生活中用半导体和超导体的例子

半导体：手机、电脑、电视机（所有的电子产品）、太阳能电池、LED灯。

超导体：磁悬浮列车。

超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于10-25Ω，可以认为电阻为零。

超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性。

人类最初发现超导体是在1911年，这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人发现，汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入，一方面，多种具有实用潜力的超导材料被发现，另一方面，对超导机理的研究也有一定进展。

超导体已经进行了一系列试验性应用，并且开展了一定的军事、商业应用，在通信领域可以作为光子晶体的缺陷材料。

超导体历史：

超导体的发现与低温研究密不可分。在18世纪，由于低温技术的限制，人们认为存在不能被液化的“永久气体”，如氢气、氦气等。1898年，英国物理学家杜瓦制得液氢。

1908年，荷兰莱顿大学莱顿低温实验室的卡末林·昂内斯教授成功将最后一种“永久气体”——氦气液化，并通过降低液氦蒸汽压的方法，获得1.15~4.25K的低温。 低温研究的突破，为超导体的发现奠定了基础。

硅片是生产芯片、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料，目前90%以上的半导体产品均使用硅基材料制造，硅片占半导体材料市场规模比重约为37%，位居半导体三大核心材料之首，因此，半导体硅片被誉为半导体行业的“粮食”，虽然全球市场总规模不大，但至关重要。

近20年以来，半导体硅片长期被日本信越、日本胜高（SUMCO）、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltron等少数寡头企业垄断。2019年，行业前五大企业合计销售额占全球半导体硅片行业销售额比重高达92%，我国90%以上的硅片需求依赖进口，基本不在国内生产，目前，硅片垄断局面还在加剧。

11月30日，德国硅片制造商Siltronic AG表示，正与环球晶圆开展深入谈判，后者拟以37.5亿欧元（约合45亿美元）将其收购，双方预期在12月第二周，取得Siltronic监事会及环球晶圆董事会核准后，进行BCA签署。

环球晶董事长徐秀兰指出，双方都认为结合后的事业体会有很好的成效，将更能互补地有效投资，进而扩充产能。

并购前，德国Siltronic为全球第四大硅晶圆厂，市占率约为7%，环球晶则为全球第三大厂，市占率达18%，收购完成后，环球晶在全球硅晶圆市场占有率有望一举跃升至25%，逼近日本胜高的28%，同时意味着全球晶圆市场将呈现日本信越、胜高、环球晶圆、SK Siltron四强争霸的格局，进一步垄断市场。

根据IC Insights的报告，今年仅ADI收购Maxim、英伟达收购ARM、SK海力士收购英特尔存储业务、AMD收购赛灵思四起收购案的交易额就高达1050亿美元，外加Marvell100亿美元收购Inphi、环球晶45亿美元收购德国Siltronic，2020年半导体并购金额已经创下 历史 新高。

去年，韩国SK Siltron为防止日本出口限制，收购杜邦碳化硅晶圆事业部，在区域全球化抬头的当下，各巨头抱团取暖，通过并购来加强各自的优势，以应对快速变化和复杂的局面。

以半导体设备巨头应用材料为例，在2018年之前的几十年内，应用材料长期稳坐全球半导体设备第一供应商的位置，凭借的就是全面且强大的产品线，特别是在具有高技术含量的半导体制造前道设备，该公司具有相当深厚的技术功底。

但从 历史 来看，应用材料正是通过一系列的并购，来加强自己实力的，虽然从1967年-1996年的30年间，应用材料只有一次核心业务相关的并购，但在1997年-2007年十年间，先后发起了14起并购案，不断完善自己的产品构成。

截至目前，应用材料的产品线涵盖了半导体制造的数十种设备，包括原子沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、离子注入机、刻蚀机、化学抛光及晶圆检测设备等，预计2020年，应用材料半导体设备的市场份额将从去年的15.9%提高至18.8%。

查阅了近几年的国内半导体海外并购案例，主要有五起：

2013年紫光集团17.8亿美元收购展讯，2014年9.07亿美元收购锐迪科，后合并成为紫光展锐；2015年合肥瑞成18亿美元收购高性能射频功率放大器厂商AMPLEON；2016年中信资本、北京清芯华创投资与金石投资19亿美元收购CMOS传感器厂商豪威 科技 ；

2016年长电 科技 以7.8亿美元收购新加坡封测厂金科星朋；2017年建广资产27.5亿美元收购恩智浦标准件业务，今年6月安世半导体正式注入闻泰 科技 。

其他的海外收购基本都在5亿美元以下，特别是国产替代加速的最近三年，鲜有海外并购的大案例，想着国内半导体厂不差钱，但为何还是买不来？

实际上，国内企业海外并购，特别是半导体海外并购还真不是钱多就能解决的问题，早在1996年，西方42国就签署了集团性限制出口控制机制——《瓦森纳协定》，简单来说，就是成员国内技术转让或出口无需上报，但向非成员国转让需要上报，以此达到技术转让监管和控制的目的。

并且这份协定很与时俱进，以大硅片为例，2019年底修订的《瓦森纳协定》，就新增了一条关于12英寸大硅片技术的出口管制内容，直指中国集成电路14纳米制程工艺，以及上游适用于14纳米工艺的大硅片。

封锁的还不止拉高纯度单晶硅锭的设备和材料，更是从切割抛光好的硅片具体参数上进行了限制，专门针对适用于14纳米制程工艺的各种硅片。所以说，小到具体产品参数都能安排的明明白白，更别说直接并购先进企业，基本没有可能。

如果说美国单方面打压华为是凭借自身实力，那么通过《瓦森纳协定》限制技术出口，就相当于是在全球拉圈子，限制圈内技术出口，圈外想用，就只能用廉价劳动换取圈内输出的高附加值成品，《瓦森纳协定》相当于“金钟罩”。所以并购不来的公司，只有自己造。

实际上，光伏用硅片已经被国内的厂家玩出白菜价，半导体用的硅片之所以被国外垄断，难度在于单晶硅的纯度和内部缺陷的控制，我们做的不好。

在纯度上，光伏用的硅片6个9就够了，但半导体硅片需要11个9，也就是99.999999999%，问题就在这个纯度上面，拉出来的单晶硅锭纯度不够，内部缺陷、应力、翘曲度也跟国外有差距，做出来的芯片良品率就比较低。

所以为了良品率，晶圆厂都愿意愿意花高价买更高质量的硅片，而不愿意花低价买低质量的硅圆片，因为会导致最终芯片的良率，我国生产的硅圆片打不开国际市场就是凭证。

对于单晶硅的提纯和晶体缺陷控制，需要基于长期实践经验的积累和现场错误的总结，这是各个厂商的高度保密的技术，因为这方面的因素，国外硅片厂都没有在国内设厂。

目前，沪硅产业打破了我国12英寸（300mm）半导体硅片国产化率几乎为0的局面，推进了我国半导体关键材料生产技术自主可控的进程；中环股份现也已具备3-12英寸全尺寸半导体硅片产品的量产能力。

总的来说，当下全球市场主流的产品是12英寸，使用比例超过70%，主要应用在智能手机、计算机、人工智能、固态硬盘等高端芯片上。目前4-6英寸的硅片已可以满足国内需求，8英寸也日渐成熟，进入大规模国产替代阶段，但12英寸才刚刚进入初级阶段，还面临EPI、位错等诸多难题待解决，替代之路仍任重道远。

一、主动管理和质量控制

能够全面主动地对企业制造全过程进行管理是生产高质量产品的唯一途径。

企业要在每一个工序中都做到主动管理，以确保每次的制作材料都有配套的机器、 *** 作人员及时间，这样才能生产出最优质的产品。

MES通过以下功能来实现对生产过程并帮助企业大大改善生产指标，例如：产品产量显著提升、废品率和材料误用率明显减少：

● 运营商和设备认证

● 调度和流量管理

● 工艺数据管理

● 集成自动执行功能

应用案例：

医疗器械和诊断行业，MES主动管理与质量控制这一功能在满足产品安全和遵从行业法规方面至关重要。

企业利用MES进行建模和系统配置，并采用特殊制造流程和工艺，以防范在制造过程中产生的误差。

同时，企业还通过MES进行实时数据采集，来检测产品质量问题。

二、提高企业透明度 

现代MES能够通过仪表板、预配置报告和临时报告等功能提高企业信息透明度，这使得企业经营者和管理者能快速知晓可行性情。

试想一下，现在每一位企业股东都有机会通过获取必要的信息来帮助企业决策，以实现更加智能化的运作。

企业透明度的提高带来强大的竞争优势：

（1）实时掌控生产环境，使决策更加高效

（2）深入了解企业信息，帮助挖掘出供应链的深层问题

（3）通过MES与各个生产程序的整合，显著改善生产指标：

（4）通过实时监控，节省生产原料

（5）通过使用仪表板，大幅降低不合格产品率

（6）提高产品的可追溯

应用案例：

在半导体行业，MES提供的企业透明度是其他管理系统无法做到的。它帮助企业实现了有效的数据关联和快速的跨设备分析。

对于从备件生产到装配的各个环节可能都分布在不同地区的生产企业来说，这个过程至关重要。

MES对完整产品系谱提供了全程的数据跟踪与追溯，使生产商能够快速地理解产品需求，从而做出决策。

三、真正的持续改进 

每一个生产商都会希望通过对当前的生产数据进行分析来改进产品，以实现未来生产力的不断提升。

但是，却很少有生产商能够使得这一生产改进过程形成较好的良性循环，从而实现真正意义上的持续改进。现代MES的应用将改变这一现状。

现代MES的崛起，与它促进企业持续改进的能力之间有着必然的联系。

现代MES通过项目优先、自动精细化数据收集、仪表板、增强性报告、流程建模、工程更改订单管理、自动变更执行、监控和报警等功能来实现生产的持续改进。

通过这些功能，MES为企业建立了“定义>测量>分析>改进>控制”的生产模式。因此，它是企业真正实现持续改进和提高生产主动性的核心因素。

四、降低品牌风险 

现在，生产商们面临着众多品牌风险的困扰，如产品召回、质量逃避、顾客的不满意度上升等。

现代MES通过积极执行、系统化监测和预警、不合格产品管理和工程变更单(ECO)性能来预防并遏制质量逃避，防止潜在的产品召回，从而降低品牌风险。

若召回事件已经发生，MES通过流程可追溯性，与前后产品系谱进行全面对比，可准确地找出受影响的产品，帮助生产商将损失降至最低。

这样便可从源头上降低顾客的不满度，也可将品牌风险降至最低。

五、提高利润空间 

MES使企业利润空间最大化的做法简单明了，即同时增加收入和降低成本，使产品成熟和盈利达到一个新的水平。

在面对快速发展的未来时，制造企业通常会碰到以下情况：

（1）为什么在满负荷生产并有良好的营业额时，并没有达到预期的收益？

（2）如何减少或消除人工、纸张、库存、废品和不盈利生产等情况来增加资产利用率？

现代MES带来的累计作用将会提高公司收益率，创造绝对的竞争优势。这就是收益率，这就是 MES 系统。

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