“入門”

半導體是一類物質(zhì),其電導率介于導體和絕緣體之間。

硅是最常用的半導體材料。

在半導體里摻雜適量的雜質(zhì),可以通過控制雜質(zhì)的類型和數(shù)量來調(diào)節(jié)其電導率,制成各種電子元件。

芯片是一小塊半導體材料(通常是硅),上面集成了許多電子元件,如晶體管、二極管、電阻等。這些元件通過在半導體表面制造出的微小結構相互連接,形成一個個功能電路,所以一片微小的芯片可以實現(xiàn)比較復雜的功能。

最常見的芯片就是集成電路芯片,它在一片硅片上可以集成上百萬個甚至上億個元件,并形成復雜的電路和系統(tǒng)。像微處理器、存儲芯片、模擬芯片等,都是常用的集成電路芯片。

這些芯片的應用幾乎滲透在生活的各個方面,從日常生活的電器電子產(chǎn)品到各個行業(yè)的機器設施都離不開它們。

可以這么理解,半導體是芯片的基礎材料,而芯片是利用半導體材料制作成的微小電路板,上面集成了大量元件和電路,可以實現(xiàn)復雜功能。

半導體提供基本的電特性,芯片則通過制造技術將這些特性轉化為實用的電子產(chǎn)品和應用。

“進階”

半導體中的兩種雜質(zhì)成分:N型雜質(zhì)(多余的電子)和P型雜質(zhì)(電子孔)。二者結合就形成PN結,是許多重要元件如晶體管、二極管的基礎?？刂芇N結可以實現(xiàn)整流、放大、開關等功能。

根據(jù)雜質(zhì)的不同,半導體又可以分為N型半導體(多余電子)和P型半導體(多余電子孔)。在它們的交界處形成PN結。PN結是實現(xiàn)整流的基礎。

集成電路是在一片半導體襯底(通常是硅)上制造出許多PN結和其他電子元件(如電阻、電容),并把它們以形成復雜的電路。它實現(xiàn)了將許多元件集成在一起的功能,對電子技術的發(fā)展起了革命性作用。 根據(jù)集成電路上元件的不同,有數(shù)字IC、模擬IC和混合信號IC等。數(shù)字IC用于實現(xiàn)邏輯操作和數(shù)值運算,模擬IC用于實現(xiàn)信號放大、濾波等,混合信號IC兼具數(shù)字和模擬功能。

兩大芯片制造廠商是英特爾和三星。

英特爾主要生產(chǎn)微處理器，三星生產(chǎn)各種芯片如存儲芯片、圖像傳感器等。

此外,高通、聯(lián)發(fā)科、馬達等也是重要的芯片設計公司。

隨著技術的發(fā)展,芯片變得更小更精密,集成度更高,性能更強大。早期的芯片積層技術從大規(guī)模集成電路(LSI)發(fā)展到超大規(guī)模集成電路(VLSI),再到今天的超大規(guī)模集成電路(ULSI)。未來還會繼續(xù)微型化和更高集成度。

“息息相關”

半導體和芯片與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P,它們廣泛應用在各種電子產(chǎn)品和機器中,給我們的生活帶來許多便利。

1. 計算機和智能手機中的CPU芯片,從而可以進行信息處理、計算、存儲和網(wǎng)絡通信。

2. 各種傳感器中的圖像傳感器芯片,使我們可以拍照和視頻。CMOS圖像傳感器應用在相機、手機和各種成像設備中。

3. 家用電器如電視、空調(diào)、冰箱、洗衣機等,都使用各種芯片來控制和調(diào)節(jié)。

4. 汽車中的各種電子控制單元,使用許多芯片實現(xiàn)發(fā)動機控制、ABS（制動防抱死系統(tǒng)）、導航等功能。沒有芯片,汽車不會有今天的智能化電子系統(tǒng)。

5. 醫(yī)療設備如CT、超聲和心電圖儀使用的模擬IC和數(shù)字IC,能夠顯示和分析人體的結構和活動。

6. 各種RFID標簽（又稱電子標簽、射頻標簽、應答器、數(shù)據(jù)載體，是RFID技術的載體，是一種非接觸式的自動識別技術）和讀卡器使用的IC,使我們能方便地實現(xiàn)非接觸式付費和物品跟蹤。

7. 各種家用電子產(chǎn)品中的微控制器,實現(xiàn)智能和自動化控制。像空氣凈化器、機器人、3D打印機等都使用MCU芯片。

可以說,沒有半導體和芯片,就沒有現(xiàn)代科技產(chǎn)品的廣泛應用。它們?yōu)楦餍懈鳂I(yè)的高新技術發(fā)展提供了底層支撐,推動著新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)的不斷涌現(xiàn),給社會和經(jīng)濟發(fā)展帶來深遠影響。所以它們已經(jīng)密不可分地伴隨和影響著我們的日常生活。

半導體和芯片無處不在,它們帶來的便利讓我們難以想象沒有它們的生活會是什么樣子。它們的重要性不言而喻!