半导体技术的概念

半导体技术的概念,第1张

半导体技术就是以半导体为材料,制作成组件及集成电路的技术。在周期表里的元素,依照导电性大致可以分成导体、半导体与绝缘体三大类。最常见的半导体是硅(Si),当然半导体也可以是两种元素形成的化合物,例如砷化镓(GaAs),但化合物半导体大多应用在光电方面。

绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的,因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用是集成电路(IC),举凡计算机、手机、各种电器与信息产品中,一定有 IC 存在,它们被用来发挥各式各样的控制功能,有如人体中的大脑与神经。

如果把计算机打开,除了一些线路外,还会看到好几个线路板,每个板子上都有一些大小与形状不同的黑色小方块,周围是金属接脚,这就是封装好的 IC。如果把包覆的黑色封装除去,可以看到里面有个灰色的小薄片,这就是 IC。

如果再放大来看,这些 IC 里面布满了密密麻麻的小组件,彼此由金属导线连接起来。除了少数是电容或电阻等被动组件外,大都是晶体管,这些晶体管由硅或其氧化物、氮化物与其它相关材料所组成。整颗 IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式。

半导体技术的演进,除了改善性能如速度、能量的消耗与可靠性外,另一重点就是降低制作成本。降低成本的方式,除了改良制作方法,包括制作流程与采用的设备外,如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的 IC,成本也会下降。所以半导体技术的一个非常重要的发展趋势,就是把晶体管微小化。当然组件的微小化会伴随着性能的改变,但很幸运的,这种演进会使 IC 大部分的特性变好,只有少数变差,而这些就需要利用其它技术来弥补了。

半导体制程有点像是盖房子,分成很多层,由下而上逐层依蓝图布局迭积而成,每一层各有不同的材料与功能。随

着功能的复杂,不只结构变得更繁复,技术要求也越来越高。与建筑物最不一样的地方,除了尺寸外,就是建筑物是一栋一栋地盖,半导体技术则是在同一片芯片或同一批生产过程中,同时制作数百万个到数亿个组件,而且要求一模一样。因此大量生产可说是半导体工业的最大特色 。

把组件做得越小,芯片上能制造出来的 IC 数也就越多。尽管每片芯片的制作成本会因技术复杂度增加而上升,但是每颗 IC 的成本却会下降。所以价格不但不会因性能变好或功能变强而上涨,反而是越来越便宜。正因如此,综观其它科技的发展,从来没有哪一种产业能够像半导体这样,持续维持三十多年的快速发展。

半导体制程是一项复杂的制作流程,先进的 IC 所需要的制作程序达一千个以上的步骤。这些步骤先依不同的功能组合成小的单元,称为单元制程,如蚀刻、微影与薄膜制程;几个单元制程组成具有特定功能的模块制程,如隔绝制程模块、接触窗制程模块或平坦化制程模块等;最后再组合这些模块制程成为某种特定 IC 的整合制程

(一)软件

1、系统软件

2、支撑软件

3、中间件软件

4、嵌入式软件

5、计算机辅助工程管理软件

6、中文及多语种处理软件

7、图形和图像软件

8、金融信息化软件

9、地理信息系统

10、电子商务软件

11、电子政务软件

12、企业管理软件

(二) 微电子技术

1、集成电路设计技术

2、集成电路产品设计技术

3、集成电路封装技术

4、集成电路测试技术

5、集成电路芯片制造技术

6、集成光电子器件技术

(三)计算机及网络技术

1、计算机及终端技术

2、各类计算机外围设备技术

3、网络技术

4、空间信息获取及综合应用集成系统

5、面向行业及企业信息化的应用系

6、传感器网络节点、软件和系统

(四)通信技术

1、光传输技术

2、小型接入设备技术

3、无线接入技术

4、移动通信系统的配套技术

5、软交换和VoIP系统

6、业务运营支撑管理系统

7、电信网络增值业务应用系统

(五) 广播电视技术

1、演播室设备技术

2、交互信息处理系统

3、信息保护系统

4、数字地面电视技术

5、地面无线数字广播电视技术

6、专业音视频信息处理系统

7、光发射、接收技术

8、电台、电视台自动化技术

9、网络运营综合管理系统

10、IPTV技术

11、高端个人媒体信息服务平台

(六)新型电子元器件

1、半导体发光技术

2、片式和集成无源元件技术

3、片式半导体器件技术

4、中高档机电组件技术

(七)信息安全技术

1、安全测评类

2、安全管理类

3、安全应用类

4、安全基础类

5、网络安全类

6、专用安全类

外。

(八)智能交通技术

1、先进的交通管理和控制技术

2、交通基础信息采集、处理设备及相关软件技术

3、先进的公共交通管理设备和系统技术

4、车载电子设备和系统技术

半导体是通常由硅组成的材料产品,其导电性比玻璃之类的绝缘体高,但比铜或铝之类的纯导体导电性低。

半导体可以通过引入杂质(称为掺杂)来改变其导电性和其他性能,以满足其所驻留的电子组件的特定需求。半导体也被称为半导体或芯片,它可以在数千种产品中找到,例如计算机,智能手机,设备,游戏硬件和医疗设备。

半导体的用途

半导体在现实生活中会被制作成部件集成电路等等,在工业中扮演着重要的角色。目前在电子技术方面也得到了广泛的使用,当然半导体材料器件、集成电路在生产科研方面已经为电子工业创造了很好的领域。

而在线如今新产品的研制方面也会存在众多的功效,比如半导体直接制作成电路,所谓半导体就是指在常温的情况下处于导电和绝缘体之间的材料。


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