31.6%，达到759.5亿美元。英特尔的收入下降到第二位，只增长了0.5%，达到731亿美元，销售额在前25家公司中增长最慢。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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