为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂，改善导电性能？

制成本征半导体是为了讲自然界中的半导体材料进行提纯,然后人工掺杂,通过控制掺杂的浓度就可以控制半导体的导电性,以达到人们的需求。能不能导电就是看这种材料中有没有自由移动的电子。所以通过提纯和掺杂就能改变材料的导电性能。本征半导体（intrinsic semiconductor)）完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。但实际半导体不能绝对的纯净，此类半导体称为杂质半导体。本征半导体一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体或I型半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。本征导电在绝对零度温度下，半导体的价带（valence band）是满带（见能带理论），受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带（forbidden band/band gap）进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带（conduction band），价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴（hole），导带中的电子和价带中的空穴合称为电子－空穴对。上述产生的电子和空穴均能自由移动，成为自由载流子（free carrier），它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。在本征半导体中，这两种载流子的浓度是相等的。随着温度的升高，其浓度基本上是按指数规律增长的。复合导带中的电子会落入空穴，使电子－空穴对消失，称为复合（recombination）。复合时产生的能量以电磁辐射（发射光子photon）或晶格热振动（发射声子phonon）的形式释放。在一定温度下，电子－空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时本征半导体具有一定的载流子浓度，从而具有一定的电导率。加热或光照会使半导体发生热激发或光激发，从而产生更多的电子－空穴对，这时载流子浓度增加，电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较小，载流子浓度对温度变化敏感，所以很难对半导体特性进行控制，因此实际应用不多。特点本征半导体特点：电子浓度=空穴浓度（掺杂的半导体，在一定条件下（例如高温下）也可以具有本征半导体特点。）缺点缺点：载流子少，导电性差，温度稳定性差！

全球芯片短缺持续给 汽车 业带来巨大的冲击，多家 汽车 公司表示将缩减产量。

本田 汽车 公司周四表示， 由于芯片短缺和疫情封锁，该公司计划在5月初将其日本境内一家工厂的两条生产线的产量削减约50%。

本田表示，持续的半导体短缺以及不确定的地缘政治事件，已导致物流和零部件延迟抵达。

本田 汽车 在日本铃鹿市的工厂此前宣布4月份将减产约三分之一，现在扩大至一半的规模。该公司在埼玉县的工厂4月份也将减产三分之一，但计划5月初恢复正常运营。

无独有偶，丰田 汽车 在本周一向投资者发布了一个令人沮丧的最新消息——其计划产量将低于公司预期。

丰田在新闻稿中写道：“由于半导体短缺的影响，我们在全球范围内将生产计划从年初提供给供应商的数量调整了大约10万辆。”

丰田目前计划在5月份生产约75万辆 汽车 ，5、6、7月份的平均产量约为80万辆。最近，该公司一直以每月84万辆的速度销售 汽车 。随着时间的推移，情况似乎并没有变得那么好。

丰田的许多竞争对手也有类似的经历。不过 汽车 生产商的管理人士在谈到短缺问题时往往会说，大约九个月后问题会缓解，但之后通常需要调整这些预期。

例如，在2021年5月，通用 汽车 首席财务官Paul Jacobson表示，他希望在2021年底前将库存水平提高到“更安全”的水平，直至2022年。这是通用 汽车 暗示，到今年年底，产量将会提高。

然而，生产和库存水平仍然相对较低。在今年2月的公司第四季度财报电话会议上，Jacobson表示，虽然半导体供应有所改善，但仍面临压力。就在上周，他在一次投资者会议上表示：“我们预计今年库存不会大幅增加。”

芯片行业的前景并没有给 汽车 行业带来多大帮助。全球最大的半导体公司之一的台积电上周公布了财报。New Street Research分析师Pierre Ferragu在评估收益的报告中写道： “需求将继续超过供应，产能紧张将持续到2022年。”

半导体的材料：常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物）,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

半导体的作用：

（1）集成电路 它是半导体技术发展中最活跃的一个领域，已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管，可在一片硅片上制成一台微信息处理器，或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗，并使信息处理速度达到微微秒级。

（2）微波器件 半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段，发射器件的功率已达到数瓦，人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。

（3）光电子器件 半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是：光通信、数码显示、图象接收、光集成等。

半导体的特点：

（1）电阻率的变化受杂质含量的影响极大。例如，硅中只含有亿分之一的硼，电阻率就会下降到原来的千分之一。如果所含杂质的类型不同，导电类型也不同。由此可见，半导体的导电性与所含的微量杂质有着非常密切的关系。

（2）电阻率受外界条件（如热、光等）的影响很大。温度升高或受光照射时均可使电阻率迅速下降。一些特殊的半导体在电场或磁场的作用下，电阻率也会发生改变。

拓展：半导体的未来发展

      以GaN（氮化镓）为代表的第三代半导体材料及器件的开发是新兴半导体产业的核心和基础，其研究开发呈现出日新月异的发展势态。GaN基光电器件中，蓝色发光二极管LED率先实现商品化生产 成功开发蓝光LED和LD之后，科研方向转移到GaN紫外光探测器上 GaN材料在微波功率方面也有相当大的应用市场。氮化镓半导体开关被誉为半导体芯片设计上一个新的里程碑。美国佛罗里达大学的科学家已经开发出一种可用于制造新型电子开关的重要器件，这种电子开关可以提供平稳、无间断电源。

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