Для чего нужны полупроводники: Страница не найдена

Содержание

Технологии полупроводников. Часть 1 — Ferra.ru

В результате для полупроводников возникает ситуация, когда электроны кремния, расположенного рядом с диоксидом кремния, имеют больше шансов быть делокализованным. Это проявляется в изгибе зон, который можно увидеть на картинке выше. Это приводит к повышению вероятности того, что электроны смогут преодолеть расстояние между зонами валентности и проводимости.

С ростом плотности электронов изгиб зон уменьшается. Эффект изгиба зон уменьшается до тех пор, пока не исчезает совсем. В точке, где эффект прекращает действовать, заканчивается и созданный канал. При этом из-за большого количества свободных электронов создается инверсионный слой. В случае с NMOS-транзистором в инверсионном слое подложка p-типа становится подложкой n-типа. Теперь, если к затвору приложить положительное напряжение, то он позволит пропустить ток от стока к истоку. PMOS-транзистор работает ровным счетом наоборот: если приложить к затвору отрицательное напряжение, то он начнет пропускать ток от истока к стоку.

CMOS логика

Разобравшись с принципом работы транзистора, переходим к следующему вопросу: как же имплементировать логические операции с помощью таких затворов? На самом деле, трудно представить связь между протеканием тока и теми инструкциями, которые можно увидеть в программном коде. Существует далеко не один метод для реализации логики, однако сегодня мы остановимся на самом распространенном из них — CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor), или КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник).

Почему же CMOS стал столь популярным? Причина кроется в энергоэффективности метода. CMOS затрачивает значительное количество энергии только во время переключений, в то время как другие методы имплементации логики потребляют достаточно много энергии вне зависимости от состояния.

Однако прежде чем перейти к рассказу о CMOS, необходимо сказать несколько слов о булевой логике. Если не углубляться в подробности, то ее суть заключается в том, что любое выражение можно свести к последовательности простейших логических операций. Этими операциями являются «И» (конъюнкция), «ИЛИ» (дизъюнкция) и «НЕ» (отрицание). Именно они составляют основу всех функций, которые поддерживаются современными вычислительными устройствами.

Нужно отметить, что CMOS состоит исключительно из MOSFET-транзисторов p- и n-типа и не имеют в своей архитектуре резисторов. Поэтому существуют определенные требования, которые позволяют заимплементировать всевозможные логические вентили. Таких требований всего два:

  • Все PMOS-транзисторы должны иметь на входе источник напряжения или другой PMOS-транзистор.
  • Все NMOS-транзисторы должны иметь на входе землю или другой NMOS-транзистор

Рассмотрим эти требования на примере логического вентиля отрицания. Для его реализации требуется один NMOS- и один PMOS-транзистор. В такой конструкции PMOS-транзистор подсоединен к источнику напряжения, а NMOS — к земле. Схему вентиля отрицания можно увидеть ниже.

Дефицит полупроводников останавливает мировой автопром. Что происходит? :: Новости :: РБК Инвестиции

Из-за пандемии и торговых войн технологические компании и автопроизводители остались без полупроводников. По всему миру останавливаются заводы, что приводит к многомиллиардным убыткам

Фото: Shutterstock

Рост спроса на высокопроизводительные компьютеры в пандемию, когда большинство людей перешли на удаленную работу, спровоцировал дефицит чипов в других отраслях производства. Крупные мировые производители техники и целые отрасли столкнулись с проблемами в поставках — в частности, из-за нехватки полупроводников остановились автомобильные заводы. Разбираемся, как дефицит полупроводников влияет на крупные компании и что будет дальше.

Причины нехватки полупроводников — пандемия и Дональд Трамп

Среди причин глобального сокращения полупроводников называются две основные: последствия пандемии и торговых войн США и Китая, начатых при президенте Дональде Трампе.

Фото: Shutterstock

В самом начале пандемии были скуплены персональные компьютеры и другая техника для удаленной работы или учебы. Осенью прошлого года повысился спрос на технику развлекательного назначения: игровые приставки, телевизоры, смартфоны и планшеты. Американская торговая группа Consumer Tech Association заявила, что в 2020 году розничные продажи в стране составили рекордные $442 млрд, и запрос на гаджеты, такие как игровые консоли, наушники и устройства для умного дома, в 2021 году будет только расти. Для производства всей этой техники нужны полупроводники.

Негативно на поставках полупроводников сказалось и торговое противостояние США и Китая. В прошлом году власти Штатов наложили ограничения на крупнейшего китайского производителя чипов Semiconductor Manufacturing International (SMIC). В результате компания осталась без возможности закупать оборудование для производства и продавать полупроводники американским компаниям. Заказчики были вынуждены сотрудничать с его конкурентами — например, Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC). Как итог — произошло серьезное перераспределение цепочек поставок чипов.

Многие производители полупроводников сейчас — это так называемые «безфабричные производства» (англ. fabless). Они лишь разрабатывают технологию, а само производство чипов передают на аутсорс.

Но некоторые компании заранее подготовились к возможным сбоям и закупили полупроводники еще до введения жестких санкций против китайского бизнеса. Так поступила Huawei, сделавшая запасы важных для нее радиочипов. Среди автопроизводителей так сделала Toyota, заявившая, что не планирует сокращать производство, так как накопила запасы полупроводников на четыре месяца вперед.

Из-за дефицита чипов больше всего пострадали автопроизводители

Сильнее всего нехватка полупроводников ударила по автопроизводителям, которые используют их для программного обеспечения машин. О приостановках или замедлении в выпуске автомобилей уже заявили GM, Ford, Volkswagen, Honda, Fiat Chrysler, Volvo, Nissan, Mitsubishi, Nio.

Дефицит микросхем задел производителей процессоров для электроники Qualcomm и AMD, поставляющих детали для технологических гигантов, в том числе Sony и Microsoft. Sony заявила, что сложности с поставками полупроводников могут привести к дефициту игровых консолей PlayStation 5. Даже Apple не справляется с нехваткой полупроводников — компания не может полностью закрыть высокий спрос на новые модели iPhone.

Фото: Shutterstock

Автомобильные производства конкурируют с технологическими компаниями за поставки чипов не напрямую, так как для автомобилей не всегда нужны столь же современные полупроводники, как и для гаджетов. Они покупают чипы, которые как управляют основными процессами в машине, так и используются в более второстепенном ПО.

Особенность цикла цепочек поставок в автопроизводстве — все детали закупаются точно к моменту сборки, запасов на будущее не делается. Но отсутствие даже одного чипа может остановить производственную линейку крупного завода.

По значимости для производителей чипов автомобилестроительные компании на втором месте после технологических, так как создатели гаджетов заключают долгосрочные контракты на поставку. В 2020 году только 3% продаж TSMC приходилось на автомобильные чипы, а на полупроводники для смартфонов — 48%.

Что происходит с автомобильными компаниями из-за дефицита полупроводников

Ford — приостановил производство в Огайо, на другом заводе сокращена одна из рабочих смен. Ford F-150, а также кроссовер Ford Edge будут собираться без определенных деталей и отправляться дилерам только после того, как производитель получит микросхемы. Если проблемы с поставками полупроводников сохранятся на протяжении полугода, то годовая скорректированная операционная прибыль Ford снизится на $1–2,5 млрд.

Honda — останавливает шесть заводов в США, Канаде и Мексике.

Hyundai — сократил работу в выходные дни, чтобы скорректировать производство таких брендов, как Kona, Avante, Grandeur и Sonata.

Volvo — сократил производство грузовиков по всему миру.

Nissan — скорректирует производства на заводах в США и Мексике.

Nio — приостановила производство автомобилей на заводе Хэфэй. Компания снизила прогноз по производству на первый квартал до 19,5 тыс. единиц (предыдущий прогноз: 20–20,5 тыс. единиц).

Toyota — приостановила производство в Чехии.

Volkswagen — приостановил производство на заводе в Португалии.

Mitsubishi — сократил производство на внутреннем рынке на 4–5 тыс. единиц в марте и пересматривает производственный план на апрель.

Теперь автопроизводители оказались в самом уязвимом положении. Зная это, TSMC сообщила, что планирует вложить до $28 млрд на увеличение мощностей. Ожидается, что нехватка чипов приведет к сокращению продаж только среди автопроизводителей на $61 млрд в этом году.

Какие еще факторы влияют на дефицит полупроводников

  • Резкое февральское похолодание в Техасе привело к отключению электроэнергии на производствах, что сказалось на предприятиях, выпускающих полупроводники.
  • В Тайване, где находится крупнейшее производство микросхем, наблюдается сильнейшая за последние десятилетия засуха, из-за чего снижается водоснабжение заводов.
  • В марте на заводе одного из ведущих мировых производителей автомобильных чипов Renesas Electronics в Японии произошел пожар, в результате которого было уничтожено все оборудование. Потери компании составят до $160 млн в месяц.

TSMC — главный бенефициар дефицита полупроводников

Главные производители чипов на данный момент — тайваньская TSMC и южнокорейский Samsung. TSMC контролирует более половины мирового рынка микросхем, изготавливаемых на заказ. Сейчас компания строит новый завод. Предполагается, что полупроводники с нового производства станут на 70% более быстрыми и эффективными, чем прежние. Производство будет запущено в 2022 году.

Фото: Shutterstock

Производством чипов занимается и Intel, однако американская компания не справляется с этой задачей на 100% и часть работ передает на аутсорс TSMC. По данным Financial Times, Intel уже обговаривает возможное партнерство с TSMC по новому производству в Тайване.

Аналитик по производству микросхем в Bernstein Марк Ли считает, что в 2023 году Intel передаст TSMC на аутсорс 20% производства процессоров.

В феврале TSMC объявила о создании дочерней компании в Японии для проведения исследований в области новых полупроводниковых материалов.

По мнению аналитиков, одна из ключевых причин, по которой TSMC настолько эффективна и прибыльна, это концентрация производства в Тайване. По оценкам приближенных к компании людей, производственные затраты в США будут на 8–10% выше, чем в Тайване.

Европейские компании занимаются разработкой полупроводников, но избегают создания собственных производств, а вместо этого передают большую часть работ сторонним компаниям вроде TSMC. Поэтому производство микросхем в Европе на несколько поколений отстает от лидеров отрасли, таких как TSMC и Samsung. Остальные мелкие производители серьезно уступают лидерам в технологиях и производственных мощностях.

Что будет дальше

Проблема с нехваткой полупроводников начинает набирать все большие обороты: правительства и компании уже высказывают обеспокоенность тем, что дефицит микросхем может замедлить восстановление экономики после пандемии.

Samsung предупреждает, что сбои с поставками чипов могут распространиться и на более широкий технологический сектор.

В исследовательской компании TrendForce считают, что общеотраслевые усилия по ускорению производства автомобильных микросхем могут привести к замедлению поставок полупроводников для бытовой электроники и промышленных приложений.

Глава Intel Пэт Гелсинджер заявил, что на устранение дефицита чипов потребуется около двух лет. Для этих целей компания построит два новых завода, вложив в увеличение мощностей $20 млрд. Intel будет производить полупроводники и для себя, и для других компаний.

Президент США Джо Байден также сообщил, что будет добиваться выделения $37 млрд для увеличения производства чипов в стране.

Больше новостей об инвестициях вы найдете в нашем аккаунте в Instagram

В России зафиксирован дефицит машин с дорогой мультимедиа и пневмоподвеской

Из-за глобального дефицита полупроводников автокомпании стали экономить на оснащении машин сложными автокомпонентами, чтобы сохранить выпуск продукции в штуках. Российские дилеры подтверждают недостаток на рынке таких опций, как дорогие системы инфотейнмента и пневмоподвески, узнала «Газета.Ru». Ситуация не изменится до начала следующего года, говорят производители чипов.

Непрекращающийся с конца прошлого года дефицит полупроводников в мире вынудил производителей экономить на оснащении своих автомобилей электроникой. О проблемах с наличием некоторых комплектаций говорят и российские дилеры, опрошенные «Газетой.Ru».

«Из-за перебоев с доступностью электроники в премиум-сегменте действительно есть ограничения в доступе максимальных комплектаций по некоторым брендам.

Данные ограничения в премиуме скорее всего сохранятся до осени, поэтому клиентам, желающим купить автомобиль «здесь и сейчас», зачастую предлагаются варианты с более простым оснащением»,

— заявляет «Газете.Ru» генеральный директор группы компаний «АвтоСпецЦентр» Денис Петрунин. Собеседник издания не уточнил, по каким именно маркам возник наибольший дефицит машин в максимальных комплектациях.

Аналогичную проблему отмечает и руководитель «Автодома» Андрей Ольховский, эта компания реализует в России автомобили Audi, Mercedes-Benz, Porsche, Volvo, BMW, Mini, Land Rover Jaguar Volvo, Lamborghini. По его словам, «богатые» комплектации сейчас имеют ограничения по доступности, и

«это связано с общими проблемами в доступности полупроводников и пневмоподвесок».

«Производители поставляют на рынок те комплектации, которые могут, так как лучше выпускать те варианты, на которые есть комплектующие, чем вообще ничего не делать», — объясняет ситуацию Ольховский.

В группе компаний «Авилоне» говорят об относительной стабильности своих стоков по наличию машин в различном оснащении, однако подчеркивают, что все еще сохраняется дефицит машин и комплектующих, в связи с этим по разным брендам в той или иной степени есть ограничения по некоторым опциям.

«Например, наблюдается нехватка автомобильных микрочипов, не хватает схем, которые управляют мультимедийным комплексом или пневмоподвеской.

Данные опции очень важны для премиальных автомобилей. Вероятнее всего, проблема в связи с этим сохранится в отрасли до конца года», — рассказывает директор филиала «Авилон.Volvo» Олег Серёжников.

По данным Automotive News, концерн Nissan примерно на треть сокращает установку навигационного оборудования в некоторых моделях. Компания Renault перестала устанавливать виртуальную приборную панель в европейский вариант кроссовера Arkana, а американская марка Dodge отказалась от «интеллектуальных» камер заднего обзора для пикапа Ram 1500, сообщает издание. Также компания Peugeot вновь стала оснащать хэтчбек 308 аналоговым спидометром вместо цифровой приборной панели, концерн General Motors заявил, что в пикапах Chevrolet Silverado отказался от датчика экономии топлива.

Большинство опрошенных «Газетой.Ru» автопроизводителей не ответили на вопрос, сокращают ли они оснащение своих автомобилей для России.

О том, что таких проблем у их продукции пока нет, заявили только представители российских офисов Renault, Sollers, Subaru, Jaguar Land Rover и Suzuki.

В Subaru подчеркнули, что столкнулись с увеличением сроков ожидания, но не выделили определенных моделей или комплектаций, по которым есть большие сложности.

«Ситуация по дилерам может отличаться, но в целом доступность по всем моделям одинаково ограниченная. Все модели и комплектации, указанные на сайте, доступны к заказу», — заверила замруководителя департамента маркетинга Наталия Руденко.

В Jaguar Land Rover отметили, что концерн был вынужден скорректировать производство определенных моделей. Заводы компании в Касл Бромвиче и Хейлвуде приостановили свою работу на определенный период. Предприятие в Солихалле продолжает работать.

«Мы мониторим ситуацию, которая быстро меняется, и вернемся к производству в полном объеме сразу, как только станет возможно. Мы находимся на связи со всеми нашими поставщиками, чтобы минимизировать влияние сложившихся обстоятельств на клиентские заказы там, где это возможно», – сказала руководитель пиар-группы Jaguar Land Rover Россия Наталья Трынко.

Доступность всех комплектаций автомобилей находится примерно на одинаковом уровне без явного дефицита по конкретным позициям, пояснила официальный представитель Suzuki в России Анна Кожевникова. Большинство комплектаций есть в наличии, отклонения возможны, но все зависит от региона, подчеркнула она.

Кризис автопрома из-за микрочипов еще далек от завершения, заявил в интервью телеканалу CBS глава Taiwan Semiconductor Manufacturing Марк Лю. Его компания является одним из крупнейших производителей полупроводников в мире. По оценкам тайваньского топ-менеджера, дефицит автомобильных чипов может продлиться до начала 2022 года.

Раздел 1. Проводимость — Основы цифровой схемотехники

Проводник

        Проводник – тело, проводящее электрический ток. Различают проводники первого и второго рода.
   К первому роду относят: все металлы и их сплавы.
   Ко второму роду относят: водные растворы кислот, солей и щелочей.
Чем выше температура тела, тем меньше оно проводит электрический ток, и, наоборот, со снижением температуры проводимость увеличивается.
        Металлы с высокой проводимостью используют для кабелей, проводов, обмоток трансформаторов. Металлы и сплавы с низкой проводимостью применяются в лампах накаливания, электронагревательных приборах, реостатах.
        Основной параметр, характеризующий проводник – это электрическое сопротивление. Оно выражается отношением падения напряжения в проводнике к току, протекающему по нему, и зависит от температуры окружающей среды.     Применение проводников:
       Проводники используют для заземления электроустановок. В качестве заземляющих проводников и заземлителей используют металлические конструкции сооружений и зданий, соблюдая при этом непрерывность и проводимость цепи. Для заземляющих проводников используют обычно сталь. Если необходимы гибкие перемычки и в других случаях, применяют медь.
        Проводники также могут использоваться для выравнивания потенциалов.
        Проводники используют в громоотводе, отводя молнию в землю, чтобы она не нанесла никаких повреждений.
        Существуют проводники с высоким удельным сопротивлением, которые стойкие к окислению. Такие материалы применяют в электронагревательных приборах, они обладают высокой пластичностью и могут вытягиваться в тонкую проволоку и выкатываться в фольгу. Одним из таких проводником является алюминий.

    Механизм проводимости:

    Кристаллы имеют атомную кристаллическую решетку, где внешние электроны связаны с соседними атомами ковалентными связями. При низких t°C у чистых полупроводников свободных электронов нет и он ведет себя как диэлектрик (вещества, которые плохо проводят или совсем не проводят электрический ток).
Свойства диэлектриков:
  • Физико – механические и химические свойства диэлектриков
  • Влажностные свойства диэлектриков
  • Тепловые свойства диэлектриков
  • Поляризация К диэлектрикам относятся воздух и другие газы, стёкла, различные смолы, пластмассы, многие виды резины.

        Ряд диэлектриков проявляют интересные физические свойства. К ним относятся электреты, пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэластики, сегнетоэлектрики, релаксоры и сегнетомагнетики.
        При применении диэлектриков — одного из наиболее обширных классов электротехнических материалов — довольно четко определилась необходимость использования как пассивных, так и активных свойств этих материалов.
        Диэлектрики используются не только как изоляционные материалы.
        Электрический ток — направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.
        Электрический ток протекает в различных средах:
  • Металлах
  • Жидкостях
  • Газах
  • Полупроводниках
  • Вакууме
        Полупроводники — твердые вещества, проводимость которых зависит от внешних условий (в основном от нагревания и от освещения). Полупроводниками назвали класс веществ, у которых с повышением t°C увеличивается проводимость, уменьшается электрическое сопротивление.

Занимают по проводимости промежуточное
положение между проводниками и диэлектриками

Полупроводники чистые (без примесей)

            Если полупроводник чистый (без примесей), то он обладает собственной проводимостью.
    Собственная проводимость бывает двух видов:    1) электронная (проводимость «n » — типа)
Рассмотрим проводимость полупроводников на основе кремния Si

Кремний – 4 валентный химический элемент. Каждый атом имеет
во внешнем электронном слое по 4 электрона, которые используются
для образования парноэлектронных (ковалентных) связей с 4 соседними атомами. 

            При низких температурах в полупроводниках все электроны связаны с ядрами и сопротивление большое; при увеличении t°C кинетическая энергия частиц увеличивается, рушатся связи и возникают свободные электроны — сопротивление уменьшается.

  • Свободные электроны перемещаются противоположно вектору напряженности эл.поля.
  • Электронная проводимость полупроводников обусловлена наличием свободных электронов.
    2) дырочная (проводимость » p» — типа)
Рассмотрим изменения в полупроводнике при увеличении t°C.

свободный электрон
Под воздействием электрического поля электроны и дырки
начинают упорядоченное (встречное) движение, образуя электрический ток.

        При увеличении t°C разрушаются ковалентные связи, осуществляемые валентными электронами, между атомами образуются места с недостающим электроном — «дырка».

  • Она может перемещаться по всему кристаллу, т.к. ее место может замещаться валентными электронами. Перемещение «дырки» равноценно перемещению положительного заряда.
  • Перемещение дырки происходит в направлении вектора напряженности электрического поля.
    Таким образом, электрический ток в полупроводниках представляет собой упорядоченное движение свободных электронов и положительных виртуальных частиц — дырок.
        При увеличении температуры растет число свободных носителей заряда, проводимость полупроводников растет, сопротивление уменьшается.

Полупроводники при наличии примесей


            Собственная проводимость полупроводников явно недостаточна для технического применения полупроводников Поэтому для увеличение проводимости в чистые полупроводники внедряют примеси (легируют) , которые бывают:
    1) донорные примеси (отдающие)

При легировании 4 – валентного кремния Si 5 – валентным мышьяком As,
один из 5 электронов мышьяка становится свободным
Таким образом изменяя концентрацию мышьяка, можно в широких
пределах изменять проводимость кремния.  

            Дополнительными поставщиками электронов в кристаллы полупроводника, легко отдают электроны и увеличивают число свободных электронов в полупроводнике.

  • Это проводники » n » — типа, т.е. полупроводники с донорными примесями, где основной носитель заряда — электроны, а неосновной — дырки.
    2) акцепторные примеси (принимающие)
Если кремний легировать трехвалентным индием, то для образования связей с кремнием у индия не хватает одного электрона, т.е. образуется дырка.

Изменяя концентрацию индия, можно в широких пределах
изменять проводимость кремния, создавая полупроводник с
заданными электрическими свойствами.

  • создают «дырки» , забирая в себя электроны. 
  • это полупроводники » p «- типа, т.е. полупроводники с акцепторными примесями, где основной носитель заряда — дырки, а неосновной — электроны.

                    Итак, существует 2 типа полупроводников, имеющих большое практическое применение:

                Помимо основных носителей в полупроводнике существует очень малое число неосновных носителей заряда, количество которых растет при увеличении t°C.

Физические свойства и применение

            Основным стимулом для изучения полупроводников является производство полупроводниковых приборов и интегральных микросхем — это в первую очередь относится к кремнию, но затрагивает и другие соединения (Ge, GaAs, InP, InSb).

            Кремний — непрямозонный полупроводник, оптические свойства которого широко используются для создания фотодиодов и солнечных батарей, однако его очень трудно заставить работать в качестве источника света, и здесь вне конкуренции прямозонные полупроводники — соединения типа AIIIBV, среди которых можно выделить GaAs, GaN, которые используются для создания светодиодов и полупроводниковых лазеров.

            Наиболее важные для техники полупроводниковые приборы — диоды, транзисторы, тиристоры основаны на использовании замечательных материалов с электронной или дырочной проводимостью.

       Полупроводниковый диод – это p – n переход, заключенный в корпус.

Транзистор – это полупроводниковый прибор, в котором полупроводниковые
пластинки соприкасаются таким образом, что возникает два p-n перехода.

            Широкое применение полупроводников началось сравнительно недавно, а сейчас они получили очень широкое применение. Они преобразуют световую и тепловую энергию в электрическую и, наоборот, с помощью электричества создают тепло и холод. Полупроводниковые приборы можно встретить в обычном радиоприемнике и в квантовом генераторе — лазере, в крошечной атомной батарее и в микропроцессорах. Инженеры не могут обходиться без полупроводниковых выпрямителей, переключателей и усилителей. Замена ламповой аппаратуры полупроводниковой позволила в десятки раз уменьшить габариты и массу электронных устройств, снизить потребляемую ими мощность и резко увеличить надежность. 


Историческая справка

            О. В. Лосев (1923) доказал возможность использования контактов полупроводник-металл для усиления и генерации колебаний (кристаллический детектор). Однако в последующие годы кристаллические детекторы были вытеснены электронными лампами и лишь в начале 50 — х годов с открытием транзисторов (США 1949 год) началось широкое применение полупроводников (главным образом германия и кремния в радиоэлектронике. Одновременно началось интенсивное изучение свойств полупроводников, чему способствовало совершенствование методов очистки кристаллов и их легированию (введение в полупроводник определенных примесей).

Электроника и полупроводники | Basler

Задачи автоматизированного оптического контроля, которые решают камеры, включают в себя контроль геометрии печатной платы и ее компонентов (наличие/отсутствие, смещение позиции, вздыбливание (поднятие компонента при пайке), скос/наклон), а также контроль пайки и паяльной пасты, проверку компонентов (правильный компонент, правильная полярность, выявление дефектов) и обнаружение загрязненных / дефектных компонентов. Контроль может осуществляться до монтажа платы (проверка подготовленной платы), после нанесения паяльной пасты, до или после пайки оплавлением (окончательный контроль качества).

Basler ace 2: приспособлена к различным потребностям машинного зрения

  • Новое поколение ace: cовременные КМОП-сенсоры, особая конструкция и улучшенное качество изображения

  • Два модельных ряда для систем машинного зрения с различными требованиями — ace 2 Basic и ace 2 Pro

  • ace 2 Basic: проверенная временем надежность Basler и впечатляющий набор функций компьютерного зрения для систем со стандартными требованиями

  • ace 2 Pro: уникальные функции Compression Beyond, Pixel Beyond и PGI для максимальной производительности системы

Познакомьтесь с серией камер Basler ace 2!

Basler ace: компактность, низкая цена и высокая производительность

  • Компактная конструкция идеально подходит для размещения на манипуляторе робота

  • Соответствие стандарту Vision обеспечивает совместимость с широким ассортиментом аксессуаров (например, с кабелем для робототехники)

  • Легкий вес позволяет устанавливать камеру на манипуляторе робота и движущихся механизмах

Узнайте подробнее о камерах Basler ace!

Basler beat: великолепное качество изображения с КМОП-матрицей и надежная конструкция

  • Скорость съемки более 62 кадр/с

  • Компактный и надежный корпус обеспечивает простоту интеграции

  • Выгодное соотношение цены и производительности

  • Высокая пропускная способность соединения благодаря интерфейсу Camera Link для максимальной скорости съемки

Узнайте подробнее о камерах Basler beat!

Basler boost: CXP-12 для высокой частоты кадров и разрешения

  • Значительные преимущества по сравнению с Camera Link и CoaXPress 1. 1: упрощенная архитектура системы и более низкие затраты на передачу данных из расчета на мегабайт.
  • Высокая пропускная способность до 12,5 Гбит/с на канал: в настоящее время это один из самых высокоскоростных интерфейсов передачи данных на рынке.

  • Упрощение архитектуры системы и снижение затрат

  • Комбинация КМОП-сенсора новейшего поколения и интерфейса CoaXPress 2.0 с высокой пропускной способностью
  • Превосходное качество изображения благодаря сенсорам Sony Pregius IMX255 (9 Мп) и IMX253 (12 Мп)

  • Доступно для объективов с креплениями C-mount, F-mount и M42.

Познакомьтесь с серией камер Basler boost!

Basler dart: компактность, гибкие возможности и полная совместимость с USB3 Vision

  • Выгодное соотношение цены и качества, цена от 99 евро

  • Разрешение от 1,2 до 5 Мп

  • Кадровая частота до 60 кадр/с для съемки быстродвижущихся объектов

  • Выбор небольшой активной зоны для увеличения скорости съемки

Узнайте подробнее о камерах Basler dart!

Дефицит чипов из Азии вызвал кризис в мировом автопроме.

И что теперь? | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

Автостроитель General Motors до середины мая снизил производство на двух заводах в США и Канаде, компания Hyundai в начале апреля на неделю останавливала свое головное предприятие в Южной Корее, у Toyota в марте не работали конвейеры в Чехии, а у Ford — в феврале в Германии, Volkswagen не смог выпустить в прошлом году на разных континентах порядка 100 тысяч автомобилей…

Автопром конкурирует за чипы с IT-индустрией и бытовой электроникой

Мировой автопром пробуксовывает и терпит убытки, столкнувшись с глобальной проблемой, но теперь, в отличие от прошлой весны и первой волны пандемии, это вовсе не низкий спрос: с ним-то сейчас как раз все хорошо. Производственные мощности отрасли вынужденно простаивают из-за того, что периодически не хватает комплектующих, а именно — микрочипов, и это теперь надолго. Немецкая консалтинговая компания Roland Berger предупредила 13 апреля, что «дефицит полупроводников будет ощущаться еще длительное время после 2021 года».

Бум удаленной работы из-за пандемии вызвал во всем мире резкий рост спроса на информационную технику

Основное объяснение происходящего звучит для избалованной вниманием автомобильной промышленности крайне обидно: она оказалась для производителей микрочипов, особенно азиатских, менее важным клиентом, чем компании, выпускающие информационно-коммуникационную технику и бытовую электронику.

Огромный глобальный спрос на такую продукцию в условиях пандемии и массового перехода на удаленную работу и учебу еще больше вырос, а потому производители чипов сосредоточились на обслуживании заказчиков, выпускающих компьютеры, смартфоны, телевизоры, игровые приставки и всевозможные другие гаджеты.

Пожары на двух заводах микроэлектроники в Японии и морозы в США

В известной мере их подтолкнули к этому и сами автостроители, надолго остановившие прошлой весной производство из-за локдаунов. Это нарушило сложившиеся цепочки поставок, а их быстрому восстановлению отчасти помешали чересчур пессимистические оценки перспектив автомобильной отрасли. Производители чипов оказались просто не готовыми к столь быстрому восстановлению спроса со стороны автостроителей и не заложили его в свои производственные планы.

Ситуацию дополнительно усугубили два пожара в Японии. В конце октября прошлого года у компании Asahi Kasei Microsystems (AKM) почти полностью сгорела фабрика, выпускающая аудиочипы, в том числе для автомобильных навигаторов. На ее восстановление может уйти целый год.

В феврале 2021 аномальные морозы и штормовые ветры парализовали жизнь и экономику в штате Техас

А месяц назад, 19 марта, вспыхнуло пламя на одном из тех заводов компании Renesas, которые специализируются именно на чипах для автомобилей. И хотя пожар уничтожил относительно небольшую часть предприятия, ему пришлось как минимум на месяц полностью остановить производство.

К тому же в феврале аномальные морозы и штормовой ветер частично парализовали энергоснабжение в американском штате Техас, где благодаря низким налогам сосредоточено большое число предприятий микроэлектроники. Из-за нехватки электроэнергии им временно пришлось приостановить производство. В городе Остине встали, среди прочих, завод южнокорейского гиганта Samsung и две фабрики нидерландской компании NXP — одного из крупнейших в мире поставщиков чипов для автопрома.

Электромобили и автономное вождение резко увеличат спрос на чипы

Однако возникший на рынке дефицит вызван не только временными трудностями и перебоями, он связан с фундаментальной причиной — стремительно растущей потребностью мирового автопрома в чипах, убеждены эксперты Roland Berger. Они подсчитали, что уже сейчас в автомобиле премиум-класса с двигателем внутреннего сгорания установлены полупроводники на 3 тысячи долларов.

Приборная доска электромобиля класса люкс Mercedes EQS: обилие электроники требует большого числа чипов

По мере перехода на выпуск электромобилей и развития автоматизированного и автономного вождения, полупроводников потребуется все больше и больше. Прогноз Roland Berger: к 2025 году суммарная стоимость используемых в полуавтономном электромобиле чипов составит свыше 7 тысяч долларов. Другой прогноз компании: в мировой микроэлектронике ускорится процесс концентрации производства, и крупные компании еще больше усилят свою рыночную власть.

А крупнейшие производители микрочипов находятся в Азии, причем не только в Южной Корее, Японии и Тайване, но и в коммунистическом Китае. Это серьезно беспокоит президента США Джо Байдена. Настолько серьезно, что 12 апреля он провел в Белом доме в режиме видеоконференции совещание, посвященное глобальному дефициту полупроводников, на которое пригласил два десятка руководителей ведущих американских корпораций из области информационных технологий, микроэлектроники и автомобилестроения.

Как Джо Байден намерен развивать полупроводниковую промышленность

Таким образом, тема чипов становится частью широкомасштабной стратегии новой американской администрации по модернизации экономики США с целью выиграть технологическое соревнование с Китаем, констатирует немецкая экономическая газета Handelsblatt. Борьбу с нынешним дефицитом, указывает издание, американский президент намерен вести на четырех направлениях.

Это, во-первых, протекционистские меры. Еще в феврале Байден распорядился до конца мая проверить имеющиеся трансконтинентальные цепочки поставок в ключевых отраслях экономики США, в том числе в микроэлектронике. Не исключено, пишет Handelsblatt, что Вашингтон введет затем новые заградительные импортные пошлины.

Президент США Джо Байден с полупроводниковой пластиной во время совещания в Белом доме 12 апреля

Второе направление — инвестиции. По данным газеты, Вашингтон может выделить до 50 млрд долларов на поддержку американских производителей чипов и научных исследований в области полупроводников, что должно повлечь за собой многочисленные частные капиталовложения в отрасль. В-третьих, Байден предпримет дипломатические усилия для формирования международных альянсов. Так, уже готовится американо-японское соглашение о сотрудничестве в области микроэлектроники.

Четвертым направлением Handelsblatt считает целенаправленное привлечение внимания американской общественности к угрозе технологического отставания США. Ведь если в 1990 году, по данным национальной Ассоциации полупроводниковой промышленности (SIA), на Соединенные Штаты приходились 37% мировых мощностей по производству чипов, то теперь эта доля снизилась до 12%. Широкая общественная поддержка нужна Байдену, в частности, для того, что сломить в Конгрессе сопротивление противников своей дорогостоящей промышленной политики.

Микроэлектроника в Евросоюзе: потенциал есть

«Байден подает правильные сигналы», отмечает Handelsblatt и приходит к выводу, что планы президента США «вынуждают действовать не только Китай, но, в первую очередь, европейцев». Ведь если уж Америка озаботилась своей зависимостью от азиатских поставщиков чипов, то что тогда говорить о Европе.

Завод немецкой компании Elmos Semiconductor в Дортмунде специализируется на микрочипах для автопрома

Впрочем, отставание вполне еще можно наверстать, о чем свидетельствуют успехи Германии и ряда других стран Евросоюза в области производства аккумуляторных батарей. Всего несколько лет назад казалось, что европейцы в этой сфере безнадежно отстали и впредь будут обречены импортировать важнейший элемент электромобилей из Азии и Америки, однако благодаря скоординированным усилиям ЕС ситуация начала быстро исправляться.

Можно исходить из того, что нынешний острый дефицит чипов, больно ударивший по одной из ключевых отраслей европейской промышленности — автомобилестроению, а также набирающий силу бум электромобилей и пример нынешней модернизационной стратегии США подтолкнут и страны Евросоюза к целенаправленному стимулированию дальнейшего развития микроэлектроники. Тем более, что потенциал для этого имеется.

Silicon Saxony: «Кремниевая долина» в Дрездене

В Германии, к примеру, уже сформировался целый регион, который по аналогии с калифорнийской Кремниевой долиной называют Silicon Saxony — Кремниевая Саксония. Речь идет о Дрездене и его окрестностях. Здесь еще во времена ГДР находился комбинат Robotron — один из крупнейших в социалистическом лагере производитель вычислительной техники с десятками тысяч квалифицированных работников, и были традиции подготовки научных кадров в этой сфере.

Так немецкая компания Infineon рекламирует свои чипы для автомобилей

Поэтому после воссоединения Германии в 1990 году сюда из разных стран потянулись инвесторы из области микроэлектроники: крупнейший немецкий производитель чипов Infineon, американский гигант отрасли Intel, уже упоминавшаяся нидерландская компания NXP, корпорация из США Applied Materials, выпускающая оборудование для производства полупроводников. Вокруг больших заводов сформировалась целая экосистема из средних и малых фирм — в общей сложности порядка 2300 предприятий с более чем 65 тысячами рабочих мест, сообщает отраслевое промышленное объединение под названием Silicon Saxony. 

Последние новости из саксонского кластера микроэлектроники таковы. Американский производитель полупроводников Globalfoundries объявил о намерении из-за глобального дефицита чипов расширить три своих завода, в том числе предприятие в Дрездене. В удвоение его мощностей будет вложено порядка 400 млн евро.

А немецкий концерн Bosch сообщил, что завершает самый крупный инвестиционный проект в 130-летней истории фирмы и в июне официально откроет в Дрездене свой новый завод. Предприятие, в которое было вложено около 1 млрд евро, будет выпускать чипы для электрических и гибридных автомобилей.             

Смотрите также:

  • Компьютер как объект дизайна

    В стиле ретро

    Чудеса ранней компьютерной техники — как этот собранный в 1977 году Commodore PET 2001 –приобрели новую популярность благодаря своему ностальгическому облику в стиле ретро. Многие из компьютеров первых поколений по-прежнему дееспособны. В новом музее цифровой культуры Binarium среди 700 экспонатов подобным реликтам будет отведено почетное место.

  • Компьютер как объект дизайна

    Изобретатель

    С детских лет Конрад Цузе проявлял интерес к конструированию, студентом решил создать автоматический программируемый вычислитель, а уже инженером в 1938 году разработал двоичный механический вычислитель Z1 с электрическим приводом и возможностью (правда, ограниченной) программирования при помощи клавиатуры. Названия всех последующих компьютеров Цузе начинались с заглавной буквы Z.

  • Компьютер как объект дизайна

    Легендарная машина Z3

    В 1941 году появилась Z3 – первая полнофункциональная программируемая в двоичном коде вычислительная машина, использовавшая перфорированную ленту как внешний носитель и обладавшая свойствами современного компьютера. Весом в три тонны, она тратила на расчеты примерно секунду или больше. Единственный образец Z3 был уничтожен во время бомбардировок в 1945 году. Копия стоит в Немецком музее в Мюнхене.

  • Компьютер как объект дизайна

    Первый бытовой компьютер

    Altair 8800, разработанный американской компанией MTS на основе микропроцессора Intel 8080 и универсальной системной шины S-100, был той самой искрой, из которой разгорелось пламя микрокомпьютерной революции. Продавать «Альтаир» начали в 1974 года в сборке или в наборе деталей. Успех превзошел все ожидания, но пионера очень скоро вытеснили конкуренты.

  • Компьютер как объект дизайна

    Шедевр от Apple

    Apple I разработал для личного пользования Стивен Возняк, соучредитель компании Apple Computer (теперь Apple Inc.), а как продавать — придумал Стив Джобс. Apple I был представлен в апреле 1976 года и поступил в продажу в июле полностью собранным на монтажной плате, за что и считается первым полноценным ПК. Пользователи должны были добавить к нему корпус, источник питания, клавиатуру и монитор.

  • Компьютер как объект дизайна

    Мейнфреймы как скульптуры

    Один из крупнейших производителей и поставщиков аппаратного и программного обеспечения, американская корпорация IBM, представила в 1981 году свой первый персональный компьютер IBM PC. Но инициативу скоро перехватил Microsoft. Непревзойденной IBM осталась на рынке больших универсальных серверов для оперативной обработки гигантских объемов данных. Эти серверы компания выпускала с 1960-х годов.

  • Компьютер как объект дизайна

    Экспонат для музея: Apple II

    Вскоре после основания фирмы в Силиконовой долине эстет Стив Джобс приобрел решающее влияние на ассортимент продукции и ее внешний вид. Компьютеры второго поколения отличались простыми формами и четкими линиями. Apple II, поступивший в продажу в 1977 году, сегодня фигурирует как легендарный объект дизайна в рамках различных музейных экспозиций.

  • Компьютер как объект дизайна

    Для эстетов

    В то время как конкурент Microsoft не придавал большого значения внешнему виду компьютеров, занимаясь разработкой программного обеспечения и операционных систем, Apple выпускал продукцию для эстетов. Первый iMac, появившийся в 1998 году, был не только бирюзовым, но и прозрачным, что позволяло видеть внутреннее устройство компьютера.

  • Компьютер как объект дизайна

    Чудеса микроэлектроники

    С того момента, когда компания Intel выпустила первые микропроцессоры в 1971 году, компьютеры стали стремительно уменьшаться в размерах. В настоящее время весь компьютер, в сущности, умещается на одной миниатюрной интегральной схеме.

  • Компьютер как объект дизайна

    Простые и плоские

    Будущее принадлежит бесшумным и компактным планшетникам. Эти миникомпьютеры вмещают практически безграничные объемы информации.

  • Компьютер как объект дизайна

    Компьютер на запястье

    Компьютеризированные наручные часы с расширенной функциональностью позволяют проверять электронную почту, следить за состоянием своего здоровья — ну, и, конечно, за временем. Умные часы выпускаются не первый год, но популярными их сделала компания Apple. В золоте они стоят от 11 тысяч евро.

    Автор: Хайке Мунд, Элла Володина


Зачем производить полупроводники на МКС — Российская газета

Получать полупроводники в открытом космосе намерены ученые Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН. Планируется, что на МКС аппаратуру доставят уже в 2021 году. Но зачем вообще производство полупроводников нужно выносить за пределы Земли?

— Речь идет о получении полупроводников особой чистоты, недостижимой на Земле. И для этого на орбите почти идеальные условия, — объясняет научный руководитель проекта Олег Пчеляков. — Здесь работает огромный естественный вакуумный насос и естественное охлаждение. Крайне важно, что космическая лаборатория не имеет стен, ведь именно они являются основным источником вредных примесей.

Рекорд низкого давления, достигнутого в лабораторных условиях, составляет 10-14 мм ртутного столба, а на орбите МКС можно создать вакуум в сто раз ниже! Новосибирские физики сконструировали прототип «фабрики полупроводников», он проходит первые испытания.

— Затем весь комплекс отправим в Москву в РКК «Энергия», и там уже будет проводиться опробование прибора в условиях, приближенных к космическим, — говорит главный конструктор проекта Александр Никифоров.

В частности, работу установки будут проверять в бассейне, имитирующем условия невесомости. Для этого сделан гидромакет установки для предполетных испытаний в воде. Это нужно, чтобы космонавт мог в костюме, похожем на скафандр, отработать в бассейне все действия, которые потребуются от него на орбите.

— Установка спроектирована так, чтобы синтез полупроводникового материала происходил автоматически. Космонавту нужно будет провести лишь подготовку к работе, присоединить кассету с подложками арсенида галлия, из которого и выращивается полупроводник, а после завершения процессов синтеза снять ее и отправить на Землю в спускаемом модуле, — подчеркивает Олег Пчеляков.

Работу установки будут проверять в бассейне, имитирующем условия невесомости

Специалисты постарались создать максимально компактный прибор, ведь доставка каждого килограмма груза на МКС обходится почти в 20 тысяч долларов. Конечно, на первых порах никто не планирует начинать производство полупроводников на орбите. Сейчас надо отработать технологию, найти оптимальные ее варианты. И применить, когда встанет вопрос об освоении, например, Луны. Это настоящий кладезь самых разных химических элементов, в том числе и для полупроводников.

Что такое полупроводники?

Что такое полупроводники?

Полупроводники — это материалы с проводимостью между проводники (как правило, металлы) и непроводники или изоляторы (например, большинство керамических изделий). Полупроводники могут быть чистыми элементами, такими как кремний. или германий, или такие соединения, как арсенид галлия или селенид кадмия. В процесс, называемый легированием, небольшое количество примесей добавляется к чистому полупроводники, вызывающие большие изменения проводимости материала.

Из-за их роли в производстве электронных устройств полупроводники важная часть нашей жизни. Представьте себе жизнь без электронных устройств. Не было бы ни радио, ни телевизоров, ни компьютеров, ни видеоигр, ни бедных медицинское диагностическое оборудование. Хотя многие электронные устройства можно было сделать использование технологии электронных ламп, разработки в области полупроводниковой техники за последние 50 лет сделали электронные устройства меньше, быстрее и больше надежный.Подумайте на минутку обо всех ваших встречах с электронным устройств. Сколько из перечисленного вы видели или использовали за последний двадцать четыре часа? В каждом из них есть важные компоненты, которые были изготовлены с электронными материалами.

микроволновая печь электронные весы видеоигры
радио телевизор видеомагнитофон
часы проигрыватель компакт-дисков стерео
компьютер свет кондиционер
калькулятор телефон диагностическое оборудование
музыкальное диагностическое оборудование часы холодильник
автомобиль охранные устройства плита

Достижения в области электроники могут и дальше улучшать нашу жизнь. Изучение электронных материалов может помочь вам понять и научиться участвовать в сферах коммуникации, компьютеров, медицины, основных науки и техники. Во всех этих областях широко используется электроника.

Следующая тема: Историческая хронология
Полупроводники Состав
Домашняя страница MAST

О полупроводниках | SIA | Ассоциация полупроводниковой промышленности

Сильная полупроводниковая промышленность жизненно важна для экономической мощи Америки, национальной безопасности и глобальной конкурентоспособности.

Полупроводники — это основополагающая технология практически для всех сфер нашей экономики. Полупроводники были изобретены в Америке, и США по-прежнему лидируют в мире по передовым технологиям производства и дизайна.

В полупроводниковой промышленности напрямую занято около 250 000 рабочих в Соединенных Штатах, и на каждую прямую работу приходится 4,89 рабочих мест, поддерживаемых в других частях экономики США. Это равняется более чем 1 миллиону дополнительных рабочих мест в результате процветающей полупроводниковой промышленности США.Еще более впечатляющим является то, что за работу в полупроводниковой промышленности платят в среднем в 2,5 раза больше, чем средняя зарплата всех рабочих в США.

Полупроводники — четвертый по величине экспорт Америки после самолетов, рафинированного масла и автомобилей. Вопреки распространенному мнению, что большинство высокотехнологичных производств было перенесено в Азию, передовое производство полупроводников остается сильным в США. Фактически, около половины производственной базы американских полупроводниковых компаний находится в Соединенных Штатах.

Ключ к поддержанию достижений, которые питают нашу промышленность и экономику США, — это исследования. К сожалению, доля инвестиций США в НИОКР в ВВП за последние десятилетия снизилась. Например, доля валовых внутренних расходов США на НИОКР, финансируемых государством, снизилась с 47,1 процента в 1981 году до 33,4 процента в 2011 году. (Источник: ОЭСР) За последние десять лет расходы на НИОКР как доля от экономического производства оставались почти постоянна в США, но увеличилась почти на 50 процентов в Южной Корее и почти на 90 процентов в Китае.(Источник: NSF S&E Indicators 2012)

компаний-членов SIA продолжают инвестировать и расширяться в США, строя новые и расширенные современные производственные мощности по всей стране. В целом американские полупроводниковые компании сохраняют около 50 процентов доли мирового рынка на высококонкурентном рынке. (Источник: SIA / iSuppli / WSTS)

Процветающая полупроводниковая промышленность США означает сильную американскую экономику, высокооплачиваемые рабочие места и огромное влияние на страну.Проще говоря, полупроводники укрепляют нашу страну.

Основы полупроводников — Что такое полупроводник, типы, материалы, физика

Основы полупроводников — Что такое полупроводник, типы, материалы, физика и многое другое.

Полупроводник можно определить как вещество, обладающее свойствами как проводника, так и изолятора.

Он может проводить электричество при определенных обстоятельствах, но не всегда. Эта физика и свойство полупроводника делают его хорошей средой для контролируемого использования электричества по мере необходимости.Электропроводность полупроводника зависит от нескольких факторов, таких как ток или напряжение, приложенные к управляющему электроду, или от интенсивности облучения инфракрасным ( IR ), видимым светом, ультрафиолетом ( UV ) или рентгеновскими лучами.

Итак, мы можем сказать, что полупроводник — это материал, который имеет электрическую проводимость больше, чем изолятор, но меньше, чем проводник.

Примеры : Диоды, транзисторы и многие фотоэлектрические элементы.

Полупроводники — факты и физика

Как я уже упоминал выше, полупроводник имеет двойное свойство — проводник и изолятор электричества. Это свойство зависит от примесей, добавленных к полупроводниковому материалу (чистый такой материал называется «внутренним »). Примеси, добавленные в материал для изменения его электрических свойств, называются «легирующими добавками », , а процесс добавления примесей к чистому полупроводниковому материалу называется легированием.

Типы полупроводников

Полупроводники бывают двух типов:

  1. Полупроводник N-типа — это тот, который переносит ток в виде отрицательно заряженных электронов. Это очень похоже на проводимость тока в проводе.
  2. A Полупроводник P-типа — это тот, который переносит ток преимущественно в виде электронных дефектов, называемых дырками. Дыра имеет положительный электрический заряд. Этот заряд равен заряду электрона и противоположен ему.Эти дырки текут в направлении, противоположном электронам.

Функция / применение

Полупроводник может помочь контролировать поток электричества. Основная функция такого устройства состоит в том, чтобы переключать ВКЛ, и ВЫКЛ, поток электричества по мере необходимости. Полупроводниковый прибор может выполнять функцию вакуумной лампы, объем которой в сотни раз превышает его объем. Одна интегральная схема ( IC ), такая как микросхема микропроцессора, может выполнять работу набора электронных ламп.

Полупроводниковые материалы

Для изготовления полупроводников используется несколько материалов и элементов. Основное требование — материал не должен быть очень хорошим проводником электричества или очень плохим проводником. Его свойства можно изменить, добавляя или удаляя атомы / примеси.

Полупроводниковые материалы включают — кремний, сурьму, мышьяк, бор, углерод, германий, арсенид галлия, селен, карбид кремния, серу, теллур, оксиды большинства металлов.

Что такое сверхпроводник?

Сверхпроводник — это элемент, интерметаллический сплав или соединение, которое без сопротивления проводит электричество ниже определенной температуры.

Приведенный в движение электрический ток будет вечно течь по замкнутому контуру из сверхпроводящего материала.

Диод

Диод — это электронный компонент, который позволяет току течь только в одном направлении. Это устройство, состоящее из p-n перехода.Чаще всего они используются для преобразования переменного тока в постоянный, потому что они пропускают положительную часть волны и блокируют отрицательную часть сигнала переменного тока, или, если они перевернуты, они пропускают только отрицательную часть, а не положительную часть.

Диод — это простейшее из возможных полупроводниковых устройств и лучшее устройство для изучения и понимания того, как работает полупроводник.

Транзистор

Транзистор — это устройство, изготовленное из цельного куска полупроводникового материала, которое используется для усиления и переключения электронных сигналов.Транзистор может быть активен только в одном направлении и может потреблять больший или меньший ток через свой нагрузочный резистор.

Производство полупроводников

Производство полупроводников требует знаний и опыта. Производство должно производиться в чистом помещении. Используемые химические вещества должны быть чистыми и не содержать каких-либо примесей. Процесс добавления контролируемых примесей в полупроводник известен как легирование.

Этапы производства полупроводников
  1. Дизайн / создание маски
  2. Узор
  3. Производство пластин
  4. Формирование устройства / Формирование изоляционного слоя устройства
  5. Формирование устройства / Формирование транзистора
  6. Металлизация
  7. Сборка и тестирование

Полупроводниковая промышленность

Объем производства полупроводников на сегодняшний день превышает 300 миллиардов долларов, и ожидается, что он будет расти на 13-15% ежегодно.США, Южная Корея, Япония и Европейский Союз доминируют в отрасли и бизнесе.

10 ведущих компаний-производителей полупроводников

  1. Корпорация Intel: мировой лидер в области кремниевых инноваций, разрабатывает процессорные технологии и поддерживает глобальные инициативы.
  2. Samsung Electronics: полупроводники, включая DRAM, Flash, SRAM, графическую память, MCP, Mask ROM, системные LSI, ЖК-модули TFT и многое другое.
  3. Toshiba: Производитель и поставщик запоминающего устройства, логической ИС общего назначения, транзисторов, диодов, оптических устройств, датчиков, радиочастотных устройств, микрокомпьютеров, ASIC, ASSP, универсальных линейных ИС, ИС источника питания, транзисторной матрицы, Драйвер двигателя, ИС операционного усилителя, ИС компаратора, Операционный усилитель и другие электронные компоненты SMD.
  4. Texas Instruments: Разработчик и поставщик процессоров цифровых сигналов, дискретных и интегральных схем, вычислителей и цифровой обработки света ( DLP ).
  5. STMicroelectronics: предлагает систему на кристалле ( SoC, ) и другие подобные решения.
  6. Qualcomm: ведущий поставщик передовых технологий производства полупроводников.
  7. Hynix (ранее Hyundai Electronics): производитель и поставщик микросхем динамической оперативной памяти (« DRAM», ) и микросхем флэш-памяти.
  8. Renesas Technology: микрокомпьютеры, логические и аналоговые устройства, дискретные устройства и продукты памяти.
  9. AMD: Advanced Micro Devices: американская транснациональная компания.
  10. Sony

Полупроводники Работа

В связи с быстрым ростом отрасли появляется все больше и больше компаний, производящих полупроводники. В этой отрасли есть прекрасная работа и возможность трудоустройства для инженеров-электронщиков.

Вакансии доступны в следующих категориях:

  • Электротехника
  • Программная инженерия / DSP
  • Техническая поддержка
  • Продажи / маркетинг
  • Прикладная инженерия
  • Дизайн
  • Управление материальными потоками
  • Изготовление / Производство
  • Гарантия качества
  • Административный

Просто изучите разделы « карьера », « вакансий » или « работа с нами » на веб-сайтах этих компаний и подайте заявку на наиболее подходящую работу.

Похожие сообщения:

Что такое полупроводники? Как они работают?

Полупроводник — это материал, который передает ток, но только частично. Его проводимость находится между проводником, который имеет полную проводимость, и изолятором, который имеет незначительную проводимость.

Ваш компьютер или любимый смартфон, на котором вы сейчас читаете это, на самом деле питается от слоя кремния, покрытого на миллиарды транзисторов тоньше волоса, состоящего из твердого вещества, называемого полупроводником.

Что такое полупроводник?

Энергетические зоны и поток электричества

Любой кристалл состоит из атомов, которые размещают электроны на большом количестве близко расположенных энергетических уровней. Однако согласно принципу исключения Паули, доказательство которого выходит за рамки данной статьи, требуется, чтобы только два электрона, вращающиеся в противоположных направлениях, могли поддерживать один энергетический уровень, что делает его действительно стабильным.

Эти уровни могут быть представлены линиями, разделенными небольшими расстояниями, на которых разрешено размещение электронов, только на этих конкретных уровнях.Затем несколько энергетических уровней группируются в «полосы», известные как энергетические полосы. Энергетическая зона внизу имеет наименьшее количество энергии и называется валентной зоной, а энергетическая зона над ней имеет более высокий энергетический уровень и является зоной проводимости. Энергия, необходимая электрону для «прыжка» на это расстояние, называется энергией запрещенной зоны.

Иллюстрация уровней энергии в атоме, сгруппированных в энергетические зоны. Точки обозначают электроны.

Первый кристалл на диаграмме имеет нечетное количество электронов в валентной зоне и не имеет электронов в следующей зоне, что составляет один свободный электрон на его самом высоком энергетическом уровне.Он легко перейдет в зону проводимости при небольшом толчке или подключении к батарее, обеспечивая сильный ток. Этот кристалл — проводник; примерами проводников являются металлы, такие как медь и железо.

Электроны второго кристалла не только очень стабильны и связаны друг с другом, но также есть пара электронов в его зоне проводимости, что делает поток электронов в зону проводимости почти невозможным. Это изолятор. Бумага, резина и стекло — одни из самых распространенных изоляторов.

Третий кристалл имеет свободный электрон, но не пустую зону проводимости. Однако он содержит наполовину заполненные энергетические уровни, которые могут вместить больше электронов. Этот свободный электрон может проецироваться в зону проводимости при достаточно сильном толчке, создавая небольшой ток. Этот кристалл — полупроводник; главными примерами являются кремний и германий.

Эту операцию можно резюмировать аналогией с подъемным мостом, когда мосты, представляющие собой проводники, либо перекрываются, либо соединяются, так что пассажиры могут легко перейти.

Полупроводники могут быть представлены плохо построенным мостом, который закрывается только наполовину и требует от пассажира преодолеть расстояние между ними. Наконец, изолятор — это мост, который совсем не закрывается, что делает невозможным прыжок любого пассажира и переход на другую сторону.

Иллюстрирование энергетических диапазонов различных материалов на примере подъемного моста.

Что делает полупроводник таким особенным?

Проводимость за счет потока положительных зарядов

Способность пропускать поток электронов через вещество — это его проводимость.Проводимость проводников самая высокая, а у изолятора она самая низкая, так как протекающие через него электроны незначительны. Однако, как следует из названия, проводимость полупроводника умеренная.

Зачатие дыры в валентной зоне.

Еще одна интересная особенность полупроводника заключается в том, что ток переносится не только электронами, но и оставленными ими вакансиями, которые известны как дырки. Дырки, оставленные в валентной зоне, могут быть заняты электронами из нижних состояний и вносить свой вклад в протекание тока, тем самым оставляя дырку и в этих более глубоких состояниях, которые будут заняты электронами внизу, и так далее.

Таким образом, ток можно определить как скорость протекания этих «положительных» зарядов.

Допирование и контроль тока через устройство

Чтобы понять его полезность, нужно понимать, что ток, протекающий через полупроводник, в отличие от проводника, не является неконтролируемым выбросом электронов, а скорее тонкой комбинацией зарядов и их установившееся течение. Инновационная инженерия выдвинула идею загрязнения атома кремния или германия с целью вызвать новые уровни энергии.

Слева: атомы чистого кремния. В центре: кремний, легированный фосфором, что дает дополнительный электрон. Справа: кремний, легированный бором, что дает дополнительное отверстие.

Материалы загрязнены либо кристаллами, которые содержат больше валентных электронов, чем полупроводник (обычно фосфор), которые имеют тенденцию свободно перемещаться в структуре и вносят вклад в электрический ток, либо кристаллами, содержащими меньше электронов (алюминий), которые занимают электроны. из силикона и оставьте после себя лишние дырочки.Загрязненный кремний, образующийся в результате разбрызгивания фосфора, называется полупроводником n-типа, а кремний, образующийся в результате последнего процесса, называется полупроводником p-типа. Количество загрязнения или допинга позволяет контролировать ток.

Электронная веха: транзистор

Уникальные свойства полупроводников побудили инженеров создавать крошечные устройства, которые контролируют прохождение тока через цепь. Это устройство, известное как транзистор, изменило ход человечества с момента его изобретения в 1947 году.

Возмущение, вызывающее колебание и скачок электронов, также может быть вызвано воздействием на полупроводники высоких температур. Таким образом, эти материалы обладают двойной природой: они ведут себя как проводники при таких высоких температурах и как изоляторы при более низких температурах (меньше покачивания). Транзисторы широко используются в качестве переключающих устройств и устройств усиления в технологиях беспроводной связи.

Слева: транзисторы разных типов. Справа: схема, представляющая биполярный транзистор n-p-n; напряжение базы или полупроводник p-типа контролирует величину тока, протекающего от эмиттера к коллектору.(Фото:
Transisto и Michael9422 / Wikimedia Commons)

Транзистор изготавливается путем размещения материала p-типа между двумя материалами n-типа или путем помещения материала n-типа между двумя материалами p-типа.

Подобно ручке на верхней части отвода, напряжение, приложенное к материалу p-типа, контролирует и управляет током, который течет от в значительной степени легированного материала n-типа к относительно менее легированному материалу n-типа на противоположной стороне. Ток, которому разрешено течь, интерпретируется как логическая «1», в то время как отсутствие тока называется логическим «0», таким образом преобразуя их в двоичные цифры, язык компьютеров.Транзисторы переключаются между этими единицами и нулями и подаются на другую схему в качестве входа, состоящего из аналогичных транзисторов, что приводит к последовательности выходов — снова единиц и нулей. Изысканное визуальное объяснение работы транзисторов можно найти здесь.

Слева: поток электронов из высоколегированной области в низколегированную область. Справа: транзистор как ответвитель для трубы, генерирующий ноль и единицу соответственно.

Эти переключатели являются строительными блоками логических вентилей, которые, в свою очередь, являются строительными блоками микропроцессора, мозга вашего компьютера, а теперь и наших мобильных телефонов.Передовые технологии помогли уменьшить и уменьшить размер транзисторов до нанометров в соответствии с законом Мура, который позволяет втиснуть миллиард транзисторов в крошечный кремниевый чип. Клаустрофобия — меньшая из их проблем.

(Фото: Pixabay)

Статьи по теме

Статьи по теме

Это огромное преимущество, и не будет преувеличением то, что эти материалы произвели революцию в мире технологий.Транзистор — одно из самых важных изобретений прошлого века, поскольку современный мир зависит от полупроводниковых технологий. Это особенно верно, когда дело доходит до интеграции радио, телевидения, электронной почты и десятков других отдельных технологий в один пятидюймовый кубоид и объединения людей в глобальном масштабе!

Рекомендуемая литература

Полупроводниковые материалы — IEEE IRDS ™

Полупроводниковые материалы варьируются по цене и доступности от кремния в большом количестве до дорогих редкоземельных элементов (РЗЭ).Солнечные элементы, полевые транзисторы, датчики Интернета вещей и схемы беспилотных автомобилей — все это требует использования полупроводниковых материалов. Современный мир буквально обязан своим существованием полупроводникам и материалам, используемым при их производстве.

По мере того, как существующие полупроводниковые материалы достигают своих физических ограничений, новые материалы готовы занять их место. Рынок этих материалов в сочетании с новыми полупроводниковыми приложениями меняет производство и закупку материалов во всей отрасли.

Виды полупроводниковых материалов

Чтобы понять изменяющуюся природу производства полупроводников, необходимо понять существующие полупроводниковые материалы и то, как их состав влияет на электронные устройства. Новости отрасли содержат последние сведения о ценах на материалы и исследованиях, но, как правило, предполагают осведомленность о текущих свойствах и ограничениях материалов.

Какие полупроводниковые материалы используются чаще всего?

Наиболее часто используемые полупроводниковые материалы — это кремний, германий и арсенид галлия.Из этих трех германий был одним из первых используемых полупроводниковых материалов. Германий имеет четыре валентных электрона, которые представляют собой электроны, расположенные на внешней оболочке атома.

Количество валентных электронов в полупроводниковом материале определяет его проводимость. Несмотря на то, что германий стал важным шагом в эволюции полупроводниковых материалов, он в значительной степени вышел из употребления в пользу нынешнего короля полупроводниковых материалов — кремния.

Кремний широко используется в качестве полупроводникового материала с 1950-х годов.Самый распространенный элемент на Земле после углерода, кремний имеет четыре валентных электрона и плавится при более высокой температуре, чем германий (1414 градусов по Цельсию по сравнению с германием 938,3 градуса по Цельсию).

Кремний в большом количестве присутствует в кварците. Процессы экстракции, очистки и кристаллизации кремния эффективны и экономичны. Элемент кристаллизуется в форме алмаза для относительно прочной связи, придавая кристаллам кремния сильные механические свойства.

Арсенид галлия — второй по распространенности полупроводник, используемый сегодня.В отличие от кремния и германия, арсенид галлия представляет собой соединение, а не элемент, и образуется путем объединения галлия с его тремя валентными электронами и мышьяком, который имеет пять валентных электронов.

Восемь валентных электронов заставляют устройства на основе арсенида галлия быстро реагировать на электрические сигналы, что делает соединение хорошо подходящим для усиления высокочастотных сигналов, видимых на телевизионных спутниках. Однако у арсенида галлия есть некоторые ограничения: это соединение труднее производить в массовом порядке, чем кремний, а химические вещества, используемые при производстве арсенида галлия, довольно токсичны.

Какие полупроводниковые материалы самые эффективные?

В дополнение к арсениду галлия состав диоксида кремния имеет характеристики, превосходящие кремний, что позволяет использовать его в качестве изолятора, пассивирующего слоя и строительного слоя в металлооксидных кремниевых (МОП) устройствах, тип поля с изолированным затвором. -эффект транзистор. Диоксид кремния имеет высокую диэлектрическую прочность и более широкую запрещенную зону, чем кремний, что делает его эффективным изолятором, а соединение легко осаждается на других материалах.

Какие из последних инноваций в полупроводниковых материалах?

Кремний, являясь наиболее важным материалом в производстве полупроводников на протяжении большей части конца двадцатого и начала двадцать первого веков, приближается к пределу своей полезности. Спрос на все более компактные и быстрые интегральные схемы привели к тому, что эффективность материала стала настолько высокой, насколько это возможно, и отраслевые эксперты опасаются, что кремний скоро достигнет пределов закона Мура. Исследования новых материалов продолжаются, и некоторые материалы имеют большие перспективы на будущее:

  • Мощный нитрид галлия может быть использован для более эффективного и быстрого преобразования энергии в электрических сетях из-за его высокого критического энергетического поля.
  • Полупроводники на основе антимонида и висмута находят применение в улучшенных инфракрасных датчиках для медицинского и военного секторов.
  • Графен может превзойти кремний в качестве универсального полупроводникового материала, но широкое коммерческое использование может произойти через двадцать пять лет.
  • Пирит может использоваться для замены теллурида кадмия из редкоземельных элементов, который широко используется в солнечных элементах, но имеет ограниченное количество. Пирит является обильным, недорогим и нетоксичным.

Узнайте больше о полупроводниковых материалах в дорожной карте IRDS ™

Получите доступ к дорожной карте IRDS ™

Свойства полупроводниковых материалов

Полупроводниковые материалы обладают определенными характеристиками, связанными с электропроводностью. Будущее полупроводников зависит от того, смогут ли новые материалы с такими характеристиками производиться массово по цене, аналогичной стоимости кремния.

Каковы отличительные характеристики полупроводниковых материалов?

Материалы, обеспечивающие электрическую проводимость, естественно, называются проводниками.Примеры включают золото, серебро и медь. С другой стороны, изоляторы обладают высоким сопротивлением и препятствуют электропроводности. Резина, стекло и керамика — изоляторы.

Полупроводники, как следует из названия, обладают характеристиками как проводников, так и изоляторов. Полупроводники обычно имеют кристаллическую форму и имеют небольшое количество свободных электронов, необходимых для обеспечения проводимости. Вместо этого их атомы группируются вместе, образуя кристаллическую решетку, через которую возможна электрическая проводимость, но только при правильных условиях.

При низких температурах полупроводники обладают низкой проводимостью или вообще не имеют проводимости и действуют как изоляторы. Однако при комнатной температуре или при воздействии света, напряжения или тепла они могут проводить электричество. Именно это квазисостояние между проводниками и изоляторами делает полупроводники настолько важными для электронных устройств, поскольку они определяют, как, когда и где течет электричество.

Как работают полупроводники?

Металлы проводят электричество, потому что их свободные электроны могут свободно перемещаться между атомами, поскольку электричество требует потока электронов от одного атома к другому.Полупроводники, такие как чистый кремний, имеют мало свободных электронов и действуют больше как изоляторы.

Поведение кремния можно изменить в сторону проводимости с помощью процесса, называемого легированием. Легирование приводит к смешиванию крошечных примесей с полупроводниковыми материалами. Примеси добавляют к основному материалу «донорные атомы», повышая проводимость. Количество примесей, добавленных к полупроводниковым материалам, ничтожно — всего один донорный атом на десять миллионов атомов полупроводника, — но достаточно, чтобы обеспечить электрическую проводимость.

Используются две категории примесей, N-тип и P-тип:

  • Полупроводники N-типа содержат фосфор или мышьяк. Оба вещества имеют по пять валентных электронов. При добавлении к решетке кремния одному из легирующих электронов не с чем связываться, поэтому он может пропускать электрический ток. Электроны имеют отрицательный заряд, поэтому эти полупроводники называют полупроводниками N-типа.
  • Полупроводники P-типа «легированы» бором или галлием. Два легирующих элемента имеют только три валентных электрона.Когда они смешиваются с решеткой кремния, нескольким электронам кремния не с чем связываться, обеспечивая электрическую проводимость. Отсутствие электрона создает положительный заряд, поэтому кремний, легированный бором или галлием, называется полупроводником P-типа.

Как производятся полупроводниковые материалы?

При производстве интегральных схем компоненты схемы, такие как транзисторы и проводка, осаждаются на поверхности тонкой кремниевой кристаллической пластины.Затем тонкая пленка компонента покрывается фотостойким веществом, на которое с помощью технологии фотолитографии проецируется рисунок схемы.

В результате получается один слой схемы с транзисторами на самом нижнем уровне. Затем процесс повторяется со многими схемами, сформированными друг над другом и на полупроводниковой основе.

Узнайте больше о полупроводниковых материалах в дорожной карте IRDS ™

Получите доступ к дорожной карте IRDS ™

Применение полупроводниковых материалов

Производство полупроводников обеспечивает базовое оборудование почти для всех электронных устройств.Он используется для усиления энергии, переключения, преобразования энергии, датчиков и многого другого.

Какие изделия обычно изготавливают из полупроводниковых материалов?

Распространенные продукты и компоненты, изготовленные из полупроводниковых материалов, включают следующее:

  • транзисторы биполярные
  • диоды
  • Транзисторы полевые
  • микросхемы
  • переходный полевой транзистор
  • Светодиоды (LED)
  • Металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (МОП-транзисторы)
  • Выпрямители с кремниевым управлением

Какие отрасли промышленности используют полупроводниковые материалы больше всего?

Полупроводниковые материалы являются важным компонентом электронных устройств, что делает их жизненно важными практически для всех основных отраслей промышленности.Во всем мире ежедневно используется более ста миллиардов полупроводников.

Секторы, которые особенно зависят от полупроводниковых материалов, включают следующее:

  • искусственный интеллект
  • чистая энергия
  • связь
  • вычисления
  • энергия
  • здравоохранение
  • Интернет вещей
  • военный

Узнайте больше о полупроводниковых материалах в дорожной карте IRDS ™

Получите доступ к дорожной карте IRDS ™

Рынок полупроводниковых материалов

Поскольку почти все промышленные сектора зависят от электронных устройств, рынок полупроводников относительно стабилен.Расходы на материалы, необходимые для первоначального производства полупроводниковых корпусов, варьируются от легкодоступного кремния и керамики до дорогостоящих редкоземельных металлов.

Как обстоят дела на мировом рынке полупроводниковых материалов?

Рынок полупроводниковых материалов достиг более 50 миллиардов долларов в 2018 году и, по прогнозам, достигнет стоимости более 70 миллиардов долларов к концу 2025 года. Прогнозируемый среднегодовой темп роста в период с 2018 по 2025 год оценивается в 4,32 процента.

Что делает полупроводниковые материалы такими ценными?

Хотя некоторые полупроводниковые материалы и дешевы, и доступны в большом количестве (кремний является наиболее очевидным примером), РЗЭ, используемые в производстве диэлектриков с высоким κ и химико-механической полировке, могут быть дорогостоящими.

На величину РЗЭ влияют несколько факторов. Процессы, необходимые для отделения РЗЭ от породы, в которой они обнаружены, сложны и дороги, требуя тысяч стадий для извлечения и очистки готового материала.

Сложность извлечения РЗЭ из сырья заставила многие горнодобывающие компании отказаться от получения прибыли от РЗЭ. Китай — одна из немногих стран, сосредоточивших внимание на добыче и переработке РЗЭ, в результате чего страна производит 85 процентов мировых запасов вольфрама и молибдена.

Жесткая хватка Китая над производством РЗЭ позволяет ему не только устанавливать цены, но и использовать ценный полупроводниковый материал в качестве политического оружия. В 2010 году Китай прекратил все продажи РЗЭ в Японию из-за спора по поводу задержания Японией китайского рыболовного капитана. Решит ли Китай использовать экспорт РЗЭ во время продолжающейся торговой войны между США и Китаем, вызывает озабоченность.

Как перерабатываются и утилизируются полупроводниковые материалы?

Учитывая ценность некоторых полупроводниковых материалов, рециркуляция и утилизация ценных РЗЭ и других веществ возможны.В настоящее время переработка РЗЭ наиболее успешна при работе с крупномасштабными полупроводниковыми продуктами, такими как солнечные элементы, автомобильные катализаторы и магниты ветряных турбин. РЗЭ также регенерируют из аккумуляторов.

Переработка более мелких полупроводниковых материалов является финансово проблематичной, учитывая небольшое количество материала, утилизируемого из отдельных продуктов, таких как смартфоны. Переработка полупроводниковых материалов также связана с собственными экологическими издержками: процесс приводит к значительным отходам и выбросам множества токсичных загрязнителей.Этические соображения также вызывают озабоченность, поскольку многие использованные полупроводниковые продукты попадают на предприятия по переработке электронных отходов в странах третьего мира, известные тем, что эксплуатируют детский труд.

Самый очевидный способ снизить затраты на РЗЭ — начать добычу и переработку собственных месторождений РЗЭ в других странах, кроме Китая (несмотря на свое название, РЗЭ равномерно распределены по земле, хотя это затрудняет поиск крупных залежей в одном месте) . Однако, как отмечает Communications из ACM , для этого требуется готовность инвестировать в разработку рентабельных процессов добычи, добычи и переработки.

Хотите узнать больше о полупроводниковых материалах? Рекомендуем прочитать Международный план развития устройств и систем (IRDS ™). IRDS ™ — это набор прогнозов, которые исследуют будущее электроники, полупроводников и компьютерной индустрии на пятнадцатилетний горизонт. Он охватывает ряд критических областей и технологий, от приложений до устройств и производства. Присоединяйтесь к техническому сообществу IRDS ™, чтобы загрузить дорожную карту и быть в курсе наших последних мероприятий.

Как загрузить IRDS ™

Получите доступ к дорожной карте IRDS ™

Составной полупроводник | Составной полупроводник

Что такое полупроводник?

Полупроводник — это общий термин для материалов, которые имеют электрическую проводимость между проводниками (например, медь и алюминий) и изоляторами (например, резина и стекло). Из 92 элементов только несколько можно использовать в качестве полупроводниковых материалов. Кремний, германий и селен являются примерами полупроводниковых материалов.Среди них кремний был и остается самым распространенным полупроводником. Он имеет широкое коммерческое применение и легко доступен.

Что такое сложный полупроводник?

Составные полупроводники — это полупроводники, состоящие из двух или более элементов. Кремний состоит из одного элемента и поэтому не является составным полупроводником.

Большинство сложных полупроводников получают из комбинаций элементов из группы III и группы V Периодической таблицы элементов (GaAs, GaP, InP и другие).Другие составные полупроводники изготавливаются из групп II и VI (CdTe, ZnSe и другие). Также можно использовать различные элементы из одной и той же группы (IV) для изготовления сложных полупроводников, таких как SiC.

В прошлом сложные полупроводники не использовались в широко распространенных коммерческих приложениях и в больших объемах производства, типичных для кремния. Эти кристаллы труднее выращивать, чем кремний. Количество дефектов в кристалле выше, а стоимость изготовления кристалла выше.Составные полупроводники также имеют тенденцию быть более хрупкими. Все эти факторы ограничили рост производства полупроводниковых соединений для коммерческого использования.

Однако в последние годы стоимость производства сложных полупроводников снизилась. Он по-прежнему намного превосходит кремний, но в то же время особые свойства этих кристаллов стали более важными для определенных приложений. Из-за своих фундаментальных свойств материала составные полупроводники могут делать то, что просто невозможно с кремнием.

Что они из себя представляют и как они сделаны —

Для такой важной части технологических достижений полупроводники не получают той славы, которой они заслуживают много раз. Полупроводники лежат в основе микропроцессорных микросхем, поэтому все, что связано с компьютеризацией, например ваш смартфон, ноутбук, планшет и т. Д., Имеет полупроводники, которые следует благодарить за их функциональные возможности! Чтобы оценить их истинную ценность, полезно знать, что такое полупроводники и как они производятся.

Что такое полупроводники?

Полупроводники — это кристаллические или аморфные твердые тела, которые могут проводить электричество при определенных обстоятельствах, что делает их хорошей средой для контроля электрического тока. Полупроводники сделаны из материалов, в структуре которых есть свободные электроны, которые могут легко перемещаться между атомами, что способствует прохождению электричества. Самым популярным из материалов, используемых в качестве полупроводников, является кремний. Кремний имеет четыре электрона на своей внешней орбитали, что позволяет ковалентным связям образовывать решетку и, таким образом, формировать кристалл.Хотя другие материалы, такие как германий и углерод, также обладают схожими свойствами, кремний лежит в основе производства интегральных схем, поскольку он оказался эффективным полупроводником. Почему кремний — важный полупроводник?

Легирование кремниевых полупроводников

Легирование — это процесс введения в кристалл посторонних элементов, например кремния. В процессе производства кремния в полупроводник вводятся легирующие примеси, чтобы изменить его электрические свойства.В зависимости от назначения полупроводника, он может быть легирован, чтобы изменить способ проведения электричества, снова позволяя контролировать поток электрического тока. Кремний может быть преобразован в полупроводники N-типа или полупроводники P-типа. Полупроводники N-типа переносят токи в основном в виде отрицательно заряженных ионов, тогда как полупроводники P-типа переносят токи в основном в виде дефицита электронов.

Независимо от того, для какой цели будет использоваться идеальный кремниевый полупроводник, мы можем предоставить вам кремниевые пластины, подходящие для вашей работы! Мы являемся ведущим производителем кремния и с 1997 года обслуживаем наших клиентов кремниевыми пластинами высочайшего качества! Посетите нашу компанию по производству кремниевых пластин в Интернете или позвоните нам сегодня по телефону 561-842-4441, чтобы получить дополнительную информацию о ваших потребностях в кремниевых пластинах!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.