矽谷简介及详细资料

地理范围

在地理上，矽谷起先仅包含圣塔克拉拉山谷(Santa Clara Valley) ，主要位于旧金山湾区南部的圣塔克拉拉县(Santa Clara County) ，包含该县下属的帕罗奥多市(Palo Alto)到县府圣何塞市(San Jose)一段长约25英里的谷地) 之后逐渐扩展到包含圣塔克拉拉县(Santa Clara County) 、西南旧金山湾区圣马特奥县(San Mateo County)的部分城市(比如门洛帕克)以及东旧金山湾区阿拉米达县(Alameda County)的部分城市(比如费利蒙)等地 。矽谷不是一个行政区划地名，在地图上一般不做标注。

矽谷这个词最早是由美国记者Don Hoefler在1971年创造的。它从1971年的1月11日开始被用于《每周商业》报纸电子新闻(Electronic News)的一系列文章的题目──"美国矽谷(Silicon Valley，USA)"。之所以名字当中有一个"矽"字，是因为当地的企业多数从事与由高纯度的矽制造的半导体及电脑相关的产业活动，而"谷"则是从圣塔克拉拉谷中得到的。而当时的矽谷就是旧金山湾区南端沿着101公路，从帕罗奥多市(Palo Alto)经山景城(Moutain View)、森尼韦尔(Sunnyvale) ，再经坎贝尔(Campbell)延伸到矽谷中心、圣塔克拉拉县的县府圣何塞市(San Jose)的这条狭长地带 。后来，位于旧金山湾两岸地区包括费利蒙市(Fremont)等地的加入使矽谷迅猛地发展起来。在开始的十几年时间里，由于记者的拼写错误它都被误称为"矽胶谷"，因为矽谷这个词语还没有融合到美国文化中(矽胶是一种广泛用于隆胸和堵漏等作用的物质)。

历史沿革 重要时期

1.早期无线电和军事技术的基础

旧金山湾区在很早就是美国海军的研发基地。1909年，美国第一个有固定节目时间的广播电台在圣何塞诞生。1933年，森尼维尔 (Sunnyvale) 空军基地(后来改名为墨菲飞机场)成为美国海军飞艇的基地。在基地周围开始出现一些为海军服务的技术公司。二战后，海军将西海岸的业务移往加州南部的圣迭戈，国家航天委员会(美国航天局NASA 的前身)将墨菲飞机场 (Moffett Field) 的一部分用于航天方面的研究。为航天服务的公司开始出现，包括后来著名的洛克希德公司(Lockheed)。

2.斯坦福工业园 (Stanford Industrial Park)

二战结束后，美国的大学回流的学生骤增。为满足财务需求，同时给毕业生提供就业机会，史丹福大学采纳Frederick Terman的建议开辟工业园，允许高技术公司租用其地作为办公用地。最早入驻的公司是1930年代由斯坦福毕业生创办的瓦里安公司 (Varian Associates)。Terman 同时为民用技术的初创企业提供风险资本。惠普公司是最成功的例子之一。在1990年代中期，柯达公司和通用电气公司也在工业园驻有研究机构，斯坦福工业园逐步成为技术中心。

3.矽电晶体

1956年，电晶体的发明人威廉·肖克利(William Shockley) 在史丹福大学南边的山景城创立肖克利半导体实验室。1957年，肖克利决定停止对矽电晶体的研究。当时公司的八位工程师出走成立了仙童 (Fairchild) 半导体公司，称为"八叛逆"。"八叛逆"里的诺伊斯和摩尔后来创办了英特尔(Intel) 公司。在仙童工作过的人中，斯波克后来成为国民半导体公司的CEO，另一位桑德斯则创办了AMD公司。

4.风险资本 (Venture Capital)

从1972年第一家风险资本在紧挨斯坦福的 Sand Hill 路(风沙路)落户，风险资本极大促进了矽谷的成长。1980年苹果公司的上市吸引了更多风险资本来到矽谷。Sand Hill 在矽谷成为风险资本的代名词。

5.软体产业兴起

除了半导体工业，矽谷同时以软体产业和网际网路服务产业著称。施乐公司在Palo Alto的研究中心在OOP(面向对象的编程)，GUI(图形界面)，乙太网和雷射印表机等领域都有开创性的贡献。现今的许多著名企业都得益于施乐公司的研究，例如苹果和微软先后将 GUI 用于各自的作业系统，而思科公司的创立源自将众多网路协定在斯坦福校园网内自由传送的想法。

历史故事

当地一直是美国海军一个工作站点，并且海军的飞行研究基地也设于此，后来许多科技公司的商店都围绕着海军的研究基地而建立起来。但当海军把它大部分位于西海岸的工程项目转移到圣迭戈时，NASA接手了海军原来的工程项目，不过大部分的公司却留了下来，当新的公司又搬来之后，这个区域逐渐成为被航空航天企业聚集区。

那个时候，此地还没有民用高科技企业，虽然这里有很多好的大学，可是学生们毕业之后，他们却选择到东海岸去寻找工作机会。史丹福大学一个才华横溢的教授弗雷德·特曼(Frederick Emmons Terman)发现了这一点，于是他在学校里选择了一块很大的空地用于不动产的发展，并设立了一些方案来鼓励学生们在当地发展他们的"创业投资(venture capital)"事业。在Terman的指导下，他的两个学生威廉·休利特和David Packard在一间车库里凭著538美元建立了惠普公司(Hewlett-Packard)──一个跟NASA及美国海军没有任何关系的高科技公司。这车库现已经成为了矽谷发展的一个见证，被加州 *** 公布为矽谷发源地而成为重要的景点。

在1951年，Terman又有了一个更大的构想，那就是成立斯坦福研究园区(Stanford Research Park)，这是第一个位于大学附近的高科技工业园区。园区里一些较小的工业建筑以低租金租给一些小的科技公司，今日，这些公司是重要的技术诞生地，可是在当时却并不为人所知。最开始的几年里只有几家公司安家于此，后来公司越来越多，他们不但套用大学最新的科技，同时又租用该校的土地，这些地租成为了史丹福大学的经济来源，使史丹福大学不断的兴旺发达。Terman在1950年代决定新的基础设施则应以"谷"为原则而建造。

正是在这种氛围下，一个著名的加利福尼亚人威廉·肖克利搬到了这里。威廉的这次搬家可以称得上是半导体工业的里程碑。1953年由于与同事的分歧而离开贝尔实验室。离婚之后孤身一人回到他获得科学学士学位的加州理工学院，在1956年他又搬到了距他母亲很近的加利福尼亚山景城(Mountain View)去建立肖克利半导体实验室。在这之前的时期，尚未成型的半导体工业主要集中在美国东部的波士顿和纽约长岛地区。为了公司的发展，他特意从东部召来八位年青人，这其中就有诺宜斯、戈登·摩尔 、斯波克、雷蒙德。

威廉·肖克利打算设计一种能够替代电晶体的元器件(熟知的肖克利二极体)来占领市场。但在考虑设计得比"简单的"电晶体还要简单的这个问题时他却难住了。被困难难住的肖克利愈发变得偏执，他要求对职员进行测谎，并公布他们的薪金，这些事情惹恼了大家。在1957年，那八位优秀的年轻人集体跳槽，并在一位工业家Sherman Fairchild的资助下成立了仙童半导体公司，仙童公司总部位于纽约市，主要经营照相机。

由于诺宜斯发明了积体电路技术，可以将多个电晶体安放于一片单晶矽片上，使得仙童公司平步青云。而1965年戈登·摩尔总结了积体电路上面的电晶体数量每18个月翻一番的规律 ，也就是人们熟知的"摩尔定律"，这一定律虽然只是由1960年代的数据总结而成的，但是直到21世纪最初的那几年却依然有效。

这种事情又不断的上演，脱离控制的工程师不断的建立新的公司。1967年初，斯波克、雷蒙德等人决定离开仙童公司，自创国民半导体公司(National Semiconductor)，总部位于圣克拉拉。而1968年仙童公司行销经理桑德斯的出走，又使世界上出现了超微科技(AMD)这家公司。同年七月，诺宜斯、戈登·摩尔 、安迪·葛洛夫 又离开仙童成立了英特尔公司。今天的英特尔公司是世界上最大的半导体积体电路厂商，占有80%的市场份额。

1981年对仙童公司来说就是恶梦的开始。这一年，设在圣何赛的晶片厂发生有毒溶液的泄漏，于是公司不得不花费1200万美元来更换土壤和监测水质。从此，公司开始走向下坡路，最终销声匿迹。但是人们不会忘记他在矽谷历史上所作出的贡献和对于开发单晶矽片的丰功伟绩，由仙童雇员所创建的公司在矽谷乃至全美国已超过百家。

区位因素 自然环境

地理位置优越环境优美气候宜人交通便利全世界的人才高地市场稳定创新环境和创新文化。

大学依托

矽谷是随着20世纪60年代中期以来，微电子技术高速发展而逐步形成的其特点是以附近一些具有雄厚科研力量的美国一流大学史丹福大学、加州大学伯克利分校等世界知名大学为依托 ，以高技术的中小公司群为基础，并拥有谷歌、Facebook、惠普、英特尔、苹果公司、思科、特斯拉、甲骨文、英伟达等大公司 ，融科学、技术、生产为一体。

位于矽谷附近的大学包括:

史丹福大学(Stanford University) 圣塔克拉拉大学(Santa Clara University) 圣何塞州立大学(San Jose State University) 卡内基梅隆大学西海岸校区(Carnegie Mellon University, West Coast Campus)

以下大学不位于矽谷内，而是有助于作为研究资源和新毕业生的来源:

伯克利加州大学(University of California, Berkeley) 戴维斯加州大学(University of California, Davis) 圣塔克鲁斯加州大学(University of California, Santa Cruz) 东湾州立大学(California State University, East Bay)，原黑沃州立大学(California State University, Hayward) 产业特点

矽谷拥有大大小小电子工业公司达10000家以上，他们所生产的半导体积体电路和电子计算机约占全美1/3和1/6。80年代后，随着生物、空间、海洋、通讯、能源材料等新兴技术的研究机构在该地区纷纷出现，矽谷客观上成为美国高新技术的摇篮。矽谷已成为世界各国高科技聚集区的代名词。矽谷的产业特点包括:

●从业人员具有高水平的知识和技能，其中科学家和工程师占较大比例

●增长速度比传统工业快得多，并且处在不断的变化之中，产品更新换代的周期较短

●研究开发费用在销售额中占的比例较高

●产品面向世界市场。

●矽谷精神:允许失败的创新，崇尚竞争，平等开放!

天然优质的自然和社会因素，使得矽谷成为创业者的摇篮，高科技创业一片繁荣，下面是一些矽谷高科技创业最火的公司:

1.Crowdtilt :帮助聚餐的朋友们更方便的支付

2.Exec:帮助解决初创企业零活儿

3.Vayable:将改变你的旅行方式

4.Stripe:一种新型的企业支付方式

5.Postmates:让快递当天到达成为现实。

6.Getaround:刚刚获得一大笔融资

7.Parse:让创建一个新的套用更简便

8.Klout:人们仍旧一直在查看他们的Klout分数

9.Yardsale:本地线上电子商务

10.Path:有声照片分享套用

矽谷现状

2006年矽谷总共有225,300个高技术职位。以高技术从业人员的密度而论，矽谷居美国之首，每1000个在私营企业工作的人里有285.9人从事高科技业。高技术职位的平均年薪亦居美国之首，达到144800美元。2008年矽谷人均GDP达到83000美元，居全美第一。矽谷的GDP占美国总GDP的5%，而人口不到全国的1%。

矽谷是美国高科技人才的集中地，更是美国信息产业人才的集中地，在矽谷，集结著美国各地和世界各国的科技人员达100万以上，美国科学院院士在矽谷任职的就有近千人，获诺贝尔奖的科学家就达30多人。矽谷是美国青年心驰神往的圣地，也是世界各国留学生的竞技场和淘金场。在矽谷，一般公司都实行科学研究、技术开发和生产行销三位一体的经营机制，高学历的专业科技人员往往占公司员工的80%以上。矽谷的科技人员大都是来自世界各地的佼佼者，他们不仅母语和肤色不同，文化背景和生活习俗也各有所异，所学专业和特长也不一样。如此一批科技专家聚在一起，必然思维活跃，互相切磋中很容易迸发出创新的火花。矽谷高新技术公司的创立和资金投入方兴未艾，仍然呈现出发展的趋势，同时也是世界人才最集中的地区。

中国矽谷 深圳

深圳被公认为"中国矽谷"，其城市的发展模型参照了美国旧金山湾区(也就是真正的矽谷的所在地)。 深圳专门设有深圳高新技术产业开发区、"中国电子第一街"华强北商业区，而总部位于深圳的著名高科技公司包括华为、中兴、腾讯、比亚迪、大疆、研祥等等。 深圳拥有的著名科研教育机构包括清华-伯克利深圳学院、南方科技大学、深圳先进技术研究院、香港中文大学(深圳)、深圳大学、国家超级计算深圳中心等等。

中关村

地理位置上是指由中国科学院和毗邻的北京大学，清华大学环抱而成的一个地区。1980年，这里办起了中国第一家IT公司。以后，中关村变成了我国高科技行业，特别是IT行业的代名词。在这个地区，科技，教育，文化与高新技术产业相连相互渗透。基础研究，套用研究，高新技术研究相互衔接。国际范畴的学术交流，商务往来以及经济合作日趋频繁。中关村具有发展知识经济的明显优势和巨大潜力，被誉为"矽谷"。

在中关村，共有5000人拥有博士学位，25000拥有硕士学位，180000人是学士学位。有超过8000家高科技公司，一半以上是IT产业公司。2012年中关村示范区实现总收入2.5万亿元，企业实缴税费达到1500亿元，企业从业人员达到156万人，企业利润总额1730亿元，实现出口230亿美元，企业科技活动经费支出超过900亿元。

印度矽谷

班加罗尔是印度南部城市，卡纳塔克邦的首府，印度第5大城市。印度在1947年独立以后，班加罗尔发展成重工业的中心。高科技公司在班加罗尔的成功建立使其成为印度信息科技的中心，俗称"印度矽谷"。

简介

半导体器件(semiconductor device)通常，利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构，已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极体，晶体二极体的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一 般是有源器件，典型代表是各种电晶体(又称晶体三极体)。电晶体又可以分为双极型电晶体和场效应电晶体两 类。根据用途的不同，电晶体可分为功率电晶体微波电晶体和低噪声电晶体。除了作为放大、振荡、开关用的 一般电晶体外，还有一些特殊用途的电晶体，如光电晶体、磁敏电晶体，场效应感测器等。这些器件既能把一些 环境因素的信息转换为电信号，又有一般电晶体的放大作用得到较大的输出信号。此外，还有一些特殊器件，如单结电晶体可用于产生锯齿波，可控矽可用于各种大电流的控制电路，电荷耦合器件可用作摄橡器件或信息存 储器件等。在通信和雷达等军事装备中，主要靠高灵敏度、低噪声的半导体接收器件接收微弱信号。随着微波 通信技术的迅速发展，微波半导件低噪声器件发展很快，工作频率不断提高，而噪声系数不断下降。微波半导体 器件由于性能优异、体积小、重量轻和功耗低等特性，在防空反导、电子战、C(U3)I等系统中已得到广泛的套用 。

分类 晶体二极体

晶体二极体的基本结构是由一块 P型半导体和一块N型半导体结合在一起形成一个 PN结。在PN结的交界面处，由于P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子要相互向对方扩散而形成一个具有空间电荷的偶极层。这偶极层阻止了空穴和电子的继续扩散而使PN结达到平衡状态。当PN结的P端(P型半导体那边)接电源的正极而另一端接负极时，空穴和电子都向偶极层流动而使偶极层变薄，电流很快上升。如果把电源的方向反过来接，则空穴和电子都背离偶极层流动而使偶极层变厚，同时电流被限制在一个很小的饱和值内(称反向饱和电流)。因此，PN结具有单向导电性。此外，PN结的偶极层还起一个电容的作用，这电容随着外加电压的变化而变化。在偶极层内部电场很强。当外加反向电压达到一定阈值时，偶极层内部会发生雪崩击穿而使电流突然增加几个数量级。利用PN结的这些特性在各种套用领域内制成的二极体有:整流二极体、检波二极体、变频二极体、变容二极体、开关二极体、稳压二极体(曾讷二极体)、崩越二极体(碰撞雪崩渡越二极体)和俘越二极体(俘获电浆雪崩渡越时间二极体)等。此外，还有利用PN结特殊效应的隧道二极体，以及没有PN结的肖脱基二极体和耿氏二极体等。

双极型电晶体

它是由两个PN结构成，其中一个PN结称为发射结，另一个称为集电结。两个结之间的一薄层半导体材料称为基区。接在发射结一端和集电结一端的两个电极分别称为发射极和集电极。接在基区上的电极称为基极。在套用时，发射结处于正向偏置，集电极处于反向偏置。通过发射结的电流使大量的少数载流子注入到基区里，这些少数载流子靠扩散迁移到集电结而形成集电极电流，只有极少量的少数载流子在基区内复合而形成基极电流。集电极电流与基极电流之比称为共发射极电流放大系数?。在共发射极电路中，微小的基极电流变化可以控制很大的集电极电流变化，这就是双极型电晶体的电流放大效应。双极型电晶体可分为NPN型和PNP型两类。

场效应电晶体

它依靠一块薄层半导体受横向电场影响而改变其电阻(简称场效应)，使具有放大信号的功能。这薄层半导体的两端接两个电极称为源和漏。控制横向电场的电极称为栅。

根据栅的结构,场效应电晶体可以分为三种:

①结型场效应管(用PN结构成栅极)

②MOS场效应管(用金属-氧化物-半导体构成栅极,见金属-绝缘体-半导体系统)

③MES场效应管(用金属与半导体接触构成栅极)其中MOS场效应管使用最广泛。尤其在大规模积体电路的发展中,MOS大规模积体电路具有特殊的优越性。MES场效应管一般用在GaAs微波电晶体上。

在MOS器件的基础上,又发展出一种电荷耦合器件 (CCD)，它是以半导体表面附近存储的电荷作为信息，控制表面附近的势阱使电荷在表面附近向某一方向转移。这种器件通常可以用作延迟线和存储器等配上光电二极体列阵，可用作摄像管。

命名方法

中国半导体器件型号命名方法

半导体器件型号由五部分(场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、雷射器件的型号命名只有第三、四、五部分)组成。五个部分意义如下:

第一部分:用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极体、3-三极体

第二部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极体时:A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型矽材料、D-P型矽材料。表示三极体时:A-PNP型锗材料、B-NPN型锗材料、C-PNP型矽材料、D-NPN型矽材料。

第三部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的类型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F<3MHz,Pc3MHz,Pc<1W)、D-低频大功率管(f1W)、A-高频大功率管(f>3MHz,Pc>1W)、T-半导体晶闸管(可控整流器)、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-雷射器件。

第四部分:用数字表示序号

第五部分:用汉语拼音字母表示规格号

例如:3DG18表示NPN型矽材料高频三极体

日本半导体分立器件型号命名方法

日本生产的半导体分立器件，由五至七部分组成。通常只用到前五个部分，其各部分的符号意义如下:

第一部分:用数字表示器件有效电极数目或类型。0-光电(即光敏)二极体三极体及上述器件的组合管、1-二极体、2三极或具有两个pn结的其他器件、3-具有四个有效电极或具有三个pn结的其他器件、┄┄依此类推。

第二部分:日本电子工业协会JEIA注册标志。S-表示已在日本电子工业协会JEIA注册登记的半导体分立器件。

第三部分:用字母表示器件使用材料极性和类型。A-PNP型高频管、B-PNP型低频管、C-NPN型高频管、D-NPN型低频管、F-P控制极可控矽、G-N控制极可控矽、H-N基极单结电晶体、J-P沟道场效应管、K-N 沟道场效应管、M-双向可控矽。

第四部分:用数字表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号。两位以上的整数-从"11"开始，表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号不同公司的性能相同的器件可以使用同一顺序号数字越大，越是产品。

第五部分: 用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D、E、F表示这一器件是原型号产品的改进产品。

美国半导体分立器件型号命名方法

美国电晶体或其他半导体器件的命名法较混乱。美国电子工业协会半导体分立器件命名方法如下:

第一部分:用符号表示器件用途的类型。JAN-军级、JANTX-特军级、JANTXV-超特军级、JANS-宇航级、(无)-非军用品。

第二部分:用数字表示pn结数目。1-二极体、2=三极体、3-三个pn结器件、n-n个pn结器件。

第三部分:美国电子工业协会(EIA)注册标志。N-该器件已在美国电子工业协会(EIA)注册登记。

第四部分:美国电子工业协会登记顺序号。多位数字-该器件在美国电子工业协会登记的顺序号。

第五部分:用字母表示器件分档。A、B、C、D、┄┄-同一型号器件的不同档别。如:JAN2N3251A表示PNP矽高频小功率开关三极体，JAN-军级、2-三极体、N-EIA 注册标志、3251-EIA登记顺序号、A-2N3251A档。

国际电子联合会半导体器件型号命名方法

德国、法国、义大利、荷兰、比利时等欧洲国家以及匈牙利、罗马尼亚、南斯拉夫、波兰等东欧国家，大都采用国际电子联合会半导体分立器件型号命名方法。这种命名方法由四个基本部分组成，各部分的符号及意义如下:

第一部分:用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁频宽度Eg=0.6~1.0eV 如锗、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV 如矽、C-器件使用材料的Eg>1.3eV 如砷化镓、D-器件使用材料的Eg<0.6eV 如锑化铟、E-器件使用复合材料及光电池使用的材料

第二部分:用字母表示器件的类型及主要特征。A-检波开关混频二极体、B-变容二极体、C-低频小功率三极体、D-低频大功率三极体、E-隧道二极体、F-高频小功率三极体、G-复合器件及其他器件、H-磁敏二极体、K-开放磁路中的霍尔元件、L-高频大功率三极体、M-封闭磁路中的霍尔元件、P-光敏器件、Q-发光器件、R-小功率晶闸管、S-小功率开关管、T-大功率晶闸管、U-大功率开关管、X-倍增二极体、Y-整流二极体、Z-稳压二极体。

第三部分:用数字或字母加数字表示登记号。三位数字-代表通用半导体器件的登记序号、一个字母加二位数字-表示专用半导体器件的登记序号。

第四部分:用字母对同一类型号器件进行分档。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型号的器件按某一参数进行分档的标志。

除四个基本部分外，有时还加后缀，以区别特性或进一步分类。常见后缀如下:

1、稳压二极体型号的后缀。其后缀的第一部分是一个字母，表示稳定电压值的容许误差范围，字母A、B、C、D、E分别表示容许误差为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%其后缀第二部分是数字，表示标称稳定电压的整数数值后缀的第三部分是字母V，代表小数点，字母V之后的数字为稳压管标称稳定电压的小数值。

2、整流二极体后缀是数字，表示器件的最大反向峰值耐压值，单位是伏特。

3、晶闸管型号的后缀也是数字，通常标出最大反向峰值耐压值和最大反向关断电压中数值较小的那个电压值。

如:BDX51-表示NPN矽低频大功率三极体，AF239S-表示PNP锗高频小功率三极体。

积体电路

把晶体二极体、三极体以及电阻电容都制作在同一块矽晶片上，称为积体电路。一块矽晶片上集成的元件数小于 100个的称为小规模积体电路，从 100个元件到1000 个元件的称为中规模积体电路，从1000 个元件到100000 个元件的称为大规模积体电路，100000 个元件以上的称为超大规模积体电路。积体电路是当前发展计算机所必需的基础电子器件。许多工业先进国家都十分重视积体电路工业的发展。积体电路的集成度以每年增加一倍的速度在增长。每个晶片上集成256千位的MOS随机存储器已研制成功，正在向1兆位 MOS随机存储器探索。

光电器件 光电探测器

光电探测器的功能是把微弱的光信号转换成电信号，然后经过放大器将电信号放大，从而达到检测光信号的目的。光敏电阻是最早发展的一种光电探测器。它利用了半导体受光照后电阻变小的效应。此外，光电二极体、光电池都可以用作光电探测元件。十分微弱的光信号，可以用雪崩光电二极体来探测。它是把一个PN结偏置在接近雪崩的偏压下，微弱光信号所激发的少量载流子通过接近雪崩的强场区，由于碰撞电离而数量倍增，因而得到一个较大的电信号。除了光电探测器外，还有与它类似的用半导体制成的粒子探测器。

半导体发光二极体

半导体发光二极体的结构是一个PN结，它正向通电流时，注入的少数载流子靠复合而发光。它可以发出绿光、黄光、红光和红外线等。所用的材料有 GaP、GaAs、GaAs1-xPx、Ga1-xAlxAs、In1-xGaxAs1-yPy等。

半导体雷射器

如果使高效率的半导体发光管的发光区处在一个光学谐振腔内，则可以得到雷射输出。这种器件称为半导体雷射器或注入式雷射器。最早的半导体雷射器所用的PN结是同质结，以后采用双异质结结构。双异质结雷射器的优点在于它可以使注入的少数载流子被限制在很薄的一层有源区内复合发光，同时由双异质结结构组成的光导管又可以使产生的光子也被限制在这层有源区内。因此双异质结雷射器有较低的阈值电流密度，可以在室温下连续工作。

光电池

当光线投射到一个PN结上时，由光激发的电子空穴对受到PN结附近的内在电场的作用而向相反方向分离，因此在PN结两端产生一个电动势，这就成为一个光电池。把日光转换成电能的日光电池很受人们重视。最先套用的日光电池都是用矽单晶制造的，成本太高，不能大量推广使用。国际上都在寻找成本低的日光电池，用的材料有多晶矽和无定形矽等。

其它

利用半导体的其他特性做成的器件还有热敏电阻、霍耳器件、压敏元件、气敏电晶体和表面波器件等。

未来发展

今年是摩尔法则(Moore'slaw)问世50周年，这一法则的诞生是半导体技术发展史上的一个里程碑。

这50年里，摩尔法则成为了信息技术发展的指路明灯。计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具，信息技术由实验室进入无数个普通家庭，网际网路将全世界联系起来，多媒体视听设备丰富著每个人的生活。这一法则决定了信息技术的变化在加速，产品的变化也越来越快。人们已看到，技术与产品的创新大致按照它的节奏，超前者多数成为先锋，而落后者容易被淘汰。

这一切背后的动力都是半导体晶片。如果按照旧有方式将电晶体、电阻和电容分别安装在电路板上，那么不仅个人电脑和移动通信不会出现，连基因组研究、计算机辅助设计和制造等新科技更不可能问世。有关专家指出,摩尔法则已不仅仅是针对晶片技术的法则不久的将来，它有可能扩展到无线技术、光学技术、感测器技术等领域，成为人们在未知领域探索和创新的指导思想。

毫无疑问，摩尔法则对整个世界意义深远。不过，随着电晶体电路逐渐接近性能极限，这一法则将会走到尽头。摩尔法则何时失效?专家们对此众说纷纭。早在1995年在芝加哥举行信息技术国际研讨会上，美国科学家和工程师杰克·基尔比表示，5纳米处理器的出现或将终结摩尔法则。中国科学家和未来学家周海中在此次研讨会上预言，由于纳米技术的快速发展，30年后摩尔法则很可能就会失效。2012年，日裔美籍理论物理学家加来道雄在接受智囊网站采访时称，"在10年左右的时间内，我们将看到摩尔法则崩溃。"前不久，摩尔本人认为这一法则到2020年的时候就会黯然失色。一些专家指出，即使摩尔法则寿终正寝，信息技术前进的步伐也不会变慢。

图书信息

书 名: 半导体器件

作 者:布伦南高建军刘新宇

出版社:机械工业出版社

出版时间: 2010年05月

ISBN: 9787111298366

定价: 36元

内容简介

《半导体器件:计算和电信中的套用》从半导体基础开始，介绍了电信和计算产业中半导体器件的发展现状，在器件方面为电子工程提供了坚实的基础。内容涵盖未来计算硬体和射频功率放大器的实现方法，阐述了计算和电信的发展趋势和系统要求对半导体器件的选择、设计及工作特性的影响。

《半导体器件:计算和电信中的套用》首先讨论了半导体的基本特性接着介绍了基本的场效应器件MODFET和M0SFET，以及器件尺寸不断缩小所带来的短沟道效应和面临的挑战最后讨论了光波和无线电信系统中半导体器件的结构、特性及其工作条件。

作者简介

Kevin F Brennan曾获得美国国家科学基金会的青年科学家奖。2002年被乔治亚理工大学ECE学院任命为杰出教授，同年还获得特别贡献奖，以表彰他对研究生教育所作出的贡献。2003年，他获得乔治亚理工大学教职会员最高荣誉--杰出教授奖。他还是IEEE电子器件学会杰出讲师。

图书目录

译者序

前言

第1章 半导体基础

1.1 半导体的定义

1.2 平衡载流子浓度与本征材料

1.3 杂质半导体材料

思考题

第2章 载流子的运动

2.1 载流子的漂移运动与扩散运动

2.2 产生-复合

2.3 连续性方程及其解

思考题

第3章 结

3.1 处于平衡状态的pn结

3.2 不同偏压下的同质pn结

3.3 理想二极体行为的偏离

3.4 载流子的注入、拉出、电荷控制分析及电容

3.5 肖特基势垒

思考题

第4章 双极结型电晶体

4.1 BJT工作原理

4.2 BJT的二阶效应

4.2.1 基区漂移

4.2.2 基区宽度调制/Early效应

4.2.3 雪崩击穿

4.3 BJT的高频特性

思考题

第5章结型场效应电晶体和金属半导体场效应电晶体

5.1 JFE

硅谷（Silicon Valley）的注释是：

一个长度大约32公里的工业区，位于加利福尼亚的Palo Alto（帕拉托）和San Jose（圣何塞）之间，许多制造和设计电脑晶片的公司位于此处，名称来源于用来制造这些电子装置的高纯度的硅。

硅谷(Silicon Valley)一词是1971年当地报纸的编辑霍夫勒最先使用的，用来指旧金山湾南端沿101高速公路，从门罗公园（MenloPark）、帕拉托（Palo Alto），经山景市（Mountain View）、桑尼维尔（Sunnyvale）到硅谷的中心圣克拉拉（Santa Clara），再经坎贝尔（Campbell）拐到圣何塞（San Jose）这条狭长地带。

它既不是盛产石头的峡谷，又不是喧嚣而拥挤的一条街，而是蓝天下绿阴中一系列新兴小城市。从60年代起这一地区飞速发展，成为高科技工业中心，创造了巨大的物质财富，取得了引以骄傲的非凡成就。

硅谷的历史应该从斯坦福大学说起。1885年美国中西部著名的铁路大王斯坦福(Leland Stanford Senior)捐献了帕拉托附近的8800英亩土地和2000万美金，并于1891年创建了斯坦福大学。如今的斯坦福大学已成为世界第一流的大学。

国际教师协会根据目前院校业绩、学术成就以及学生素质，排出世界十所最佳大学的名次是：斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、普林斯顿大学、剑桥大学、耶鲁大学、牛津大学、东京大学、慕尼黑工业大学。

当然，还有其他排行次序，但令人信服的是斯坦福总是雄踞榜首。在上述十所世界第一流大学中，斯坦福是最年轻的一所，然而它像一台强劲的火车头，带动着硅谷这列长长的列车迅猛前进。这就是我们所知道的高科技园区的基本形象。

1906年利德弗瑞斯特(Lee de Forest)发明了电子管，他工作的联邦电报公司就在帕拉托。1912年他在斯坦福大学的帮助下又研制成功电子放大器，揭开了现代电子技术的序幕。

创建斯坦福研究园区

斯坦福大学1920年毕业生弗雷德·特曼(Frederic Terman)先后在麻省理工、哈佛、斯坦福担任教授，他才华横溢，在硅谷的发展过程中扮演了极重要的角色。1939年，在特曼的指导和支持下，他的两个学生，比尔·休利特(Bill Hewlett)和戴维·帕卡德(Dave Packard)，在一间汽车房里以538美元作资本建立了公司，开始生产电子仪器，这就是著名的惠普(Hewlett-Packard)公司的来历。1995年惠普公司营收315亿美元，利润24亿美元，全球雇员10万2000人。当年惠普公司起家的汽车房由加州政府公布为硅谷发源地而成为重要的旅游景点。

特曼教授的另一个重要贡献是他在1951年提出创建斯坦福研究园区(Stanford Research Park)的构想。这就是全球最早的位于大学附近的高科技工业园区。1955年7家公司迁入园内，1906年增至32家，1985年扩大到90多家。这些公司既信托大学的最新科技，又租用该校655英亩的土地，连年不断的地租收入成为斯坦福大学的经济来源。这也是斯坦福大学兴旺发达的原因之一。

1955年威廉·肖克利(William Shockley)西迁是硅谷半导体开始起步的重要里程碑。肖克利1910年生于英国伦敦，后移居美国帕拉托，1973年到贝尔实验室工作。1947年12月23日他和理论物理学家巴丁(John Bardeen)、实验物理学家布拉坦(Walter Brattain)制成了世界第一个晶休管，这项发明有人称之为“本世纪最重要的发明”。1949年肖克利又提出PN结理论，次年就制成具有PN结的锗晶休管，由于这些意义深远的发明，他们3人分享了1956年度的诺贝尔（物理）奖金。

1955年，肖克利返回帕拉托建立自己的公司——肖克利半导体实验室 (ShockleySemiconductor Laboratories)。在此之前，尚未成熟的半导体工业一直集中在美国东部的波士顿和纽约长岛等地，肖克利的公司是硅谷第一家真正的半导体公司。他从东部召来了8位优秀青年，人称“肖克利八杰”，其中包括诺宜斯(Robert Noyce)、摩尔(Gordon Moore)、斯波克(Charhe Spork)、雷蒙德(Pierre Lamond)等人。1960年肖克利卖掉自己的公司，去斯坦福任教。他创建的半导体实验室夭折了，但他播下的种子却在硅谷茁壮成长。

在诺宜斯带领下，“肖克利八杰”于1957年集体跳槽，离开肖克利半导体实验室，在工业家费尔柴尔德(Sherman Fairchild)资助下，另创仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor Corp)。仙童公司总部位于纽约，除经营照相机与仪器外，还有许多关系企业，其中发展最快的还是位于硅谷山景市的仙童半导体公司。

创业后不久。由于诺宜斯发明了集成电路(integrated circuit)技术，可以将多个晶体管集成一片晶片上，使仙童公司从一开始就有平步青云的发展。1965年摩尔总结了集成电路上晶体管数每18个月翻一番的规律，人称摩尔定律。虽然它是根据1959-65年的数据归纳的，但至今仍然有效。1967年，成立10年的仙童半导体的营业额已达1亿9600万美元。

此时正是硅谷形成的早期，整个硅谷大环境生气蓬勃，欣欣向荣，几乎每个星期都有新公司诞生。仙童公司也正经历一场惊天动地的大变革。

1967年初，斯波克与雷蒙等人决定脱离仙童半导体公司，另创国民半导体公司（National Semiconductor），位于圣克拉拉。1968年仙童公司行销经理桑德斯（Jerry Sanders）自创超微科技（Advanced Micro Device）即AMD公司。现超微科技已成为世界第二大电脑晶片生产商。1968年7月诺宜斯、摩尔、葛洛夫离开仙童，创建了英特尔公司（ Intel），总部设在圣克拉拉。今天英特尔发展成世界上最大的半导体集成电路厂商，在中央市场占世界80%的份额。

1976年苹果电脑公司成立

1970年阿姆达尔（Gene Amdahl）离开国际商业机器在桑尼维尔建立了Amdahl公司，专门生产研制与国际商业机器大型机兼容的机器，在性能价格比方面超过国际商业机器的系统，成为小公司向大霸主挑战的典范。1974年费根（Federico Faggin）在石油巨子艾克森（Exxon）企业的支持下，于坎贝尔建立了Zilog公司（他曾领导英特尔公司早期4004晶片的设计工作）。1975年该公司推出很成功的Z80晶片。1975年梅隆（Roger Mellon）在山景市建立了Comemco公司。他是斯坦福的毕业生，用上学时所住宿舍的名字给公司命名。公司生产的微机最早打入中国市场。

1976年两位在硅谷长大的同名好友乔布斯（Steve Jobs）和渥滋尼克（Steve Wozniak）在Cupertino创立了苹果电脑公司。他们没念完大学（Jobs从里德大学退学进入惠普公司，Woz则离开伯克利分校到Atari公司搞电脑）。由于Jobs经营有方，Woz擅长技术，两人优势互补，使公司很快得到发展。1977年推出的苹果 II一直是8位微机的重要角色，1984年推出的麦金塔Macintosh）更是界面友好的楷模，广泛应用于美术设计和出版领域。苹果公司始终站在微机技术的前沿，1995年公司的营业额仍有113亿美元。

1981年对仙童半导体公司是灾难性的一年。它设在圣何塞南部的晶片厂发生有毒溶液的大量泄漏。公司不得不花费1200万美元来更换土壤和监测水质。于是仙童公司逐渐一蹶不振，销声匿迹。人们不会忘记它在开创硅片技术上的丰功伟绩，由仙童雇员创办的公司在硅谷乃至全国已超过百家，影响深远。

1982年，又一个光辉的名字升阳（Sun Microsystems）在硅谷出现。升阳原来是斯坦福大学网络的缩写。三位创始人AndyBechtolsheim、Vinod Khosla、Scott McNealy都是风华正茂的青年。担任公司董事长兼总裁的Scott McNealy毕业于哈佛大学经济系，后来又在斯坦福取得管理硕士学位。他与世界软件巨子比尔·盖茨同龄，自信是能与之抗衡的对手。升阳公司在工作站领域取得龙头老大地位，它的 Sparc/Solaris平台正活跃在客户/服务器这一充满活力的领域。

近一两年网际网络（ Internet）的发展如日中天，升阳公司推出的新一代编程语言Java开始成为目前公认的国际互联网上的世界语。在此基础上升阳公司与国际商业机器、苹果等公司一起提出了网络电脑（Network Computer）的概念，力图掀起一场新的设计算机领域的革命，打破微软和英特尔的垄断地位。

对硅谷发展至关重要五因素

以上我们通过惠普、英特尔、苹果、升阳这些公司的成长描绘了硅谷发展轮廓。在硅谷世界著名的公司还有很多。如，在山景市的还有Netscape Communications（出品风靡全球的网络浏览软件“导航者 Navigator”），Adobe Systems（世界最优秀的桌面出版系统供应商，如Photoshop,Adobe Pagemaker等），Instuit（优秀财务软件开发商），System Plus等。在圣克拉拉的还有3Com,BayNetworks,

Claris,McAfeeAssociates,AirCommunications,

Memorex,Plextor,AmericanMicrosystem,Phoenix Technologies,

Insignia Solutions,UB Networks等。在圣何塞的还有Unisys,

AcerAmerica,Cisco Systems,Sony Electronics,ADISystems,

Madge Networks, Diamond Multimedia Systems,

SoftwarePublishing,CallunaTechnology等。

城市和社会有其发展的内在机制，并非仅依赖人为因素，硅谷也不例外。硅谷取得成功的原因很多。我认为以下几个因素对硅谷的发展至关重要：

一.良好的自然条件。旧金山湾有优越的地理条件，阳光明媚，气候舒适，有“天然空调”之称。北加州原有富裕的生活质量，吸引人们来到此地生活工作。

二.活跃的社会环境。硅谷的许多人来自美国东部和西欧，他们为摆脱墨守成规的文化和官僚主义的束缚，被加州特殊机会吸引而来。正如一位风险投资家所说：“东部乃是大公司的地盘，壁垒森严，个人很难立足其间。加州则是前线，从经济、社会和组织形式来看都没有固定的模式，而且最重要的是它具真正重视个人的价值”。近年来，世界各地的不少青年人在硅谷圆了自己的创业梦。当然，也有许多人败下阵来，在硅谷倒闭的公司恐怕比成功的公司要多得多。

三.完善的基础设施。便利的交通，快捷的通讯，世界一流的斯坦福大学、加州大学伯克利分校提供有力的科技后援，优良、丰富而又具有流动性的高科技人才。这一切都营造出良好的科技和商业环境。

四.人才优势。我们发现在硅谷领导高科技企业的管理人才都是既懂得技术又擅长管理的全才。许多人既是相关领域的技术权威或创新者，同时又具有非凡的领导才能和个性魅力。只有这样高素质的人才组合才能在激烈的竞争环境中立于不败之地，而有利可图的商业环境，个人对创业的追求和对盈利的珍视，又促使许多有才能的人自立门户，形成了今日硅谷丰富多彩，万马奔腾的面貌。这就是高科技行业的迷人之处，技术变化很快，有才能的人很容易闯出自己的一席之地。

五.以科技为先导。美国高科技企业一个显著特点是在科研上投入大量资源，它们往往由某种独创性的技术起步，然后不断改进产品，扩大市场占有率。例如从70年代以来，英特尔微处理器上的晶体管数目，每隔18个月左右便增加一个倍，相当符合摩尔定律的预期。在激烈的竞争下，只有在技术上领先一步，才能立于不败之地，即使是大公司也不敢稍有怠慢。竞争的结果是技术的进步和推广，培育了市场，也使整个信息产业获得了丰厚的利润。在技术发展过程中，斯坦福等一批高校功不可没，它们不仅为企业界输送了大量科技人才，而且以其雄厚的基础研究成为技术进步的后盾，不断地将科研成果转化为社会生产力。而且企业界和高校之间交流密切，实践中的经验能很快地反馈到基础研究中，如此良性循环，促进了技术的发展。

六.发达的资本市场。美国高科技企业的创业与风险投资关系很大。苹果电脑公司1976年创办时，投资企业家马克库拉投资9万美元，借贷25万美元，占30%股份，从而推动了苹果电脑的发展，进而使革命性的个人电脑成为新兴产业。Adobe 1982年创建时得到著名风险投资公司H&Q的支持，后者获得了百倍的利润回报；Adobe公司在成长壮大后，又与H&Q合资成立新的风险投资公司，支持高科技企业的创业，也得到丰厚的回报。

上述两家公司的创业都起源于独创性的科研成果，而风险投资使成果及时转化、占领市场，并分别形成个人电脑和桌面出版这两个新兴产业。没有风险投资的参与，仅靠一人或数人的有限财力，就很难快速发展。在美国有许多专业的、高素质投资家，他们有丰富的投资经验，一项独创性的技术容易吸引到大量的资金来投资，所以在美国经常可以听到高科技人员一夜之间成为亿万富翁的事。

硅谷是我们研究高科技园区的有价值的实例。作为信息社会的雏形，高科技人才的家园，硅谷既是乐土也是苦海。高科技公司之间竞争残酷，表面上高利润的事业，其实也暗藏高风险，成败往往在一瞬之间。硅谷成功的背后，也曾付出环境污染，家庭解体、文化贫瘠以及难以克服的阶级差别等沉重代价。因此，美国人说：硅谷只有一个，或许将来也永远只有一个。硅谷人从事的信息产业和他们的行为方式，为未来社会的经济结构和文化形态提供了有益的样板。关心和支持中国高科技事业发展的人不可不知道这段历史，我们还应该始终注意其新的发展趋向，作为我们的借鉴。

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