半导体的具体科学定义?

半导体的具体科学定义?,第1张

半导体半导体是导电能力介于导体(例如,金、银、铜、铁、铝等材料)和绝缘体(例如,塑料、橡胶、陶瓷、环氧树脂、云母等材料)之间的物质,具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。

常用的半导体材料有硅、锗、硒、砷化镓及金属的氧化物、硫化物等。纯净的、不含任何杂质的半导体材料(例如硅、锗等四价元素)称为本征半导体。

还真找不到准确的定义

在可预见的将来,单晶硅仍是电子工业的首选材料,但砷化镓这位半导体家族新秀已迅速成长为仅次于硅的重要半导体电子材料。砷化镓在当代光电子产业中发挥着重要的作用,其产品的50%应用在军事、航天方面,30%用于通信方面,其余的用于计算机和测试仪器。

砷化镓材料的特殊结构使其具备吸引人的优良特性。根据量子力学原理,电子的有效质量越小,它的运动速度就越快,而砷化镓中电子的有效质量是自由电子质量的1/15,只有硅电子的1/3。用砷化镓制成的晶体管的开关速度,比硅晶体管快1~4倍,用这样的晶体管可以制造出速度更快、功能更强的计算机。因为砷化镓的电子运动速度很高,用它可以制备工作频率高达1010赫兹的微波器件,在卫星数据传输、通信、军用电子等方面具有关键性作用。实际上,以砷化镓为代表的Ⅲ一Ⅳ族半导体,其最大特点是其光电特性,即在光照或外加电场的情况下,电子激发释放出光能。它的光发射效率比其他半导体材料高,用它不仅可以制作发光二极管、光探测器,还能制作半导体激光器,广泛应用于光通信、光计算机和空间技术,开发前景令人鼓舞。

与任何半导体材料一样,砷化镓材料对于杂质元素十分敏感,必须精细纯化。和硅、锗等元素半导体不同的是它还要确保准确的化学配比,否则将影响材料的电学性质。

基于以上原因,砷化镓单晶的制备工艺复杂,成本高昂。我国曾在人造卫星上利用微重力条件进行砷化镓单晶的生长,取得了成功。此外。薄膜外延生长技术,可以精确控制单晶薄膜的厚度和电阻率,在制备半导体材料和器件中越来越受到重视。

短短十几年,仅美国研究和开发的砷化镓产品已逾千种。根据90年代末国际砷化镓集成电路会议的预测,砷化镓集成电路的市场销售额将每年翻一番,形成数十亿美元的规模。砷化镓及其代表的Ⅲ一Ⅳ族化合物半导体家族均身怀绝技,有待于进一步开发。

多年前,我也不知道这到底是什么?是收音机?是乘车的ic卡?直到我和诸位大咖一起学习,逐步吃透,才知道这是制造业的明珠,精密制造的顶峰,集成电路。

集成电路(以下简称“IC”)产业是半导体产业的核心,市场份额高于80%,IC产业链核心环节主要分为上游IC设计、中游IC制造及下游IC封装测试。IC生产流程以IC设计为主导,由IC设计公司设计出集成电路,然后委托IC制造厂生产晶圆,再委托IC封装厂进行封装和测试,最后销售给电子整机产品生产企业。

我国IC产业起步较晚,通过二十年的快速发展,我国IC产业从无到有,从弱到强,初步形成了覆盖设计、制造、封测全产业链自主可控的产业生态,并在全球IC市场中占据了重要地位。根据中国半导体行业协会统计,2021年我国IC产业市场规模为10458.3亿元,相比2020年8848亿元,同比增速为18.2%。其中IC设计产业销售额为4519亿元,同比增长19.6%;IC制造产业销售额为3176.3亿元,同比增长24.1%;封装测试产业销售额2763亿元,同比增长10.1%。

这是我最近查阅的一些资料,因为今天某位领导找我,了解一些情况,做一些科普。与这个方向同行了近5年了,见到过一些企业的辉煌,也见到过大吃小的惨烈,这是高投入,高风险,高回报的方向,前5至10年基本上看不到收益,但是一旦成型,得到认可,将是百分之一百的利润回报,有幸见到这一刻,也为能够耐得住寂寞,吃得起苦,始终如一的企业家感到骄傲,这不是一般人能够承受的心理压力。这正是这样,在这个动荡的年代,在这个大国博弈的历史时刻,让一些企业脱颖而出,这不是偶然,这是默默努力的必然。


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