半導體為什麼是半導

1. 中國半導體為什麼發展這么難

在如今互聯網社會，晶元基本上變得無處不在，計算機、手機和其他數字電器成為社會結構不可缺少的一部分。這是因為，現代計算、交流、製造和交通系統，包括互聯網，而這全都依賴於集成電路的存在，因為晶元是指內含集成電路的矽片。

芯片設計生產極其復雜，並且投入巨大。這也是為什麼很少企業敢涉足半導體領域的原因。

晶元設計分為前端設計和後端設計，前端設計（也稱邏輯設計）和後端設計（也稱物理設計）並沒有統一嚴格的界限，涉及到與工藝有關的設計就是後端設計。

首先企業在研發的時候，需要制訂好晶元規格，也就像功能列表一樣，包括晶元需要達到的具體功能和性能方面的要求。比如華為公司需要研發下一代的麒麟1020晶元，那麼晶元所要達到的功能與性能是怎麼樣的，這需要提前制定好，這樣研發人員才能拿出設計解決方案和具體實現架構，劃分模塊功能。

2. 什麼是半導體 為什麼晶元要用半導體做

材料的電阻率界於金屬與絕緣材料之間的材料。

3. 為什麼硅是半導體

硅是半導體的原因：
硅原子的核外電子第一層有2個電子，第二層有8個電子，達到穩定態。最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導電性等方面起著主導作用。硅晶體中沒有明顯的自由電子，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。

簡介：
硅是一種化學元素，它的化學符號是Si，舊稱矽。原子序數14，相對原子質量28.0855，有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體，屬於元素周期表上第三周期，IVA族的類金屬元素。硅也是極為常見的一種元素，然而它極少以單質的形式在自然界出現，而是以復雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式，廣泛存在於岩石、砂礫、塵土之中。硅在宇宙中的儲量排在第八位。在地殼中，它是第二豐富的元素，構成地殼總質量的26.4%，僅次於第一位的氧（49.4%）。
物理性質：
有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體。晶體硅為灰黑色，無定形硅為黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔點1410℃，沸點2355℃，晶體硅屬於原子晶體。不溶於水、硝酸和鹽酸，溶於氫氟酸和鹼液。硬而有金屬光澤。
晶胞類型：立方金剛石型；
晶胞參數：20℃下測得其晶胞參數a=0.543087nm；
顏色和外表： 深灰色、帶藍色調；
採用納米壓入法測得單晶硅（100）的E為140～150GPa；
電導率：硅的電導率與其溫度有很大關系，隨著溫度升高，電導率增大，在1480℃左右達到最大，而溫度超過1600℃後又隨溫度的升高而減小。
化學性質：
硅有明顯的非金屬特性，可以溶於鹼金屬氫氧化物溶液中，產生（偏）硅酸鹽和氫氣。
硅原子位於元素周期表第IV主族，它的原子序數為Z=14，核外有14個電子。電子在原子核外，按能級由低硅原子到高，由里到外，層層環繞，這稱為電子的殼層結構。硅原子的核外電子第一層有2個電子，第二層有8個電子，達到穩定態。最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導電性等方面起著主導作用。
正因為硅原子有如此結構，所以有其一些特殊的性質：最外層的4個價電子讓硅原子處於亞穩定結構，這些價電子使硅原子相互之間以共價鍵結合，由於共價鍵比較結實，硅具有較高的熔點和密度；化學性質比較穩定，常溫下很難與其他物質（除氟化氫和鹼液以外）發生反應；硅晶體中沒有明顯的自由電子，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。
加熱下能同單質的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶於一般無機酸中，可溶於鹼溶液中，並有氫氣放出，形成相應的鹼金屬硅酸鹽溶液，於赤熱溫度下，與水蒸氣能發生作用。
應用領域：
1、高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結，就可做成太陽能電池，將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應用的二極體、三極體、晶閘管、場效應管和各種集成電路（包括人們計算機內的晶元和CPU）都是用硅做的原材料。
2、金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結，製成金屬陶瓷復合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點，又彌補了兩者的先天缺陷。可應用於軍事武器的製造。第一架太空梭「哥倫比亞號」能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。
3、光導纖維通信，最新的現代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里，發生無數次全反射而向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發絲那麼細的玻璃纖維，可以同時傳輸256路電話；而且它還不受電、磁的干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會使21世紀人類的生活發生革命性巨變。
4、性能優異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水塗布材料。在地下鐵道四壁噴塗有機硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，塗一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑，便是經過有機硅塑料處理表面的，因此永遠潔白、清新。
5、由於有機硅獨特的結構，兼備了無機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，並具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，廣泛應用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業，其中有機硅主要應用於密封、粘合、潤滑、塗層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數量和品種的持續增長，應用領域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。
6、硅可以提高植物莖稈的硬度，增加害蟲取食和消化的難度。盡管硅元素在植物生長發育中不是必需元素，但它也是植物抵禦逆境、調節植物與其他生物之間相互關系所必需的化學元素。

4. 什麼是半導體

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。

分類：

半導體材料很多，按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。

鍺和硅是最常用的元素半導體；化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化鎘、硫化鋅等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物）,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。

除上述晶態半導體外，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

半導體的分類，按照其製造技術可以分為：集成電路器件，分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。

此外還有以應用領域、設計方法等進行分類，雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規模進行分類的方法。此外，還有按照其所處理的信號，可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

(4)半導體為什麼是半導擴展閱讀：

發展歷史：

半導體的發現實際上可以追溯到很久以前。

1833年，英國科學家電子學之父法拉第最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬，一般情況下，金屬的電阻隨溫度升高而增加，但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。

不久，1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結，在光照下會產生一個電壓，這就是後來人們熟知的光生伏特效應，這是被發現的半導體的第二個特徵。

1873年，英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應，這是半導體又一個特有的性質。

半導體的這四個效應，(jianxia霍爾效應的余績──四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了，但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。

在1874年，德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關，即它的導電有方向性，在它兩端加一個正向電壓，它是導通的；如果把電壓極性反過來，它就不導電，這就是半導體的整流效應，也是半導體所特有的第三種特性。同年，舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。

很多人會疑問，為什麼半導體被認可需要這么多年呢？主要原因是當時的材料不純。沒有好的材料，很多與材料相關的問題就難以說清楚。

參考資料：

網路-半導體

5. 本徵半導體是否導電,為什麼

本徵半導體是是指沒有摻雜的半導體。
在通常的環境下，本徵半導體可以通過本徵激發，使導帶上帶有載流子--電子，而在價帶上帶有相同數量的載流子--空穴。
雖然載流子的濃度遠低於摻雜半導體的載流子濃度，但是本徵半導體的導電性會好於絕緣體，是可以導電。

6. 半導體有什麼好處 為什麼要用半導體

可以這么說，有了半導體，就是有了可控開關，數以億計的可控開關組成了數字電路！於是電路有了智慧（有了邏輯），而不是像模擬電路那樣的「本能」！

7. 收音機為啥叫做「半導體」

硬體原因。
因為半導體晶體管的第一個商業化產品就是半導體收音機。
收音機在剛回出現的時候是答用的真空管，後來半導體晶體管出現了，而半導體所製作的第一個商品就是收音機，所以半導體也就成了半導體收音機的代稱了。
同時也是為了區分真空管收音機和半導體收音機。
現在半導體的發展，已經可以適應到我們的生活當中了。包括電視機、太陽能、半導體可以用來測量溫度，可以達到生產、生活、醫療衛生、科研教學等應用的70%的領域。
半導體的分類：集成電路器件，分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類。此外，還有按照其所處理的信號，可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

8. 半導體的原理是什麼

原理：

在極低溫度下，半導體的價帶是滿帶（見能帶理論），受到熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶，價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位，稱為空穴。空穴導電並不是實際運動，而是一種等效。

電子導電時等電量的空穴會沿其反方向運動。它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，電子-空穴對消失，稱為復合。

復合時釋放出的能量變成電磁輻射（發光）或晶格的熱振動能量（發熱）。在一定溫度下，電子- 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡，此時半導體具有一定的載流子密度，從而具有一定的電阻率。溫度升高時，將產生更多的電子- 空穴對，載流子密度增加，電阻率減小。

(8)半導體為什麼是半導擴展閱讀：

半導體的應用

一、在無線電收音機（Radio）及電視機（Television）中，作為「訊號放大器/整流器」用。

二、發展「太陽能（Solar Power）」，也用在「光電池（Solar Cell）」中。

三、半導體可以用來測量溫度，測溫范圍可以達到生產、生活、醫療衛生、科研教學等應用的70%的領域，有較高的准確度和穩定性，解析度可達0.1℃，甚至達到0.01℃也不是不可能，線性度0.2%，測溫范圍-100~+300℃，是性價比極高的一種測溫元件。

四、半導體致冷器的發展, 它也叫熱電致冷器或溫差致冷器, 它採用了帕爾貼效應。

9. 台灣的晶元和半導體為什麼那麼牛

1、半來導體是技術與資本密集產自業,更重要的是專利,許多專利已被先進者卡位,後進入產業者動輒侵權,被告的很慘,中芯與台積電,Intel與VIA(威盛)都是例子
2、台灣半導體產業進入得早,與政府有計劃的輔導推動,1976年,台灣工研院與美國RCA簽訂長達十年的合約,從事積體電路開發,同年7月,首座積體電路工廠破土,次年產制三吋晶圓成功,為台灣IC產業邁出關鍵性的一大步
3、目前全球有三個晶元品牌,Intel,AMD,VIA( 台灣,威盛),VIA九幾年數次挑戰Intel,雖互有勝負,但因市場規模及專利而敗下陣來,據說VIA能做出比Intel更快的CPU,但礙於侵犯專利而不能推出,後VIA不與Intel正面對決,采走節能路線

關鍵是要看政府的眼光和經濟實力了,這就像清朝晚期,西方大炮輪船都出來了,中國還八股呢