2019年12月份全球半導體銷售額為361億美元。隨著產業規模的迅速擴張,產業競爭加劇,分工模式進一步細化。以下對半導體技術特點分析。

  中國市場的半導體市場銷售占了全球的1/3,是份額最大的,相當于美國、歐盟及日本的總和,不過這主要是因為中國是全球制造的中心,尤其是電腦、手機產量第一,消耗了最多的芯片。半導體行業商情報告指出,隨著人工智能的快速發展,以及5G、物聯網、節能環保、新能源汽車等戰略性新興產業的推動下,半導體的需求持續增加。預計2020年中國半導體市場需求規模將進一步擴大,市場需求規模有望達到19850億元。

半導體技術特點

  半導體產品主要應用于計算機、家用電器、數碼電子、電氣、通信、交通、醫療、航空航天等諸多領域。近年來,半導體應用領域隨著科技進步不斷延展,5G、物聯網、人工智能、智能駕駛、云計算和大數據、機器人和無人機等新興領域蓬勃發展,為半導體產業帶來新的機遇。現從三大特征來分析半導體技術特點。

  本征半導體:所謂本征半導體就是結構完整的、純凈的不摻雜任何雜質的半是體。自然界所有的物質都是由原子構成,原子分原子核和電子兩部分,帶負電的電子圍繞帶正電的原子核旋轉。在電子器件中,用得最多的半導體材料是硅和鍺,硅和鍺都是四價元素。以硅為例加以說明:圍繞硅原子核旋轉的電子共有14個,分布示意圖如圖所示。最外層軌道上有四個電子,導電性能主要由它們來決定,稱為價電子。

  自由電子和空穴:金屬之所以具有良好的導電性能,是因為金屬中有大量可以自由移動的電子。共價鍵中的電子不是自由的,不能自由運動。即本征半導體是不導電。當溫度升高或受光照時,由于本征半導體共價鍵對電子的約束能力不像絕緣體那樣緊,價電子從外界獲得能量,少數價電子會掙脫共價鍵的束縛,變成了自由電子,同時還產生相同數量的空位,這個空位稱為空穴。空穴的運動是自由的,而且帶正電,因此空穴與自由電子一樣可以參與導電,它們是成對出現的,所以稱它們是電子-空穴對。我們將自由電子和空穴統稱為載流子。

  雜質半導體:本征半導體內部,自由電子和空穴總是成對出現,因此本征半導體對外呈現電中性。熱激發雖然能產生少量自由電子,但是本征半導體的導電性能還是很差,且對溫度變化很敏感,因此,不能直接用來制造半導體器件。如果在本征半導體中摻人少量的雜質,半導體的導電能力就會發生顯著變化,這樣構成的半導體稱為雜質半導體。我們常見的二極管、三極管、場效應管等半導體器件都是由雜質半導體制成的。根據摻人雜質的不同,半導體可分為N型半導體和P型半導體。

  隨著技術的快速發展、政策的引導和鼓勵、下游市場需求增大,我國封測行業取得了長足發展。半導體技術特點分析,我國作為全球第一大半導體封測市場,已形成了一批具有國際競爭力的半導體封測龍頭企業。

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