半导体基本概念

半导体是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质，其电导率容易受控制，可作为信息处理的元件材料。从科技或是经济发展的角度来看，半导体非常重要。很多电子产品，如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息。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。

基本简介

半导体

顾名思义：常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）。

物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、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。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。

半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，单还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

基本定义

电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。

半导体室温时电阻率约在10E-5～10E7欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。

半导体材料很多，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Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-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（东北方言）：意指半导体收音机，因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。

本征半导体

不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对，均能自由移动，即载流子，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。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。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，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子 - 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。

分立功率器件按照功率的大小划分为大功率半导体器件和中小功率半导体器件。具体来说，大功率晶闸管专指承受电流值在200A 以上的晶闸管产品；大功率模块则指承受电流25A 以上的模块产品；大功率IGBT、MOSFET 指电流超过50A 以上的IGBT、MOSFET 产品。

1956 年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管，国际上，70 年代各种类型的晶闸管有了很大发展，80 年代开始加快发展大功率模块，同时各种大功率半导体器件在欧美日有很大的发展，90 年代IGBT 等全控型器件研制成功并开始得到应用。

在国内，60 年代晶闸管研究开始起步，70 年代研制出大功率的晶闸管，80年代以来，大功率晶闸管在中国得到很大发展，同时开始研制模块；本世纪以来，开始少量引进超大功率晶闸管（含光控晶闸管）技术；近年来国家正在逐步引进IGBT、MOSFET 技术。中国宏观经济的不断成长，带动了大功率半导体器件技术的发展和应用的不断深入。

晶闸管、模块、IGBT 的发明和发展顺应了电力电子技术发展的不同需要，是功率半导体发展历程中不同时段的重要标志产品，他们的应用领域、应用场合大部分不相同，小部分有交叉。在技术不断发展和工艺逐步改善的双重推动下，[1]大功率半导体器件将向着高电压、大电流、高频化、模块化、智能化的方向发展。在10Khz 以下、大功率、高电压的场合，大功率晶闸管和模块具有很强的抗冲击能力及高可靠性而占据优势，同时又因成本较低、应用简单而易于普及。在10Khz 以上、中低功率场合，IGBT、MOSFET 以其全控性、适用频率高而占据优势。

反d没有结束。首先我们不排除未来一段时间之内半导体市场有可能会“退烧”。最近几年时间，我国半导体行业发展非常迅猛，很多企业都纷纷投入巨资到半导体行业当中，有的是从事设计，有的是从事制造，有的是从事跟半导体有关的上下游产业链。

根据相关数据统计显示，2020年全年，我国新注册的半导体企业就高达2.28万家，同比增长高达195%；在众多资本纷纷进入半导体行业之后，这几年我国半导体产能也迅速增长。根据中国半导体行业协会统计，2020年中国集成电路产业销售额为8848亿元。其中，设计业销售额为3778.4亿元，同比增长23.3%；制造业销售额为2560.1亿元，同比增长19.1%；封装测试业销售额2509.5亿元，同比增长6.8%。另外根据海关统计，2020年中国集成电路出口2598亿块，同比增长18.8%，出口金额1166亿美元，同比增长14.8%。

到了2021年，我国集成电路销售额进一步增长，全年集成电路销售额首次突破万亿元大关。从2018年到2021年，我国集成电路全行业年复合增长率高达17%，这个增长率是全球同期增速的三倍多。半导体行业的快速发展是一个巨大的惊喜，这有利于促进我国半导体行业的发展，从而逐渐减少对外部的依赖度，这是个好事情。但是目前有一些企业进入半导体行业，并不是为了真正地推动我国产业的发展，有一些企业就是为了骗取产业补贴以及骗取资本融资。最近几年很多企业都盲目进入到半导体行业当中，甚至有些企业根本没有技术基础，没有人才基础，而是成立一个公司之后，再忽悠几名行业大咖加入就开始对外融资了，这种往往都以失败告终，这里面有一个典型的案例是武汉弘芯。

目前很多地方的半导体产业都处于群魔乱舞的状态，甚至有很多地方都存在重复建设的嫌疑。这种无序的发展其实并不利于我国半导体产业的发展，半导体产业的发展还是要遵循自身的规律，不能盲目地求大求全。如果各大企业纷纷涌入到这个行业当中，抛除那些骗局不算，就算有些企业真正地把芯片生产出来了，也有可能导致我国的半导体产业出现产能过剩。这种担心并非危言耸听，因为按照最近几年我国各地半导体产业的增速来看，未来几年半导体产能还有可能维持高速增长，而这些半导体大多都是一些中低端的半导体，目前我国市场上并不缺这些半导体，我们真正缺的是一些高端的半导体。

但是对于14纳米以上的一些高端芯片，目前我国仍然严重依赖进口，比如2021年，中国进口集成电路6354.8亿个，同比增长16.92%，这里面有很多都是一些专业芯片或者高端芯片。这些高端的半导体并不是任何一个企业都能够生产出来的，这里面不仅涉及到人才的问题，更涉及到整个产业链的整合问题。尤其是在我们的光刻机等各种核心设备没有完全掌握技术之前，短期内想要大规模的生产这些高端芯片，我觉得不太现实，这意味着未来我们对高端芯片的进口依赖度仍然比较大，短期内就算国内的半导体企业非常多，也没有多少企业能够弥补这部分缺口。所以从表面上来看，虽然我国对半导体的需求量非常大，但未来仍然有较大的增速空间，但是真正能够啃下这部分市场份额的国内企业并不多。

这意味着大多半导体企业都只能在中低端芯片群魔乱舞，最终的结果肯定是产能不断增加，价格不断下调，甚至出现明显的产能过剩。尤其是在当前电子产品消费不太景气的背景下，市场对芯片的需求会放缓。目前芯片主要用在一些电子产品，汽车，以及工业产品上。而最近一年多时间，我国的电子产品消费增速明显放缓了，尤其是手机的销量出现了明显的下滑。根据中国通信院发布的数据显示，2022年1~5月份，国内手机市场总体出货量累计1.08亿部，同比下降27.1%，其中5G手机出货量8620.7万部，同比下降20%；如果把苹果等一些外资品牌剔除在内，国内手机品牌的下滑幅度会更大。

在手机整体销量下滑明显的背景之下，这些手机厂家对芯片的需求肯定是下降的；另外最近两年时间，在我国汽车保有量越来越大的背景之下，汽车的产销量增速已经开始放缓，甚至出现下滑，这时候汽车产业对芯的需求量不可能有太快的增长。这意味着未来我国半导体的增速要远超过市场需求的增速，其结果只有一种可能，那就是产能过剩。所以从市场需求的角度来看，未来几年时间我觉得我国的半导体可能会退烧的。只不过从长期来看，对那些拥有核心技术，而且专注于生产高端芯片的厂家，他们仍然有很大的发展空间，未来他们仍然会保持快速的增长。

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