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闲聊半导体—第1期:初识半导体b体育

发布日期:2023-07-17 18:21 浏览次数:

  最近两年关于半导体这个词语突然变成了热门词汇,我记得刚读研究生那会(突然发现我好老了,好尴尬),那时候的热门专业是通信,别人问我学什么的,我说我学半导体,结果没人知道这是干什么的半导体。现在不一样了,各种资本涌入这个行业。特别是最近美国对中兴制裁之后,更是让每个人都知道半导体对于我们的重要性。普通老百姓也可以在任何媒体上都能了解到半导体。那半导体行业到底是个什么鬼呢?

  先说“半导体”这三个字。简单明了,半导体就是介于导体和绝缘体之间的东西。比如铁,铜是导体,可以导电。塑料,干木头是绝缘体,不能导电。半导体就是指在自然界中存在的一些元素,比如硅元素,锗元素等等。他在正常情况下是不导电的,但是在一定条件下是导电的。所以半导体最原始的意思就是指这类元素。

  这本来也不是什么稀罕事儿,但是后来科学家发现一个问题。这种元素如果用在电路中会有奇效。

  这里有个电池,一根导线,一个灯泡和一个开关,当开关连接时,灯泡会亮,当不连接时灯泡不亮。这就是电路,他是一个导电回路。在上面的例子中,电从电池的正极流出,当开关连接时,流入负极,当不连接时回路断开,所以灯泡不亮。

  我们再回来半导体,有人会问,这个和半导体有毛关系?其实关系很大,上面的例子中,我们是通过开关的连接与断开来控制灯泡亮不亮。那如果我们用半导体呢?效果一样啊,如果我们需要灯泡亮,我们就给一个导电的条件。如果我们不想让灯泡亮,就给一个不导电的条件,这不就结了吗?但是这只是一种思路,不是实际应用,因为这个体现不出半导体的优势。要想体现优势,我们还需要一个东西。

  就是小型化,就是让有限的面积塞进更多的电路。这才是半导体的真正优势所在,那怎么才能实现呢?于是人们发明了二极管,三极管以及现在主流的CMOS。对于这三个,我们这一期不聊,看看后面如果有机会,再和大家详细聊聊这三个元器件的工作原理。

  随着有限面积塞进更多的电路和更多的功能b体育。所以我们又给它起了一个新的名字,叫做“集成电路(又叫Integrated Circuit,简称IC)”,因为半导体可以把电路“集成化”。或者说,把很多电路的功能都集成在了一起(这个过程出现了著名的摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍)。

  但是集成在一起没用啊b体育,用户要使用这些电路带给你的功能。就像上面讲的例子,我要使用这个电路所带来的“灯泡亮”这个功能。于是人们把集成电路封装起来,然后引出几个引脚,供用户使用。这个封装起来的东西就叫芯片。

  当然,普通人包括行业内的人说半导体,如果没有特别说明,其实就是集成电路,芯片。他们三个的概念是等价的。但是你要知道,严格意义上来说,半导体并不等于集成电路,因为也不是所有的半导体都是用来做集成电路(虽然说99%都是用来做集成电路相关研究)。

  我们平时看新闻听到的“大力发展集成电路产业”,“创建半导体产业园区”等等这些话,其实就是为了制作芯片。

  聊到这里我相信,你已经清楚的了解半导体这个东西了,下一期我们聊一下半导体这个产业的结构。b体育

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