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半導(dǎo)體類型/分類
有兩個基本組或分類可用于定義不同的半導(dǎo)體類型:
本征材料:一種本征類型的半導(dǎo)體材料,化學(xué)成分非常純。結(jié)果,它具有非常低的電導(dǎo)率水平,具有數(shù)量的電荷載流子,即空穴和電子,它擁有等量的電荷載流子。
外在材料:外在 類型的半導(dǎo)體是在基本本征材料中添加了少量雜質(zhì)的半導(dǎo)體。這種“摻雜”使用來自不同周期表組的元素,這樣它在價帶中的電子將比半導(dǎo)體本身更多或更少。這會造成電子過?;蚨倘薄Mㄟ^這種方式,可以使用兩種類型的半導(dǎo)體: 電子是帶負(fù)電的載流子。
N 型: N 型半導(dǎo)體材料具有過量的電子。以這種方式,自由電子在晶格內(nèi)可用,并且它們在電勢差的影響下沿一個方向的整體運(yùn)動導(dǎo)致電流流動。這在 N 型半導(dǎo)體中,電荷載流子是電子。
P 型: 在 P 型半導(dǎo)體材料中缺乏電子,即晶格中有“空穴”。電子可能會從一個空位置移動到另一個位置,在這種情況下,可以認(rèn)為空穴正在移動。這可能在電位差的影響下發(fā)生,并且可以看到空穴沿一個方向流動,從而導(dǎo)致電流流動。實(shí)際上空穴移動比自由電子移動更難,因此空穴的遷移率小于自由電子的遷移率。空穴是帶正電的載流子。
電子元器件產(chǎn)業(yè)三年內(nèi)要有大變化
著眼于推進(jìn)我國基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)化與產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化,1月29日,印發(fā)《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃(2021-2023年)》(下文簡稱《行動計(jì)劃》)。
該“三年行動計(jì)劃”將技術(shù)前沿、前景廣闊、牽引性強(qiáng)的智能終端、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、新
能源汽車等關(guān)鍵市場著重圈出。
“無器件,不產(chǎn)品”,不需要電子元器件的場景已不存在。
就像建房要用到一磚一瓦,電子元器件隱身于整機(jī)產(chǎn)品中,已滲透至國民經(jīng)濟(jì)各角落和社會生活各方面,廣泛應(yīng)用于智能終端、汽車電子、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)以及航空航天、能源交通、軍事裝備等領(lǐng)域,成為支撐信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定的關(guān)鍵。
量大面廣的電子元器件如同現(xiàn)代工業(yè)的糧食,電子信息技術(shù)強(qiáng)國均予以高度重視。
《行動計(jì)劃》設(shè)立的總體目標(biāo)為,“到2023年,競爭力進(jìn)一步增強(qiáng),產(chǎn)業(yè)鏈安全供應(yīng)水平顯著提升,重要行業(yè)的基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)突破,配套供應(yīng)鏈基本健全”。
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長黃子河介紹,針對產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)創(chuàng)新、企業(yè)發(fā)展三個方向,《行動計(jì)劃》提出了具體目標(biāo)。分別為,爭取到2023年,電子元器件行業(yè)銷售總額達(dá)到2.1萬億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,進(jìn)一步鞏固我國的電子元器件大國地位;關(guān)鍵產(chǎn)品技術(shù)取得突破,爭取在射頻濾波器、高速連接器、多層陶瓷電容器等產(chǎn)品領(lǐng)域技術(shù)取得重大進(jìn)展,布局更加完善;培育一批大型企業(yè),爭取銷售規(guī)模達(dá)到百億元的企業(yè)數(shù)量達(dá)到15家以上,涌現(xiàn)出一批專精特新“小巨人”企業(yè)和制造業(yè)單項(xiàng)企業(yè)。
《行動計(jì)劃》指向重大產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需、應(yīng)用前景較為明朗、有望取得階段性突破的若干重點(diǎn)電子元器件產(chǎn)品。特別針對智能終端市場、5G、新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場等技術(shù)前沿、前景廣闊、牽引性強(qiáng)的領(lǐng)域。
電子元件 ESD防靜電從四個方面進(jìn)行控制
ESD是所有電子元件或集成電路系統(tǒng)所引起的過度電應(yīng)力破壞的主要原因。由于靜電通常瞬時電壓很高,可達(dá)數(shù)千伏,因此,這種破壞是毀滅性的且的,會直接導(dǎo)致電路燒壞。因此防止靜電損傷是所有 IC設(shè)計(jì)與制造中的頭號難題。
一般而言, ESD防護(hù)主要從四個方向進(jìn)行控制。
操作者:人類是靜電來源。人行走、工作時都會產(chǎn)生靜電,接觸或接近微電子設(shè)備時,都可能發(fā)生靜電放電。降低人員因素,必須穿防靜電服裝、戴防靜電手套、戴防靜電手環(huán)/腳環(huán)和可靠接地。
自動裝置:生產(chǎn)車間的自動化設(shè)備會產(chǎn)生大量靜電,尤其是在微電子器件加工中,靜電會導(dǎo)致大量的微電子器件失效。因此設(shè)備、儀器、工作臺、凳子、貨架等都要做可靠的接地。
材質(zhì):使用抗靜電/導(dǎo)靜電材料制作的工作臺面、包裝盒、包裝袋等。
周圍環(huán)境:靜電劑的產(chǎn)生與環(huán)境濕度成正比,即濕度越大,產(chǎn)生的靜電越少。但是濕度大的環(huán)境易引起銹蝕、腐蝕,綜合考慮,一般電子生產(chǎn)車間濕度保持在30%-70% RH。此外,離子風(fēng)扇也可用于中和靜電荷。
芯片短缺是“短期”問題 明年缺芯危機(jī)會結(jié)
特斯拉 CEO馬斯克說,當(dāng)前芯片短缺危機(jī)將在明年結(jié)束,認(rèn)為這只是“短期”問題,并非長期問題。
Musk并沒有說出他指的是哪個芯片廠。在此之前,英特爾和臺積電都宣布了在美國建立新工廠的計(jì)劃,但是這兩個工廠預(yù)計(jì)要花費(fèi)數(shù)年時間才能開始生產(chǎn)。臺灣電力公司執(zhí)行官魏哲家對外宣稱:“在2023年,我希望我們能提供更多的產(chǎn)能以支持客戶。到那時,供應(yīng)鏈上的緊張局勢就會有所緩解。”
許多行業(yè)和市場分析人士認(rèn)為,芯片短缺可能會持續(xù)數(shù)年,例如2023年,這主要是因?yàn)樾酒?yīng)鏈緊張導(dǎo)致的需求依然強(qiáng)勁。這個時間比馬斯克給出的2022年這個時間要晚。
由于馬來西亞汽車及芯片廠停產(chǎn),芯片供應(yīng)受到影響。當(dāng)前的芯片訂單預(yù)計(jì)要再過21個星期。根據(jù) Susquehanna Financial Group的新數(shù)據(jù),8月份芯片交付等待時間又比前一個月又延長了6天,達(dá)到了的大約21周。自2017年開始數(shù)據(jù)以來,公司也是等待時間的一次。雖然模擬芯片和博通的芯片交付時間有所惡化,但電源管理芯片和光電元件交付近期有改善跡象。
從汽車到游戲機(jī)產(chǎn)品,芯片短缺影響持續(xù)蔓延,許多行業(yè)受到?jīng)_擊,尤其是汽車制造業(yè)減產(chǎn)嚴(yán)重,其中包括馬斯克的特斯拉。
在季度財(cái)報(bào)電話會議上,馬斯克表示,特斯拉存在一些供應(yīng)鏈問題,并且提到了芯片短缺。“在季度,我們遇到了特斯拉經(jīng)歷過的嚴(yán)峻的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn),我相信這些挑戰(zhàn)將持續(xù)到第二和第三季度。毫無疑問,芯片短缺是每個人都知道的大問題。七月份,馬斯克曾表示,擔(dān)心 Cybertruck汽車將于今年晚些時候開始生產(chǎn),可能會受到“短缺”的影響。此外,特斯拉的 Powerwall產(chǎn)品(家用備用電池)的生產(chǎn)也滯后。
由于汽車供應(yīng)鏈中斷而造成的損失增加了90%以上。汽車制造商今年預(yù)計(jì)產(chǎn)量將減少770萬輛,損失總額為2100億美元,幾乎是今年早些時候預(yù)計(jì)的兩倍。