半导体,顾名思义就是导电性介于导体和绝缘体之间的一类物体。通过杂质的掺入而改变材料的导电性能,这便是半导体技术的底层基础。由此延展,这一特性可以用来制作出各类具备不同IV特性(电流电压特性)的晶体管。将成万上亿只晶体管集成在一起,并实现一定的电路功能,便形成了集成电路。粗略地讲,集成电路经过设计、制造、封装、测试后便形成了一颗完整的芯片,它通常是一个可以立即使用的独立整体。
说到半导体,其实它的发现可以追溯到很久以前,早在1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。后来人们又陆续发现了半导体的其他三种特性:光电伏特效应、光电导效应、整流效应。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。
半导体的生产制造流程十分复杂,我们都知道半导体的主要成分是硅,而沙子正好就是硅组成的,由沙子到半导体这俩的跨越难度可想而知。简单来讲,半导体的生产制造流程主要分为硅片制造、晶圆制造、IC封测。
其中硅片制造:硅片制造的原料是硅锭,硅锭在要经历许多工艺步骤才能制成合乎要求的硅片,包括研磨、刻印定位槽、切片、磨片、倒角、刻蚀、抛光、清洗、检测和包装;晶圆制造:晶圆指制造半导体晶体管或集成电路的衬底。晶圆制造过程主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、化学机械抛光、金属化七个相互独立的工艺流程;晶圆封测:导体封装测试是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。晶圆封测过程主要包括晶圆电测、切割、贴片、引线键合、封装、老化测试。
半导体是科技发展中必不可少的东西,在当下大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
只能说起步阶段吧,目前只是在有限的几个领域里有所建树,但即便是这些领域也是仿照国外产品,原创的太少。从产业结构来看,目前在半导体领域的前沿研发基本都被欧美和日韩的企业以及院校所包揽。大陆的现状基本是有着大量的中小型设计公司,具有满足绝大多数普通应用场景的设计能力。但是在尖端技术上还是无法在国际上竞争,本国内高端产品基本依赖进口。
大陆半导体技术的发展前景和不足
1底层制造中国有很大的发展空间。
半导体技术的底层制造业(也常叫「微电子制造加工业」)是个纯粹的制造业。中国大陆近年来的代工制造一直处于上升阶段,很多传统领域的代工技术已然世界领先,下一步在微电子制造业上也达到尖端是可以期待的,业界也普遍看好。这是劳动力资源的优势所决定的。曾经日本、韩国、新加坡等地该行业很兴旺,但现在普遍因为劳动力资源的紧缺和涨价而大幅衰弱,台湾也略有衰退之胜,中国大陆正在快速上升期。
2欣欣向荣的是封装测试领域。
大陆各种大型的封装测试工厂遍地开花,有外资的也有民营的。由于封测产业对于技术要求相对较低,但是对于成本控制相当敏感,所以在劳动力相对低廉的大陆获得了较大的发展。
3中国由于财力和技术积累的不足,在规模最大、利润最高的几块市场,比如CPU,FPGA或者存储器上,大陆基本还处于弱势地位。
4高端设备和原材料的供应商极缺,所有重要设备和材料几乎完全进口。
半导体的应用改变了我们的生活方式,用途广泛,以半导体企业MACOM为例来说下半导体对我们的影响吧,MACOM通过为光学、无线和卫星网络提供半导体技术,来满足社会对信息的需求,从而实现连通且安全的世界。通过推动各种基础设施的建设,使数百万人在生活中每时每刻沟通、旅行、获取信息和参与娱乐活动。相应的半导体技术提高了移动互联网的速度和覆盖率,让光纤网络得以向企业、家庭和数据中心传输通信。半导体技术支持的下一代雷达,可用于空中交通管制和天气预报,从而保卫所有人的安全。除了通信之外,半导体还在模拟射频、微波、毫米波和光子等方面有相关应用,可帮助我们解决网络容量、信号覆盖、能源效率和现场可靠性等问题。从中可以看出半导体对我们今天的生活影响深远。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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