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半導(dǎo)體中的雜質(zhì)對電阻率的影響非常大。半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)時,雜質(zhì)原子附近的周期勢場受到干擾并形成附加的束縛狀態(tài),在禁帶中產(chǎn)加的雜質(zhì)能級。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質(zhì)原子時,雜質(zhì)原子作為晶格的一分子,其五個價電子中有四個與周圍的鍺（或硅）原子形成共價結(jié)合,多余的一個電子被束縛于雜質(zhì)原子附近,產(chǎn)生類氫能級。雜質(zhì)能級位于禁帶上方靠近導(dǎo)帶底附近。雜質(zhì)能級上的電子很易激發(fā)到導(dǎo)帶成為電子載流子。這種能提供電子載流子的雜質(zhì)稱為施主,相應(yīng)能級稱為施主能級。施主能級上的電子躍遷到導(dǎo)帶所需能量比從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶所需能量小得多（圖2）。在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質(zhì)原子時,雜質(zhì)原子與周圍四個鍺（或硅）原子形成共價結(jié)合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應(yīng)的能量狀態(tài)就是雜質(zhì)能級,通常位于禁帶下方靠近價帶處。價帶中的電子很易激發(fā)到雜質(zhì)能級上填補這個空位,使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。價帶中由于缺少一個電子而形成一個空穴載流子。這種能提供空穴的雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。存在受主雜質(zhì)時,在價帶中形成一個空穴載流子所需能量比本征半導(dǎo)體情形要小得多。半導(dǎo)體摻雜后其電阻率大大下降。加熱或光照產(chǎn)生的熱激發(fā)或光激發(fā)都會使自由載流子數(shù)增加而導(dǎo)致電阻率減小,半導(dǎo)體熱敏電阻和光敏電阻就是根據(jù)此原理制成的。對摻入施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體,導(dǎo)電載流子主要是導(dǎo)帶中的電子,屬電子型導(dǎo)電,稱N型半導(dǎo)體（圖3）。摻入受主雜質(zhì)的半導(dǎo)體屬空穴型導(dǎo)電,稱P型半導(dǎo)體。半導(dǎo)體在任何溫度下都能產(chǎn)生電子-空穴對,故N型半導(dǎo)體中可存在少量導(dǎo)電空穴,P型半導(dǎo)體中可存在少量導(dǎo)電電子,它們均稱為少數(shù)載流子。在半導(dǎo)體器件的各種效應(yīng)中,少數(shù)載流子常扮演重要角色。

PN結(jié)

P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體相互接觸時,其交界區(qū)域稱為PN結(jié)。P區(qū)中的自由空穴和N區(qū)中的自由電子要向?qū)Ψ絽^(qū)域擴散,造成正負(fù)電荷在PN 結(jié)兩側(cè)的積累,形成電偶極層(圖4 )。電偶極層中的電場方向正好阻止擴散的進(jìn)行。當(dāng)由于載流子數(shù)密度不等引起的擴散作用與電偶層中電場的作用達(dá)到平衡時,P區(qū)和N區(qū)之間形成一定的電勢差,稱為接觸電勢差。由于P 區(qū)中的空穴向N區(qū)擴散后與N區(qū)中的電子復(fù)合,而N區(qū)中的電子向P區(qū)擴散后與P 區(qū)中的空穴復(fù)合,這使電偶極層中自由載流子數(shù)減少而形成高阻層,故電偶極層也叫阻擋層,阻擋層的電阻值往往是組成PN結(jié)的半導(dǎo)體的原有阻值的幾十倍乃至幾百倍。

PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?半導(dǎo)體整流管就是利用PN結(jié)的這一特性制成的。PN結(jié)的另一重要性質(zhì)是受到光照后能產(chǎn)生電動勢,稱光生伏打效應(yīng),可利用來制造光電池。半導(dǎo)體三極管、可控硅、PN結(jié)光敏器件和發(fā)光二極管等半導(dǎo)體器件均利用了PN結(jié)的特性。

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/P>

P端接電源的正極,N端接電源的負(fù)極稱之為PN結(jié)正偏。此時PN結(jié)如同一個開關(guān)合上,呈現(xiàn)很小的電阻,稱之為導(dǎo)通狀態(tài)。

P端接電源的負(fù)極,N端接電源的正極稱之為PN結(jié)反偏,此時PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài),如同開關(guān)打開。結(jié)電阻很大,當(dāng)反向電壓加大到一定程度,PN結(jié)會發(fā)生擊穿而損壞。

半導(dǎo)體摻雜

半導(dǎo)體之所以能廣泛應(yīng)用在今日的數(shù)位世界中,憑借的就是其能借由在其晶格中植入雜質(zhì)改變其電性,這個過程稱之為摻雜（doping）。摻雜進(jìn)入本質(zhì)半導(dǎo)體（intrinsic semiconductor）的雜質(zhì)濃度與極性皆會對半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性產(chǎn)生很大的影響。而摻雜過的半導(dǎo)體則稱為外質(zhì)半導(dǎo)體（extrinsic semiconductor）。

半導(dǎo)體摻雜物

哪種材料適合作為某種半導(dǎo)體材料的摻雜物（dopant）需視兩者的原子特性而定。一般而言,摻雜物依照其帶給被摻雜材料的電荷正負(fù)被區(qū)分為施主（donor）與受主（acceptor）。施主原子帶來的價電子（valence electrons）大多會與被摻雜的材料原子產(chǎn)生共價鍵,進(jìn)而被束縛。而沒有和被摻雜材料原子產(chǎn)生共價鍵的電子則會被施主原子微弱地束縛住,這個電子又稱為施主電子。和本質(zhì)半導(dǎo)體的價電子比起來,施主電子躍遷至傳導(dǎo)帶所需的能量較低,比較容易在半導(dǎo)體材料的晶格中移動,產(chǎn)生電流。雖然施主電子獲得能量會躍遷至傳導(dǎo)帶,但并不會和本質(zhì)半導(dǎo)體一樣留下一個電洞,施主原子在失去了電子后只會固定在半導(dǎo)體材料的晶格中。因此這種因為摻雜而獲得多余電子提供傳導(dǎo)的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體（n-type semiconductor）,n代表帶負(fù)電荷的電子。

和施主相對的,受主原子進(jìn)入半導(dǎo)體晶格后,因為其價電子數(shù)目比半導(dǎo)體原子的價電子數(shù)量少,等效上會帶來一個的空位,這個多出的空位即可視為電洞。受主摻雜后的半導(dǎo)體稱為p型半導(dǎo)體（p-type semiconductor）,p代表帶正電荷的電洞。

以一個硅的本質(zhì)半導(dǎo)體來說明摻雜的影響。硅有四個價電子,常用于硅的摻雜物有三價與五價的元素。當(dāng)只有三個價電子的三價元素如硼（boron）摻雜至硅半導(dǎo)體中時,硼扮演的即是受主的角色,摻雜了硼的硅半導(dǎo)體就是p型半導(dǎo)體。反過來說,如果五價元素如磷（phosphorus）摻雜至硅半導(dǎo)體時,磷扮演施主的角色,摻雜磷的硅半導(dǎo)體成為n型半導(dǎo)體。

一個半導(dǎo)體材料有可能先后摻雜施主與受主,而如何決定此外質(zhì)半導(dǎo)體為n型或p型必須視摻雜后的半導(dǎo)體中,受主帶來的電洞濃度較高或是施主帶來的電子濃度較高,亦即何者為此外質(zhì)半導(dǎo)體的“多數(shù)載子”（majority carrier）。和多數(shù)載子相對的是少數(shù)載子（minority carrier）。對于半導(dǎo)體元件的操作原理分析而言,少數(shù)載子在半導(dǎo)體中的行為有著非常重要的地位。

半導(dǎo)體載子濃度

摻雜物濃度對于半導(dǎo)體最直接的影響在于其載子濃度。在熱平衡的狀態(tài)下,一個未經(jīng)摻雜的本質(zhì)半導(dǎo)體,電子與電洞的濃度相等,如下列公式所示：

n= p= n其中n是半導(dǎo)體內(nèi)的電子濃度、p則是半導(dǎo)體的電洞濃度,n則是本質(zhì)半導(dǎo)體的載子濃度。n會隨著材料或溫度的不同而改變。對于室溫下的硅而言,n大約是1×10 cm。

通常摻雜濃度越高,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性就會變得越好,原因是能進(jìn)入傳導(dǎo)帶的電子數(shù)量會隨著摻雜濃度提高而增加。摻雜濃度非常高的半導(dǎo)體會因為導(dǎo)電性接近金屬而被廣泛應(yīng)用在今日的集成電路制程來取代部份金屬。高摻雜濃度通常會在n或是p后面附加一上標(biāo)的“+”號,例如n代表摻雜濃度非常高的n型半導(dǎo)體,反之例如p則代表輕摻雜的p型半導(dǎo)體。需要特別說明的是即使摻雜濃度已經(jīng)高到讓半導(dǎo)體“退化”（degenerate）為導(dǎo)體,摻雜物的濃度和原本的半導(dǎo)體原子濃度比起來還是差距非常大。以一個有晶格結(jié)構(gòu)的硅本質(zhì)半導(dǎo)體而言,原子濃度大約是5×10 cm,而一般集成電路制程里的摻雜濃度約在10 cm至10 cm之間。摻雜濃度在10 cm以上的半導(dǎo)體在室溫下通常就會被視為是一個“簡并半導(dǎo)體”（degenerated semiconductor）。重?fù)诫s的半導(dǎo)體中,摻雜物和半導(dǎo)體原子的濃度比約是千分之一,而輕摻雜則可能會到十億分之一的比例。在半導(dǎo)體制程中,摻雜濃度都會依照所制造出元件的需求量身打造,以合于使用者的需求。

摻雜對結(jié)構(gòu)的影響

摻雜之后的半導(dǎo)體能帶會有所改變。依照摻雜物的不同,本質(zhì)半導(dǎo)體的能隙之間會出現(xiàn)不同的能階。施主原子會在靠近傳導(dǎo)帶的地方產(chǎn)生一個新的能階,而受主原子則是在靠近價帶的地方產(chǎn)生新的能階。假設(shè)摻雜硼原子進(jìn)入硅,則因為硼的能階到硅的價帶之間僅有0.045電子伏特,遠(yuǎn)小于硅本身的能隙1.12電子伏特,所以在室溫下就可以使摻雜到硅里的硼原子完全解離化（ionize）。

摻雜物對于能帶結(jié)構(gòu)的另一個重大影響是改變了費米能階的位置。在熱平衡的狀態(tài)下費米能階依然會保持定值,這個特性會引出很多其他有用的電特性。舉例來說,一個p-n接面（p-n junction）的能帶會彎折,起因是原本p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體的費米能階位置各不相同,但是形成p-n接面后其費米能階必須保持在同樣的高度,造成無論是p型或是n型半導(dǎo)體的傳導(dǎo)帶或價帶都會被彎曲以配合接面處的能帶差異。

上述的效應(yīng)可以用能帶圖（band diagram）來解釋,。在能帶圖里橫軸代表位置,縱軸則是能量。圖中也有費米能階,半導(dǎo)體的本質(zhì)費米能階（intrinsic Fermi level）通常以E來表示。在解釋半導(dǎo)體元件的行為時,能帶圖是非常有用的工具。

半導(dǎo)體材料的制造

為了滿足量產(chǎn)上的需求,半導(dǎo)體的電性必須是可預(yù)測并且穩(wěn)定的,因此包括摻雜物的純度以及半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)的品質(zhì)都必須嚴(yán)格要求。常見的品質(zhì)問題包括晶格的錯位（dislocation）、雙晶面（twins）,或是堆棧錯誤（stacking fault）都會影響半導(dǎo)體材料的特性。對于一個半導(dǎo)體元件而言,材料晶格的缺陷通常是影響元件性能的主因。

目前用來成長高純度單晶半導(dǎo)體材料最常見的方法稱為裘可拉斯基制程（Czochralski process）。這種制程將一個單晶的晶種（seed）放入溶解的同材質(zhì)液體中,再以旋轉(zhuǎn)的方式緩緩向上拉起。在晶種被拉起時,溶質(zhì)將會沿著固體和液體的接口固化,而旋轉(zhuǎn)則可讓溶質(zhì)的溫度均勻。

分類

半導(dǎo)體的分類,按照其制造技術(shù)可以分為：集成電路器件,分立器件、光電半導(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類,一般來說這些還會被分成小類。此外還有以應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計方法等進(jìn)行分類,雖然不常用,但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規(guī)模進(jìn)行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進(jìn)行分類的方法。

多樣性

物質(zhì)存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導(dǎo)電性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷等等,稱為絕緣體。而把導(dǎo)電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導(dǎo)體�？梢院唵蔚陌呀橛趯�(dǎo)體和絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體。與導(dǎo)體和絕緣體相比,半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的,直到20世紀(jì)30年代,當(dāng)材料的提純技術(shù)改進(jìn)以后,半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。

伏安特性曲線

伏安特性曲線：加在PN結(jié)兩端的電壓和流過二極管的電流之間的關(guān)系曲線稱為伏安特性曲線。如圖所示：

正向特性：u>0的部分稱為正向特性。

反向特性：u<0的部分稱為反向特性。

反向擊穿：當(dāng)反向電壓超過一定數(shù)值U（BR）后,反向電流急劇增加,稱之反向擊穿。

勢壘電容：耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢壘電容Cb。

變?nèi)荻�極管：當(dāng)PN結(jié)加反向電壓時,Cb明顯隨u的變化而變化,而制成各種變?nèi)荻�極管。如下圖所示。

平衡少子：PN結(jié)處于平衡狀態(tài)時的少子稱為平衡少子。

非平衡少子：PN結(jié)處于正向偏置時,從P區(qū)擴散到N區(qū)的空穴和從N區(qū)擴散到P區(qū)的自由電子均稱為非平衡少子。

擴散電容：擴散區(qū)內(nèi)電荷的積累和釋放過程與電容器充、放電過程相同,這種電容效應(yīng)稱為Cd。

結(jié)電容：勢壘電容與擴散電容之和為PN結(jié)的結(jié)電容Cj。

最早的實用“半導(dǎo)體”是「電晶體（Transistor）/ 二極體（Diode）」。

一、在無線電收音機（Radio）及電視機（Television）中,作為“訊號放大器/整流器”用。

二、近來發(fā)展「太陽能（Solar Power）」,也用在「光電池（Solar Cell）」中。

三、半導(dǎo)體可以用來測量溫度,測溫范圍可以達(dá)到生產(chǎn)、生活、醫(yī)療衛(wèi)生、科研教學(xué)等應(yīng)用的70%的領(lǐng)域,有較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,分辨率可達(dá)0.1℃,甚至達(dá)到0.01℃也不是不可能,線性度0.2%,測溫范圍-100~+300℃,是性價比極高的一種測溫元件。

中國命名方法

半導(dǎo)體器件型號由五部分（場效應(yīng)器件、半導(dǎo)體特殊器件、復(fù)合管、PIN型管、激光器件的型號命名只有第三、四、五部分）組成。五個部分意義如下：

第一部分：用數(shù)字表示半導(dǎo)體器件有效電極數(shù)目。2-二極管、3-三極管

第二部分：用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的材料和極性。表示二極管時：A-N型鍺材料、B-P型鍺材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三極管時：A-PNP型鍺材料、B-NPN型鍺材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。

第三部分：用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的內(nèi)型。P-普通管、V-微波管、W-穩(wěn)壓管、C-參量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光電器件、K-開關(guān)管、X-低頻小功率管(F<3MHz,PC<1W)、G-高頻小功率管（f>3MHz,Pc<1W)、D-低頻大功率管（f<3MHz,Pc>1W)、A-高頻大功率管（f>3MHz,Pc>1W)、T-半導(dǎo)體晶閘管（可控整流器）、Y-體效應(yīng)器件、B-雪崩管、J-階躍恢復(fù)管、CS-場效應(yīng)管、BT-半導(dǎo)體特殊器件、FH-復(fù)合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。

第四部分：用數(shù)字表示序號

第五部分：用漢語拼音字母表示規(guī)格號

例如：3DG18表示NPN型硅材料高頻三極管

日本命名方法

日本生產(chǎn)的半導(dǎo)體分立器件,由五至七部分組成。通常只用到前五個部分,其各部分的符號意義如下：

第一部分：用數(shù)字表示器件有效電極數(shù)目或類型。0-光電（即光敏）二極管三極管及上述器件的組合管、1-二極管、2三極或具有兩個pn結(jié)的其他器件、3-具有四個有效電極或具有三個pn結(jié)的其他器件、┄┄依此類推。

第二部分：日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA注冊標(biāo)志。S-表示已在日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA注冊登記的半導(dǎo)體分立器件。

第三部分：用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可控硅、H-N基極單結(jié)晶體管、J-P溝道場效應(yīng)管、K-N 溝道場效應(yīng)管、M-雙向可控硅。

第四部分：用數(shù)字表示在日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA登記的順序號。兩位以上的整數(shù)-從“11”開始,表示在日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA登記的順序號；不同公司的性能相同的器件可以使用同一順序號；數(shù)字越大,越是近期產(chǎn)品。

第五部分：用字母表示同一型號的改進(jìn)型產(chǎn)品標(biāo)志。A、B、C、D、E、F表示這一器件是原型號產(chǎn)品的改進(jìn)產(chǎn)品。

美國命名方法

美國晶體管或其他半導(dǎo)體器件的命名法較混亂。美國電子工業(yè)協(xié)會半導(dǎo)體分立器件命名方法如下：

第一部分：用符號表示器件用途的類型。JAN-軍級、JANTX-特軍級、JANTXV-超特軍級、JANS-宇航級、（無）-非軍用品。

第二部分：用數(shù)字表示pn結(jié)數(shù)目。1-二極管、2=三極管、3-三個pn結(jié)器件、n-n個pn結(jié)器件。

第三部分：美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）注冊標(biāo)志。N-該器件已在美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）注冊登記。

第四部分：美國電子工業(yè)協(xié)會登記順序號。多位數(shù)字-該器件在美國電子工業(yè)協(xié)會登記的順序號。

第五部分：用字母表示器件分檔。A、B、C、D、┄┄-同一型號器件的不同檔別。如：JAN2N3251A表示PNP硅高頻小功率開關(guān)三極管,JAN-軍級、2-三極管、N-EIA 注冊標(biāo)志、3251-EIA登記順序號、A-2N3251A檔。

國際電子聯(lián)合會

德國、法國、意大利、荷蘭、比利時等歐洲國家以及匈牙利、羅馬尼亞、南斯拉夫、波蘭等東歐國家,大都采用國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體分立器件型號命名方法。這種命名方法由四個基本部分組成,各部分的符號及意義如下：

第一部分：用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁帶寬度Eg=0.6~1.0eV 如鍺、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV 如硅、C-器件使用材料的Eg>1.3eV 如砷化鎵、D-器件使用材料的Eg<0.6eV 如銻化銦、E-器件使用復(fù)合材料及光電池使用的材料

第二部分：用字母表示器件的類型及主要特征。A-檢波開關(guān)混頻二極管、B-變?nèi)荻�極管、C-低頻小功率三極管、D-低頻大功率三極管、E-隧道二極管、F-高頻小功率三極管、G-復(fù)合器件及其他器件、H-磁敏二極管、K-開放磁路中的霍爾元件、L-高頻大功率三極管、M-封閉磁路中的霍爾元件、P-光敏器件、Q-發(fā)光器件、R-小功率晶閘管、S-小功率開關(guān)管、T-大功率晶閘管、U-大功率開關(guān)管、X-倍增二極管、Y-整流二極管、Z-穩(wěn)壓二極管。

第三部分：用數(shù)字或字母加數(shù)字表示登記號。三位數(shù)字-代表通用半導(dǎo)體器件的登記序號、一個字母加二位數(shù)字-表示專用半導(dǎo)體器件的登記序號。

第四部分：用字母對同一類型號器件進(jìn)行分檔。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型號的器件按某一參數(shù)進(jìn)行分檔的標(biāo)志。

除四個基本部分外,有時還加后綴,以區(qū)別特性或進(jìn)一步分類。常見后綴如下：

1、穩(wěn)壓二極管型號的后綴。其后綴的第一部分是一個字母,表示穩(wěn)定電壓值的容許誤差范圍,字母A、B、C、D、E分別表示容許誤差為±1%、±2%、±5%、±10%、±15%；其后綴第二部分是數(shù)字,表示標(biāo)稱穩(wěn)定電壓的整數(shù)數(shù)值；后綴的第三部分是字母V,代表小數(shù)點,字母V之后的數(shù)字為穩(wěn)壓管標(biāo)稱穩(wěn)定電壓的小數(shù)值。

2、整流二極管后綴是數(shù)字,表示器件的最大反向峰值耐壓值,單位是伏特。

3、晶閘管型號的后綴也是數(shù)字,通常標(biāo)出最大反向峰值耐壓值和最大反向關(guān)斷電壓中數(shù)值較小的那個電壓值。

如：BDX51-表示NPN硅低頻大功率三極管,AF239S-表示PNP鍺高頻小功率三極管。

五、歐洲早期半導(dǎo)體分立器件型號命名法

歐洲國家命名

第一部分：O-表示半導(dǎo)體器件

第二部分：A-二極管、C-三極管、AP-光電二極管、CP-光電三極管、AZ-穩(wěn)壓管、RP-光電器件。

第三部分：多位數(shù)字-表示器件的登記序號。

第四部分：A、B、C┄┄-表示同一型號器件的變型產(chǎn)品。

以GaN（氮化鎵）為代表的第三代半導(dǎo)體材料及器件的開發(fā)是新興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心和基礎(chǔ),其研究開發(fā)呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展勢態(tài)。GaN基光電器件中,藍(lán)色發(fā)光二極管LED率先實現(xiàn)商品化生產(chǎn) 成功開發(fā)藍(lán)光LED和LD之后,科研方向轉(zhuǎn)移到GaN紫外光探測器上 GaN材料在微波功率方面也有相當(dāng)大的應(yīng)用市場。氮化鎵半導(dǎo)體開關(guān)被譽為半導(dǎo)體芯片設(shè)計上一個新的里程碑。美國佛羅里達(dá)大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種可用于制造新型電子開關(guān)的重要器件,這種電子開關(guān)可以提供平穩(wěn)、無間斷電源。

今年是摩爾法則(Moore’slaw)問世50周年,這一法則的誕生是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑。

這50年里,摩爾法則成為了信息技術(shù)發(fā)展的指路明燈。計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具,信息技術(shù)由實驗室進(jìn)入無數(shù)個普通家庭,因特網(wǎng)將全世界聯(lián)系起來,多媒體視聽設(shè)備豐富著每個人的生活。這一法則決定了信息技術(shù)的變化在加速,產(chǎn)品的變化也越來越快。人們已看到,技術(shù)與產(chǎn)品的創(chuàng)新大致按照它的節(jié)奏,超前者多數(shù)成為先鋒,而落后者容易被淘汰。

這一切背后的動力都是半導(dǎo)體芯片。如果按照舊有方式將晶體管、電阻和電容分別安裝在電路板上,那么不僅個人電腦和移動通信不會出現(xiàn),連基因組研究、計算機輔助設(shè)計和制造等新科技更不可能問世。有關(guān)專家指出,摩爾法則已不僅僅是針對芯片技術(shù)的法則;不久的將來,它有可能擴展到無線技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、傳感器技術(shù)等領(lǐng)域,成為人們在未知領(lǐng)域探索和創(chuàng)新的指導(dǎo)思想。

毫無疑問,摩爾法則對整個世界意義深遠(yuǎn)。不過,隨著晶體管電路逐漸接近性能極限,這一法則將會走到盡頭。摩爾法則何時失效？專家們對此眾說紛紜。早在1995年在芝加哥舉行信息技術(shù)國際研討會上,美國科學(xué)家和工程師杰克·基爾比表示,5納米處理器的出現(xiàn)或?qū)⒔K結(jié)摩爾法則。中國科學(xué)家和未來學(xué)家周海中在此次研討會上預(yù)言,由于納米技術(shù)的快速發(fā)展,30年后摩爾法則很可能就會失效。2012年,日裔美籍理論物理學(xué)家加來道雄在接受智囊網(wǎng)站采訪時稱,“在10年左右的時間內(nèi),我們將看到摩爾法則崩潰。”前不久,摩爾本人認(rèn)為這一法則到2020年的時候就會黯然失色。一些專家指出,即使摩爾法則壽終正寢,信息技術(shù)前進(jìn)的步伐也不會變慢。