Самый первый в мире полупроводник


История полупроводников - 16 Марта 2010

Кристаллик детектора это, пожалуй, самый первый полупроводник, нашедший широкое практическое применение. В ту пору, когда появились первые детекторы, они были еще очень несовершенны. Подчас больших трудов стоило найти чувствительную точку. Пружинка с нее то и дело соскакивала. Приходилось снова и снова налаживать приемник. Много изобретательности приложили инженеры, чтобы улучшить детектор. Рождение полупроводникового диода. Важными явились работы немецкого физика К.Ф.Брауна по исследованию проводимости целого ряда полупроводников, сернистого цинка, перекиси свинца, карборунда и других, проведенные в течении 1906г. В результате исследований была обнаружена односторонняя проводимость полупроводников. Это послужило толчком к созданию кристаллического детектора только не К.Ф. Брауном, а американским генералом Х.Дамвуди (H.H.Dunwody) в том же 1906 г. Нобелевская речь К.Ф.Брауна называлась "Мои работы по беспроволочной телеграфии и электрооптике”. Впоследствии она была издана отдельной книгой в России, в Одессе в 1910г. На некоторое время кристаллический детектор уступил свое место в радиоприемнике электронной лампе. Двухэлектродная лампа, используемая для преобразования токов высокой частоты в токи звуковой (низкой) частоты, в радиоприемной и измерительной аппаратуре носит название диод-детектор. Широкое внедрение в радиотехнику электронных ламп не остановило исследований по совершенствованию кристаллических детекторов. В 1919 году совершенствованием детектора увлекся молодой радиолюбитель Олег Владимирович Лосев. Мечтая посвятить жизнь радиотехнике, он начал с того, что еще совсем юным поступил рассыльным на первую в нашей стране Нижегородскую радиолабораторию. Здесь заметили любознательного и талантливого юношу. Сотрудники лаборатории помогли ему пополнить образование, и вскоре Лосев приступил к самостоятельной научной работе. В феврале 1922 г. 19-летний научный сотрудник Нижегородской лаборатории Олег Лосев результате целенаправленного исследования обнаружил короткий подающий участок вольтамперной характеристики кристаллического детектора, используя который, можно приводить к самовозбуждению колебательный контур. Он сконструировал радиоприемник с генерирующим кристаллом, названный 'Кристадином', что означало кристаллический гетеродин. В детекторе этого приемника использовалось пара 'цинкит - угольная нить', на которую подавалось постоянное напряжение порядка 10В. Он установил, что основным условием генерирования и усиления такой пары есть отрицательное сопротивление контактной пары детектора. Позже вместо цинкита стали использовать галенит. Для того времени открытие Лосева было очень важным. Ведь обычный детекторный приемник давал возможность слушать лишь близкие станции. Дальний прием, особенно в городах, где много помех и трудно устроить высокую и длинную антенну, оказывался практически невозможным. Лосев сразу же опубликовал свои открытия, не запатентовав их, не требуя за них никакого денежного вознаграждения. Во многих странах радиолюбители принялись строить приемники по его схемам. 9 марта 1927 г. О.Лосев сообщил о результатах исследований детекторной пары «карборунд-стальная игла». Он обнаружил слабое свечение на стыке исследуемой поры разнородных материалов при прохождении через нее тока. Характеристики свечения, отмеченные им в то время, сегодня являются важнейшими для современных светодиодов, индикаторов, оптронов и излучателей инфракрасного света. Только после освоения производство полупроводников началось использование эффекта свечения О.Лосева. Прошло более 30 лет, прежде чем кристаллический детектор вернулся на свое место. За это время были выяснены принципы работы полупроводников и наложено их производство. Сейчас промышленность выпускает большой ассортимент кристаллических детекторов, по современной классификации они носят название полупроводниковых точечных диодов. При их изготовлении используют метод электрической формовки, т.е. мощные кратковременные импульсы токов пропускают через точечный контакт. При этом контакт разогревается, о кончик иглы сплавляется с полупроводником, обеспечивая механическую прочность. В области контакта образуется маленький полусферический р-п-переход. Такие диоды имеют устойчивые электрические параметры. Так как в настоящее время ламповые диоды используются очень редко и наибольшее распространение получили полупроводники, то полупроводниковые диоды называют просто диодами. Сравнение вольтамперных характеристик вакуумного и полупроводникового диодов показывает, что в области прямого напряжения характеристика полупроводникового диода напоминает ламповую. Разница лишь в том, что один и тот же ток для полупроводникового диода получается при значительно меньших напряжениях. Это и является преимуществом полупроводниковых диодов при использовании их в выпрямителях. Недостаток полупроводникового диода - наличие обратного тока, хотя и небольшого по сравнению с прямым током. Диоды, используемые в схемах выпрямления, называют также вентилями. В 1926 г. был предложен полупроводниковый выпрямитель переменного тока из закиси меди. Позднее появились выпрямители из селена и сернистой меди.

1947 год. В современном понимании полупроводниковая техника стала бурно развиваться в середине XX века. Многие выдающиеся ученые внесли свой вклад в данное направление, однако создателями первого транзистоа, в 1947 году, стали американцы Дж. Бардин, У. Бреттейн и У. Шокли. Их открытие стало началом полупроводниковой эры, родившей огромное количество типов диодов и транзисторов, а позднее - интегральных микросхем.

1948-1950 годы. Не только в США, но и в других странах шли научные исследования в области полупроводников. Так физик В.Е.Лошкарев еще в 1946 году открыл биполярную диффузию неравновесных носителей тока в полупроводниках.Разработка инженером А.В.Красиловым и его группой германиевых диодов для радиолокационных станций. Во Фрязино (Моск. обл.) в НИИ-160 (НИИ "Исток"). А.В.Красиловым и С.Г.Мадоян впервые наблюдался транзисторный эффект. Создатели отечественного транзистора А.В.Красилов и С.Г.Мадоян опубликовали первую в СССР статью о транзисторах под названием "Кристаллический триод". Лабораторные образцы германиевых транзисторов были разработаны Б.М.Вулом, А.В.Ржановым, В.С.Вавиловым и др. (ФИАН), В.М.Тучкевичем, Д.Н.Наследовым (ЛФТИ), С.Г.Калашниковым, Н.А.Пениным и др. (ИРЭ АН СССР).

1955 год. Изобретатель транзистора Уильям Шокли (William Shockley) основал в Санта–Кларе компанию Shockley Semiconductor Laboratories и привлек в нее 12 молодых ученых, занимавшихся в разных фирмах германиевыми и кремниевыми транзисторами. К сожалению коллектив просуществовал не долго, буквально через два года 8 ученых покинули компанию.


1956 год. Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн были удостоены Нобелевской премии по физике "за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта". На церемонии презентации Э.Г. Рудберг, член Шведской королевской академии наук, назвал их достижение "образцом предвидения, остроумия и настойчивости в достижении цели".

1957 год. Ученые, покинувшие компанию Shockley Semiconductor Laboratories, объединяют личные средства и приступают к разработке технологии массового производства кремниевых транзисторов по методу двойной диффузии и химического травления. Эта технология позволяла одновременно получать на одной пластине сразу сотни транзисторов. Имена большинства этих людей стали в дальнейшем знаковыми для электронной отрасли: Гордон Мур (Gordon E. Moore), Шелдон Робертс (C.Sheldon Roberts), Евгений Клайнер (Eugene Kleiner), Роберт Нойс (Robert N. Noyce), Виктор Гринич (Victor H. Grinich), Джулиус Бланк (Julius Blank), Джин Хоерни (Jean A. Hoerni) и Джей Ласт (Jay T. Last). Для серьезной работы собранных средств было совершенно недостаточно и тогда в качестве инвестора выступила компания Fairchild Camera and Instrument и 1 октября 1957 года была основана компания FAIRCHILD SEMICONDUCTOR. А уже через полгода FAIRCHILD SEMICONDUCTOR получила первую прибыль - компания IBM закупила 100 транзисторов по цене $150 за штуку.

1958 год. К тому времени разработками полупроводников независимо занимались несколько компаний. Ученых объединял один вопрос: "Как в минимум места вместить максимум компонентов?". Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor Corporation и Джек Килби, работающий в Texas Instruments изобрели практически идентичную модель интегральной схемы. Разница состояла в том, что Килби воспользовался германием, а Нойс предпочёл кремний.

1959 год. Роберт Нойс и Джек Килби отдельно друг от друга получили патенты на свои изобретения — началось противостояние двух компаний, которое закончилось мирным договором и созданием совместной лицензии на производство чипов.

60-е годы. Fairchild Semiconductor Corporation пустила чипы в свободную продажу, их сразу стали использовать в производстве калькуляторов и компьютеров вместо отдельных транзисторов, что позволило значительно уменьшить размер и увеличить производительность. Вообще, начало 60-х это сильный подъем в полупроводниковой отрасли. Многие инженеры и ученые, стоявшие у истоков создания полупроводников начинают основывать собственные фирмы. Так Джин Хоерни, Евгений Клайнер, Джей Ласт и Шелдон Робертс в 1961 году основали компанию Amelco, из которой в последствии «выросли» Intersil, Maxim и Ixys. В 1967 Чарли Спорк уходит в National Semiconductor. В 1968 году Гордон Мур и Роберт Нойс основали Intel. В том же году Виктор Гринич основывает собственную компанию Escort Memory Systems.
В СССР в 1963 году создан Центр микроэлектроники в г. Зеленограде. Инженер Ф.А.Щиголь разработал планарный транзистор 2Т312 и его бескорпусной аналог 2Т319, ставший основным активным элементом гибридных схем. В 1964 году на заводе "Ангстрем" при НИИ точной технологии созданы первые интегральные схемы ИС-"Тропа" с 20 элементами на кристалле, выполняющие функцию транзисторной логики с резистивными связями. В НИИМЭ в Зеленограде создана технология и начат выпуск первых планарных транзисторов "Плоскость". Под руководством Б.В.Малина в НИИ-35 (ныне НИИ "Пульсар") была создана первая серия кремниевых интегральных схем ТС-100 (степень интеграции - 37 элементов на кристалле). В 1966 году в НИИ "Пульсар" начал работать первый экспериментальный цех по производству планарных интегральных схем. В НИИМЭ под руководством доктора наук К.А.Валиева начат выпуск логических и линейных интегральных схем. В 1968 НИИ "Пульсар" выпустил партию первых гибридных тонкопленочных ИС с планарными бескорпусными транзисторами типов КД910, КД911, КТ318, предназначенных для телевидения, радиовещания и связи. В НИИ МЭ разработаны цифровые и линейные ИС массового применения (серия 155). В 1969 году физик Ж.И.Алферов сформулировал и практически реализовал свои идеи управления электронными и световыми потоками в классических гетероструктурах на основе системы арсенид галлия-арсенид алюминия.

70-е годы. Последующее десятилетие отметилось дальнейшим ростом рынка электронных компонентов. Строились заводы по производству микросхем, образовывались новые компании. Старые компании постепенно перепрофилировались в соответствии с новыми требованиями времени, переходя от производства ламп к производству полупроводников, номенклатура которых постоянно расширяется - это аналоговые и цифровые микросхемы, диоды, ВЧ транзисторы и тиристоры. Так например, кампания ANALOG DEVICES, начав в 1965 году со штатом в 45 человек, активно развиваясь, к 1974 году увеличила число сотрудников до 894, а в 1979 году стала публичной, выпустив на рынок свои акции. Компания MOTOROLA, начиная свой бизнес в 30-х годах с производство автомобильных радиоприемников, в 1974 году выпускает на рынок микроконтроллер MC6800, который на долгие годы становится №1 в автомобильной и бытовой электронике.
Что касается СССР, к сожалению не было развития в сторну массового производства, однако наука на месте не стояла и к началу 1970 года в стране насчитывалось 69 серий интегральных схем, из которых 7 серий – по МОП технологии, 32 серии – по биполярной технологии. В 1973 – созданы интегральные схемы для наручных часов со степенью интеграции 1500 транзисторов на кристалл размером 2x2 мм2. Под руководством Э.Е Иванова на заводе "Ангстрем" за пять месяцев был разработан и выпущен калькулятор на основе собственных БИС, а в 1974 году в научном центре на заводе "Ангстрем" под руководством В.Л. Дшхуняна созданы первые отечественные микропроцессоры. В 1975 году организован промышленный выпуск цифровых ИС серий 100 и 500 с быстродействием 2 нс для ЭВМ "Эльбрус-2", создана БИС ЗУ динамического типа емкостью 4 Кбит.К середине 70-х была достигнута степень интеграции 20 000 транзисторов на кристалл, а к концу десятилетия создана первая однокристальная микро-ЭВМ, эквивалентная мини-ЭВМ.
70-е годы были отмечены еще одним знаковым событием. К тому времени стало очевидно, что при постоянном росте сложности интегральных схем задача их промышленной разработки без создания средств компьютерной автоматизации будет попросту нереализуема. Появились инструменты автоматизации, которые сейчас объединены в рамках EDA (Electronic Design Automation). Поначалу они были представлены средствами CAE (Computer Aided Engineering) - для разработчика принципиальных схем и средствами CAD (Computer Aided Design) - для инженера-конструктора. Самой серьезной проблемой для разработчиков ранних ИС было отсутствие возможности создания физического прототипа разрабатываемого устройства. Ошибки, допущенные при проектировании принципиальной схемы устройства, обнаруживались только после изготовления интегральной схемы. При обнаружении ошибки нужно было менять проект, заново создавать комплект фотошаблонов и повторять весь производственный цикл. Для решения этой проблемы в 70-е годы в университете Беркли (Berkeley), который входил в число лидеров разработки средств компьютерного инжиниринга (CAE), была разработана программа SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). Предназначалась она для моделирования ИС на электрическом уровне и позволяла проверять правильность работы схемы на уровне виртуальной компьютерной модели. Эта программа и по сей день используется для моделирования аналоговых схем. По мере распространения цифровых схем, для проверки правильности функционирования стали разрабатывать и использовать средства логического моделирования. Одной из первых таких программ была система Hi-Lo.

80 годы. Десятилетие 80-х, несмотря на спад в электронной промышленности США, также отмечены успехами в этой области. Под руководством Гордона Кэмпбелла создается первая 64k (8096х8) EEPROM с единственным напряжением питания +5 В. 80-е годы стали временем "второй волны" в мировой электронной промышленности. Именно тогда появились такие компании как Cypress, Seeq, Sierra, Maxim, Atmel, Xilinx, Linear Technology "вышедшие" в большинстве своем из компаний "первой волны" - NatSemi, Intel, Signetics, AMD.
В Советском Союзе в 1980 году заводом "Микрон" изготовлена 100 000 000 интегральная схема. В 1983 году в НИИМЭ организован промышленный выпуск базовых матричных кристаллов БМК И-200 и БМК И-300 для отечественных ЭВМ. В 1984 в НИИТТ был разработан первый персональный компьютер ДВК-1, а на заводе "Ангстрем" он стал выпускаться серийно. В 1985 году в НИИМЭ получены тестовые образцы кристаллов ИС с топологической нормой 0,5 мкм. с использованием электронно-лучевой литографии. Во второй половине 80-х годов создан первый 32-разрядный микропроцессор и налажен выпуск СБИС памяти емкостью 1 М.
Что каксается САПР, то в начале 80-х годов компании Daisy, Valid и Mentor Graphics разработали свои системы на базе рабочих станций (Sun, Apollo), в рамках которых объединялись ввод принципиальной схемы, система моделирования и средства конструкторского проектирования. Таким образом, произошло объединение средств САЕ и CAD. В 1985 году эти фирмы с большим успехом вышли на мировой рынок. Это и было рождением индустрии EDA.

90 годы. Это десятилетие характеризуется дальнейшим наращиванием объемов производства полупроводников, происходит все большая степень интеграции микросхем. Бурный рост персональной компьютерной техники приводит к разработкам сложных специализированных устройств. Крупные корпорации выводят свое производство в Китай и страны Юго-Восточной Азии. Совсем по-другому обстоят дела в нашей стране. Государственное финансирование снизилось до минимума. Ряд ведущих предприятий электроники - на грани закрытия, другие после акционирования утратили производственный профиль деятельности. Эффективно работающие предприятия составляют всего несколько процентов от общего количества. К середине 90-х годов российская электроника имела годовые объемы вложений 150 млн. долларов, а мировой рынок оценивается в 210 млрд. долларов. В России только на заводах "Ангстрем" и "Микрон" в Зеленограде можно производить СБИС с топологической нормой 1,2 мкм. В 1997 Правительством создана холдинговая компания "Российская электроника", в которую вошли 32 предприятия и научно-исследовательских институтов бывшей электронной промышленности. На заводе "Микрон" введена производственная линия по выпуску СБИС с проектными нормами 0,8 мкм. на пластинах 150 мм. В НИИМЭ разработана элементная база БиКМОП ИС на основе самосовмещенной технологии. В 1998 году на СП "Корона" начато промышленное производство СБИС на пластинах кремния диаметром 150 мм с топологическими нормами 0,8 мкм. И пожалуй самое замечательное событие произошло на порого нового тысячелетия. В 2000 году академик Ж.И.Алферов удостоен Нобелевской премии, за исследования начатые еще в 1970 году - за основополагающие работы в области информационных и коммуникационных технологий, в частности за открытие явления суперинжекции в гетероструктурах, открытие идеальных гетероструктур арсенид алюминия-арсенид галлия, создание полупроводниковых лазеров на двойных гетероструктурах, создание первых биполярных гетеротранзисторов, солнечных батарей на гетероструктурах.


В настоящее время главенствует направление микроминиатюризации полупроводниковых приборов. Последние достижения таковы: в США, в 2006 году создан транзистор из одиночной молекулы углерода. И уже в том же, 2006 году, ученым из IBM удалось впервые в мире создать полнофункциональную интегральную микросхему на основе углеродной нанотрубки, способную работать на терагерцевых частотах. Вполне вероятно, что развитие наноэлектроники будет сваязано с сопоставимой по масштабу оптимизацией, аналогичной уменьшению микроэлектронной компонентной базы в 60-е годы минувшего столетия. В будущем, на основе интегрированных наноэлектронных чипов возникнет совершенно новая элементная база, которая будет отличаться высокой компактностью, низким энергопотреблением и невиданным ранее быстродействием.

Поколений компьютеров и их периоды времени

Компьютеры:

Компьютер - это электронное устройство, которое выполняет несколько операций, обрабатывая информацию. Например, сложение, вычитание или любые другие арифметические операции. Сегодняшние компьютеры способны выполнять миллионы операций за секунды и давать точные результаты. Компьютеры играют главную роль в жизни человека, решая проблемы за секунды. Как все это произошло? С чего это началось? Разработка компьютеров разделилась на многие поколения.Итак, вам необходимо знать о поколениях компьютеров , а также о том, когда он был запущен и его особенностях.

С увеличением количества новых технологий компьютеры становятся дешевле, меньше, что увеличивает покупательскую активность пользователей. В начале 80-х невозможно найти дом, в котором был компьютер. Этот сценарий кардинально изменился до такой степени, что невозможно найти компьютер без дома, выполняющего задачи.

Поколения компьютеров:

Компьютеры поколения классифицируются на основе его операций и устройств, используемых в нем.Также учитывайте архитектуру, язык, технологию и режимы работы. Что ж, в компьютерах поколения используются различные устройства и языки, изменяя время. Спустя время мы увидели множество новейших технологий улучшений в аппаратном и программном обеспечении. В каждом поколении компьютеров появляются новые достижения. Начнем с первого поколения компьютеров .

Поколения компьютеров и их периоды времени:

  • Первое поколение компьютеров (1946-1959)
  • Второе поколение компьютеров (1959-1965)
  • Третье поколение компьютеров (1965-1972)
  • Четвертое поколение компьютеров (1972-1980)
  • Пятое поколение компьютеров (1982 - настоящее время)

Первое поколение компьютеров:

Компьютер первого поколения представлен в 1946 году.В то время как первое поколение использовало электронные лампы в качестве процессора и магнитный барабан для хранения данных. Размер компьютера в этом поколении больше размера комнаты и ограничен базовыми функциями.

Он использует машинный язык для ввода данных, известный как 1GL или язык первого поколения . Кроме того, компьютер первого поколения использует перфокарты, магнитную ленту, бумажную ленту для ввода ввода и хранения вывода и данных. Примерами компьютеров первого поколения являются ENIAC, UNIVAC, EDSAC и EDVAC.

Второе поколение компьютеров:

Компьютеры второго поколения используют транзистор вместо электронных ламп. Транзистор был разработан в Bell Labs в 1947 году, но внедрен в компьютеры в 1950-х годах. При этом он надежнее, быстрее, дешевле и меньше по размеру, чем компьютеры первого поколения. Ну, он использует высокоуровневый из компьютерных языков , принимая ввод, такой как COBOL, FORTRAN и т. Д.

Компьютеры второго поколения используют магнитную ленту и магнитный сердечник в качестве основного хранилища, а во вторичном хранилище используются магнитные диски.Пример компьютера этого поколения - это IBM 1620, IBM 7094, CDC 1604, CDC 3600, UNIVAC 1108. В компьютерах этого поколения емкость памяти и использование компьютера увеличились на пользователей.

Третье поколение компьютеров:

Во втором поколении компьютеров вместо электронных ламп используются транзисторы. Но транзистор выделяет большое количество тепла, которое повреждает чувствительные части компьютеров. Чтобы устранить эту проблему, третье поколение компьютеров представило в 1965 году.Принимая во внимание, что эти компьютеры отличаются от компьютеров первого поколения и поколений, в них используется IC (интегрированная схема). ИС - это небольшая схема, которая содержит тысячи транзисторов и резисторов, из которых состоит компьютер. Изобретая микросхемы третьего поколения, стало возможным разместить тысячи элементов на небольшой площади для создания компьютера. Кроме того, он уменьшает размер компьютера в небольшом размере.

Кроме того, компьютеры третьего поколения используют COBOL, от FORTRAN-II до FORTRAN-IV, PASCAL, ALGOL-68, BASIC, принимая входные данные.Используя эти языки, он может выполнять сложные операции и давать точные результаты. Третье поколение компьютеров - это серии IBM-360, PDP (Personal Data Processor), серии Honeywell-6000 и IBM-370/168.

Четвертое поколение компьютеров:

Четвертое поколение компьютеров поставляется с СБИС (очень крупномасштабной технологией), которую мы также можем назвать микропроцессорами. Принимая во внимание, что Intel была первой компанией, которая представила микропроцессор и впервые разработала ПК или персональный компьютер в этом поколении от IBM.Что ж, схемы СБИС включают 500 транзисторов на одном кристалле, который выполняет высокоуровневые операции и вычисления.

Этим компьютерам поколения требуется ограниченная мощность для работы. Это поколение компьютеров позволяет пользователям использовать компьютер для обработки текстов, электронных таблиц, управления файлами и графики. Компьютерные языки, такие как C, C ++ и DBase, используются в этом поколении для выполнения точных операций. Концепция сети и CD-ROM появилась в четвертом поколении. Примерами компьютеров этого поколения являются STAR 1000, CRAY-X-MP (суперкомпьютер), PDP 11, DEC 10 и CRAY-1.

Пятое поколение компьютеров:

Сейчас мы используем компьютеры пятого поколения , выпуск которых начался примерно в 1982 году. Эти компьютеры отличаются от предыдущих четырех поколений. Что ж, компьютеры этого поколения используют высокий уровень языков, таких как Perl, Python, C, JAVA и т. Д. Более того, технология Ultra Large Scale Integration была внедрена в компьютерах 5-го поколения, что привело к разработке микропроцессорного чипа с несколькими миллионами чипов. в теме.

Он представляет ноутбуки, ноутбуки, ПК, настольные компьютеры и многое другое за этот период. Кроме того, эти компьютеры основаны на искусственном интеллекте. Что ж, компьютеры пятого поколения выполняют параллельную обработку, которая дает быстрые результаты. В этом поколении компьютеров новые языки представлены как объектно-ориентированные языки, такие как C ++, JAVA и т. Д. Разрабатываются новые операционные системы MS Window, разрабатываются компоненты на базе Linux и Linux. Пример компьютеров пятого поколения : Ноутбук, Ноутбук, Настольный компьютер, Ультра-книга, Chrome-книга и многие другие.

Преимущества компьютеров пятого поколения:

  • Пятое поколение компьютеров намного быстрее, чем компьютеров четвертого поколения.
  • При этом эти компьютеры меньше по размеру и дают более быстрые результаты по сравнению с компьютерами других поколений.
  • Кроме того, эти компьютеры портативны, так что вы можете носить их с собой куда угодно и получить к ним доступ в любое время.С этими портативными устройствами легко обращаться.
  • С компьютерами этого поколения вы можете выполнять несколько операций одновременно без замедления.
  • В новой версии усовершенствованы технологии для устранения неисправностей компьютеров.
  • Компьютеры пятого поколения представляют собой - усовершенствованную технологию полупроводников и искусственного интеллекта.
.

Новый мир строится: Китай и полупроводники

Бизнес в Китае стал главным вопросом для руководителей полупроводников и инвесторов за последний год. Традиционно являясь важным рынком потребления микросхем, три взаимосвязанных фактора сделали сейчас более важным для компаний понять возможности и заранее обновить свои стратегии в отношении Китая. Во-первых, правительство активно пытается изменить внутренний рынок полупроводников и помогает местным компаниям стать национальными чемпионами.Во-вторых, китайские потребители и компании становятся все более важными для роста мирового рынка полупроводников. В-третьих, китайский капитал - как из государственных, так и из частных источников - активно использует возможности слияний, поглощений, инвестиций и партнерства по всему миру.

Эти изменения поднимают важные вопросы перед китайскими и транснациональными компаниями. Как они могут продолжать удерживать рост в Китае? Требуют ли изменения рынка и политики новых возможностей или подходов? И как местные и международные игроки могут формировать взаимовыгодные партнерские отношения?

Факторы, лежащие в основе растущей известности Китая

Стоит подробно изучить политические, экономические и финансовые рыночные факторы, лежащие в основе растущей роли Китая в мировой полупроводниковой промышленности, поскольку они могут формировать рынок на долгие годы.

Поддерживающее правительство

В июне 2014 года Государственный совет Китая выпустил Национальные рекомендации по развитию и продвижению индустрии интегральных схем (ИС) - долгожданную политику улучшения полупроводникового сектора страны (см. Врезку «Национальные руководящие принципы Китая по развитию и продвижение индустрии IC »). Новые руководящие принципы устанавливают амбициозные цели в отношении доходов отрасли, объемов производства и технологических достижений. Хотя они не представляют собой первую попытку правительства Китая поддержать отечественную полупроводниковую промышленность, они отличаются от предыдущей политики по трем важным аспектам:

  • Государственные инвестиции в 40 раз превышают предыдущие цели, при этом пятилетний целевой показатель инвестиций составляет около 19 миллиардов долларов.В целом правительство надеется, что отрасль получит от 100 до 150 миллиардов долларов из всех источников, включая государственные предприятия и других инвесторов.
  • Больше внимания уделяется созданию победителей в сегменте или национальных чемпионов посредством слияний и поглощений и других шагов по консолидации.
  • Правительство принимает более рыночный инвестиционный подход, возлагая на местные частные инвестиционные компании ответственность за распределение государственных средств - смелый эксперимент, направленный на повышение вероятности успеха.

С момента выпуска руководящих принципов правительство стало еще более амбициозным в отношении полупроводников. Например, в мае 2015 года Государственный совет объявил о политике «Сделано в Китае 2025», которая направлена ​​на создание собственного потенциала в области высокоточного производства с полупроводниками в качестве первого приоритетного сегмента. Цель этой политики - добиться от Китая повышения уровня самообеспеченности интегральными схемами до 40 процентов к 2020 году и до 70 процентов к 2025 году.Хотя определение самодостаточности неясно и нет никаких гарантий достижения целей политики, эти цели ясно указывают на то, что правительство имеет амбициозные устремления. Рассмотрим сегмент цифрового литья. Если китайские производители достигнут к 2025 году целей самообеспечения, поставленных правительством для этого сегмента, то примерно все дополнительные литейные мощности, установленные во всем мире в течение следующих десяти лет, должны будут находиться в Китае (Иллюстрация 1).

Приложение 1

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту.Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]

Растущий спрос

Потребление полупроводников в Китае продолжает опережать общий рынок, увеличившись на 9 процентов в 2014 году и достигнув примерно 160 миллиардов долларов, или 50 процентов от общемирового показателя. В 2014 году китайские компании, не имеющие коммерческих предприятий, и китайские отделения транснациональных корпораций без предприятий продемонстрировали еще больший рост - продажи выросли на 20 процентов. Быстрый рост клиентов в Китае, особенно в мобильной сфере, способствовал этому росту.Например, ведущие китайские бренды смартфонов (такие как Huawei, Lenovo, Meizu и Xiaomi) увеличили свою долю на мировом рынке с 15 процентов в четвертом квартале 2013 года до 27 процентов во втором квартале 2015 года. Как и в экономике Китая в целом, его мобильная связь Однако рынок значительно охладился: потребление смартфонов в 2015 году не изменилось в годовом исчислении после пятикратного роста с 2010 года.

Это замедление, которое отражает глобальное охлаждение рынка смартфонов, отсеивает более слабых производителей оригинального оборудования (OEM), усиливает ценовую конкуренцию и создает неопределенность в отношении долгосрочных перспектив роста мобильных устройств и содержащихся в них полупроводников.

Увеличение капитальной активности

За 18 месяцев с момента запуска политики 2014 года до написания этой статьи было объявлено о шести китайских государственных инвестиционных механизмах с примерно 32 миллиардами долларов под управлением - Национальном фонде Китайской ИС, а также о городских инвестиционных механизмах Пекин, Хэфэй, Шанхай, Ухань и Сямынь. Эти фонды могут получить дополнительный капитал: например, инвестиционная компания Xiamen получила 47 миллионов долларов на первом этапе финансирования и имеет целевой размер около 157 миллионов долларов.Шесть фондов уже инвестировали в различных китайских игроков, включая AMEC, JCET, Sanan, SMIC и Spreadtrum.

Корпоративные и финансовые инвесторы, базирующиеся в Китае, смотрят вовне и недавно объявили о примерно 15 млрд долларов в виде контрольных или миноритарных инвестиций в десять глобальных полупроводниковых компаний по всей цепочке создания стоимости. Хотя это был резкий рост активности по сравнению с предыдущим годом, он по-прежнему составляет лишь около 15 процентов от 100-миллиардных сделок по слиянию и поглощению полупроводников, объявленных во всем мире с момента обнародования политики правительства в 2014 году.За тот же период времени мировая промышленность инвестировала почти 80 миллиардов долларов в капитальные затраты и НИОКР, что примерно в 20 раз больше, чем сделали местные китайские полупроводниковые компании.

Глобальные игроки также взяли на себя все больше обязательств перед китайским рынком за последний год, включая более активные усилия по сотрудничеству с местными игроками. Рассмотрим всего несколько недавних ходов:

  • Qualcomm объявила, что будет сотрудничать с SMIC в разработке 28-нанометровых продуктов и 14-нанометровых технологических процессов.
  • UMC сотрудничает с правительством Сямэня и FuJian Electronics and Information Group по инвестициям в литейное производство на сумму 6,2 миллиарда долларов.
  • Intel инвестировала 1,5 миллиарда долларов в дочернюю компанию Tsinghua Unigroup, которая владеет RDA и Spreadtrum, двумя крупнейшими компаниями, занимающимися проектированием фабрик.

Создание чемпионов Китая

Полупроводниковая промышленность - globa

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Электронные компоненты на основе полупроводников

Полупроводник - это материал, который в некоторых случаях будет проводить электричество, но не в других. [1] Хорошие электрические проводники, такие как медь или серебро, легко пропускают электричество через них. [2] Материалы, которые блокируют прохождение электричества, например резина или пластик, называются изоляторами. [2] Изоляторы часто используются для защиты людей от поражения электрическим током.Как следует из названия, полупроводник не проводит так хорошо, как проводник. [3] Кремний - наиболее используемый полупроводник, но также используется арсенид галлия.

Добавляя различные атомы в кристаллическую решетку (сетку) полупроводника, он изменяет его проводимость, создавая полупроводники n-типа и p-типа. Кремний - самый важный коммерческий полупроводник, хотя используются многие другие. Их можно превратить в транзисторы, которые представляют собой небольшие усилители. Транзисторы используются в компьютерах, мобильных телефонах, цифровых аудиоплеерах и многих других электронных устройствах.

Подобно другим твердым телам, электроны в полупроводниках могут иметь энергии только в определенных диапазонах (т.е. диапазонах уровней энергии) между энергией основного состояния, соответствующего электронам, прочно связанным с атомными ядрами материала, и энергией свободных электронов. , которая представляет собой энергию, необходимую электрону, чтобы полностью покинуть материал.

Полупроводники изучались в лабораториях еще в 1830-х годах. [4] В 1833 году Майкл Фарадей экспериментировал с сульфидом серебра. [5] Он обнаружил, что при нагревании материал лучше проводит электричество. Это было противоположно тому, как действовала медь. Когда медь нагревается, она проводит меньше электричества. Ряд других ранних экспериментаторов открыли другие свойства полупроводников. В 1947 году в Bell Labs в Нью-Джерси был изобретен транзистор. [6] Это привело к разработке интегральных схем, которые используются сегодня почти во всех электронных устройствах.

Легирование - это процесс добавления в чистый полупроводник небольшой примеси для изменения его электрических свойств. [7] Легированные и умеренно легированные полупроводники называются примерами . Полупроводник, легированный до такой степени, что он действует больше как проводник, чем полупроводник, называется вырожденным . Большинство полупроводников сделано из кристаллов кремния. [8] Чистый кремний практически не используется, но легированный кремний является основой большинства полупроводников. Силиконовая долина была названа в честь большого количества начинающих полупроводниковых компаний, которые располагались там. [9]

Сегодня полупроводники используются повсеместно.Полупроводники можно найти почти в каждом электронном устройстве. Настольные компьютеры, Интернет, планшеты, смартфоны - все это было бы невозможно без полупроводников. Полупроводники можно превратить в очень точные переключатели с небольшим напряжением. Напряжение, в котором полупроводник не нуждается, можно отправить на другие электрические компоненты устройства. Полупроводники также могут быть очень маленькими, и многие из них могут уместиться в довольно маленькой схеме. Поскольку они могут быть такими маленькими, современные электрические устройства могут быть тонкими и легкими без ущерба для вычислительной мощности.Некоторыми из доминирующих компаний в полупроводниковом бизнесе являются Intel Corporation, Samsung Electronics, TSMC, Qualcomm и Micron Technology. [10]

.

Полупроводники / что такое полупроводник - Викиучебники, открытые книги для открытого мира

Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

Перейти к навигации Перейти к поиску
Ищите Semiconductors / что такое полупроводник в одном из родственных проектов Wikibooks: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием.

Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:

  • Если страница была создана здесь недавно, она может быть еще не видна из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки.
  • Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , за исключением первого символа; Пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления сюда к правильному заголовку.
  • Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.
.

Смотрите также