電腦半導體是什麼

1. 半導體與電腦cpu原理

半導體（ semiconctor），指常溫下導電性能介於導體（conctor）與絕緣體（insulator）之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。
而CPU工作原理比較復雜。在了解CPU工作原理之前，我們先簡單談談CPU是如何生產出來的。CPU是在特別純凈的硅材料上製造的。一個CPU晶元包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的矽片上，用化學的方法蝕刻或光刻出晶體管。因此，從這個意義上說，CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關，它們是構建CPU的基石，你可以把一個晶體管當作一個電燈開關，它們有個操作位，分別代表兩種狀態:ON(開)和OFF(關)。這一開一關就相當於晶體管的連通與斷開，而這兩種狀態正好與二進制中的基礎狀態「0」和「1」對應！這樣，計算機就具備了處理信息的能力。

但你不要以為，只有簡單的「0」和「1」兩種狀態的晶體管的原理很簡單，其實它們的發展是經過科學家們多年的辛苦研究得來的。在晶體管之前，計算機依靠速度緩慢、低效率的真空電子管和機械開關來處理信息。後來，科研人員把兩個晶體管放置到一個硅晶體中，這樣便創作出第一個集成電路，再後來才有了微處理器。

看到這里，你一定想知道，晶體管是如何利用「0」和「1」這兩種電子信號來執行指令和處理數據的呢？其實，所有電子設備都有自己的電路和開關，電子在電路中流動或斷開，完全由開關來控制，如果你將開關設置為OFF，電子將停止流動，如果你再將其設置為ON，電子又會繼續流動。晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信號控制，我們可以將晶體管稱之為二進制設備。這樣，晶體管的ON狀態用「1」來表示，而OFF狀態則用「0」來表示，就可以組成最簡單的二進制數。眾多晶體管產生的多個「1」與「0」的特殊次序和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、數字、顏色和圖形。舉個例子，十進位中的1在二進位模式時也是「1」，2在二進位模式時是「10」，3是「11」，4是「100」，5是「101」，6是「110」等等，依此類推，這就組成了計算機工作採用的二進制語言和數據。成組的晶體管聯合起來可以存儲數值，也可以進行邏輯運算和數字運算。加上石英時鍾的控制，晶體管組就像一部復雜的機器那樣同步地執行它們的功能。

CPU的內部結構

現在我們已經大概知道CPU是負責些什麼事情，但是具體由哪些部件負責處理數據和執行程序呢？

1.算術邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)
ALU是運算器的核心。它是以全加器為基礎，輔之以移位寄存器及相應控制邏輯組合而成的電路，在控制信號的作用下可完成加、減、乘、除四則運算和各種邏輯運算。就像剛才提到的，這里就相當於工廠中的生產線，負責運算數據。

2.寄存器組 RS(Register Set或Registers)
RS實質上是CPU中暫時存放數據的地方，裡面保存著那些等待處理的數據，或已經處理過的數據，CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內存的時間短。採用寄存器，可以減少CPU訪問內存的次數，從而提高了CPU的工作速度。但因為受到晶元面積和集成度所限，寄存器組的容量不可能很大。寄存器組可分為專用寄存器和通用寄存器。專用寄存器的作用是固定的，分別寄存相應的數據。而通用寄存器用途廣泛並可由程序員規定其用途。通用寄存器的數目因微處理器而異。

3.控制單元(Control Unit)
正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令解碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據用戶預先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令解碼(分析)確定應該進行什麼操作，然後通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應的部件發出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節拍脈沖發生器、控制矩陣、時鍾脈沖發生器、復位電路和啟停電路等控制邏輯。

4.匯流排(Bus)
就像工廠中各部位之間的聯系渠道，匯流排實際上是一組導線，是各種公共信號線的集合，用於作為電腦中所有各組成部分傳輸信息共同使用的「公路」。直接和CPU相連的匯流排可稱為局部匯流排。其中包括: 數據匯流排DB(Data Bus)、地址匯流排AB(Address Bus) 、控制匯流排CB(Control Bus)。其中，數據匯流排用來傳輸數據信息；地址匯流排用於傳送CPU發出的地址信息；控制匯流排用來傳送控制信號、時序信號和狀態信息等。

CPU的工作流程

由晶體管組成的CPU是作為處理數據和執行程序的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內部結構可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內部匯流排及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經過物資分配部門(控制單元)的調度分配，被送往生產線(邏輯運算單元)，生產出成品(處理後的數據)後，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最後等著拿到市場上去賣(交由應用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結束。

數據與指令在CPU中的運行

剛才已經為大家介紹了CPU的部件及基本原理情況，現在，我們來看看數據是怎樣在CPU中運行的。我們知道，數據從輸入設備流經內存，等待CPU的處理，這些將要處理的信息是按位元組存儲的，也就是以8位二進制數或8比特為1個單元存儲，這些信息可以是數據或指令。數據可以是二進製表示的字元、數字或顏色等等。而指令告訴CPU對數據執行哪些操作，比如完成加法、減法或移位運算。

我們假設在內存中的數據是最簡單的原始數據。首先，指令指針(Instruction Pointer)會通知CPU，將要執行的指令放置在內存中的存儲位置。因為內存中的每個存儲單元都有編號(稱為地址)，可以根據這些地址把數據取出，通過地址匯流排送到控制單元中，指令解碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執行的形式，然後決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術邏輯單元(ALU)什麼時候計算，告訴指令讀取器什麼時候獲取數值，告訴指令解碼器什麼時候翻譯指令等等。

假如數據被送往算術邏輯單元，數據將會執行指令中規定的算術運算和其他各種運算。當數據處理完畢後，將回到寄存器中，通過不同的指令將數據繼續運行或者通過DB匯流排送到數據緩存器中。

基本上，CPU就是這樣去執行讀出數據、處理數據和往內存寫數據3項基本工作。但在通常情況下，一條指令可以包含按明確順序執行的許多操作，CPU的工作就是執行這些指令，完成一條指令後，CPU的控制單元又將告訴指令讀取器從內存中讀取下一條指令來執行。這個過程不斷快速地重復，快速地執行一條又一條指令，產生你在顯示器上所看到的結果。我們很容易想到，在處理這么多指令和數據的同時，由於數據轉移時差和CPU處理時差，肯定會出現混亂處理的情況。為了保證每個操作準時發生，CPU需要一個時鍾，時鍾控制著CPU所執行的每一個動作。時鍾就像一個節拍器，它不停地發出脈沖，決定CPU的步調和處理時間，這就是我們所熟悉的CPU的標稱速度，也稱為主頻。主頻數值越高，表明CPU的工作速度越快。

2. 半導體做什麼

半導體是電子元件的主要原材料。它是由硅，砷，鍺，鎵等為半導體材專料，它是介入導電體屬與絕緣體之間的一種化和物質，它是一切電子元件製作的最佳材料，它的導電性能隨著溫升而增強，恰恰與金屬導體性能相反，用它製作的電子三極體，對電子頻率能產生放大和縮小的功能，常用的電子三極體有PNP型和NPN型，現代它的用途非常廣泛，如1C集成電路，手機晶元，電子二極體，三極體，電阻，等電子元件，通常把它們製作的晶體管稱為鍺管，硅管等型號，隨著科學家們對半導體材料不斷地開發，新型的材料應運而生，如砷化鎵等材料，用它研發的微波與光電電子元件，推動了現代微波與光電技術的發展。

3. 電腦的晶元是什麼材料做的

硅。除硅之外，製造晶元還需要一種重要的材料就是金屬。目前為止，鋁已經成為製作處理器內部配件的主要金屬材料，而銅則逐漸被淘汰，這是有一些原因的，在目前的晶元工作電壓下，鋁的電遷移特性要明顯好於銅。

所謂電遷移問題，就是指當大量電子流過一段導體時，導體物質原子受電子撞擊而離開原有位置，留下空位，空位過多則會導致導體連線斷開，而離開原位的原子停留在其它位置，會造成其它地方的短路從而影響晶元的邏輯功能，進而導致晶元無法使用。這就是許多Northwood Pentium 4換上SNDS(北木暴畢綜合症)的原因，當發燒友們第一次給Northwood Pentium 4超頻就急於求成，大幅提高晶元電壓時，嚴重的電遷移問題導致了晶元的癱瘓。這就是intel首次嘗試銅互連技術的經歷，它顯然需要一些改進。不過另一方面講，應用銅互連技術可以減小晶元面積，同時由於銅導體的電阻更低，其上電流通過的速度也更快。

4. 計算機半導體工業是什麼

計算機半導體工業是指與台式機，大數據，伺服器，筆電，平板相關的半導體產業;

5. 半導體干什麼用的，簡單的說，太復雜聽不懂

半導體不是既不是很好的導電材料也不是很好的絕緣材料. 而是一個單方向導電內的材料.比如說二極體和容三極體之類. 是在正方向加一個電壓當這個電壓大於其門檻(最小可導通)電壓(硅材料為0.5V,鍺材料為0.2到0.3V)時它可以通過電流的.到了管壓降電壓時(硅為0.7到0.8V,鍺為0.5V)時它和導體材料差不多作用的.可以正常通電.種類非常多。應用也極其廣泛。現在的電子電路裡面基本上離不開半導體器件，我們用的電腦手機，裡面的集成電路就是用半導體做的，主要是用硅做材料。各種電器裡面的電路也都要用到半導體器件。

6. 哪些電腦器件屬於半導體

晶元，所有的晶元都是半導體。最大的晶元是CPU；電腦主板上北橋、南橋芯版片也是半導體；內權存的晶元也是半導體；顯卡的晶元、音效卡的晶元，機械硬碟的控制晶元以及固體硬碟都是半導體。作為光指示的發光二極體、以及部分三極體也是半導體。

7. 電子半導體是什麼意思具體指哪些謝謝

半導體，最特別之處在於它的單向導電性能。「半導體」因此得名。就內是說，電流只能向一個容方向流動，而不能返回。半導體所使用的晶體，通常是由鍺或者硅材料製作的。由於硅材料成本較低，所以硅管使用最廣泛。
利用半導體單向導電性能製作的晶體二極體，可以將交流電變為直流電。用於電子電路，可起到檢波、整形、阻尼、穩壓等作用。
若干晶體管和電阻組成功能電路，集成到一個晶元之中，就是所謂的集成電路。例如一隻電腦處理器（CPU）裡面的晶體管就多達上萬只！

8. 什麼是半導體行業為何叫半導體

半導體是導電性介於導體和絕緣體之間的材料,如硅,鍺之類的.半導體產業主要做是電腦、數字音樂播放器以及其他電子產品使用的微處理器和內存晶元.

9. 半導體公司主要是做什麼的

半導體公司主要是做集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域。如二極體就是採用半導體製作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。

今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。

(9)電腦半導體是什麼擴展閱讀：

荷蘭恩智浦半導體公司是全球前十大半導體公司，創立於2006年，先前由飛利浦於50多年前所創立。恩智浦提供半導體、系統解決方案和軟體，為手機、個人媒體播放器、電視、機頂盒、辨識應用、汽車以及其他廣泛的電子設備提供更優質的感官體驗。