閑聊半導(dǎo)體—第1期：初識半導(dǎo)體

我現(xiàn)在假設(shè)你從來沒有了解半導(dǎo)體，集成電路，芯片相關(guān)行業(yè)。

最近兩年關(guān)于半導(dǎo)體這個詞語突然變成了熱門詞匯，我記得剛讀研究生那會（突然發(fā)現(xiàn)我好老了，好尷尬），那時候的熱門專業(yè)是通信，別人問我學(xué)什么的，我說我學(xué)半導(dǎo)體，結(jié)果沒人知道這是干什么的。現(xiàn)在不一樣了，各種資本涌入這個行業(yè)。特別是最近美國對中興制裁之后，更是讓每個人都知道半導(dǎo)體對于我們的重要性。普通老百姓也可以在任何媒體上都能了解到半導(dǎo)體。那半導(dǎo)體行業(yè)到底是個什么鬼呢？

先說“半導(dǎo)體”這三個字。簡單明了，半導(dǎo)體就是介于導(dǎo)體和絕緣體之間的東西。比如鐵，銅是導(dǎo)體，可以導(dǎo)電。塑料，干木頭是絕緣體，不能導(dǎo)電。半導(dǎo)體就是指在自然界中存在的一些元素，比如硅元素，鍺元素等等。他在正常情況下是不導(dǎo)電的，但是在一定條件下是導(dǎo)電的。所以半導(dǎo)體最原始的意思就是指這類元素。

這本來也不是什么稀罕事兒，但是后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個問題。這種元素如果用在電路中會有效果。

恩恩，話分兩頭，我們再看看電路是個什么鬼。

這里有個電池，一根導(dǎo)線，一個燈泡和一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)連接時，燈泡會亮，當(dāng)不連接時燈泡不亮。這就是電路，他是一個導(dǎo)電回路。在上面的例子中，電從電池的正極流出，當(dāng)開關(guān)連接時，流入負極，當(dāng)不連接時回路斷開，所以燈泡不亮。

我們再回來，有人會問，這個和半導(dǎo)體有毛關(guān)系？其實關(guān)系很大，上面的例子中，我們是通過開關(guān)的連接與斷開來控制燈泡亮不亮。那如果我們用半導(dǎo)體呢？效果一樣啊，如果我們需要燈泡亮，我們就給一個導(dǎo)電的條件。如果我們不想讓燈泡亮，就給一個不導(dǎo)電的條件，這不就結(jié)了嗎？但是這只是一種思路，不是實際應(yīng)用，因為這個體現(xiàn)不出半導(dǎo)體的優(yōu)勢。要想體現(xiàn)優(yōu)勢，我們還需要一個東西。

就是小型化，就是讓有限的面積塞進更多的電路。這才是半導(dǎo)體的真正優(yōu)勢所在，那怎么才能實現(xiàn)呢？于是人們發(fā)明了二極管，三極管以及現(xiàn)在主流的CMOS。對于這三個，我們這一期不聊，看看后面如果有機會，再和大家詳細聊聊這三個元器件的工作原理。

隨著有限面積塞進更多的電路和更多的功能。所以我們又給它起了一個新的名字，叫做“集成電路（又叫Integrated Circuit,簡稱IC）”，因為半導(dǎo)體可以把電路“集成化”。或者說，把很多電路的功能都集成在了一起（這個過程出現(xiàn)了著名的摩爾定律：當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍）。

但是集成在一起沒用啊，用戶要使用這些電路帶給你的功能。就像上面講的例子，我要使用這個電路所帶來的“燈泡亮”這個功能。于是人們把集成電路封裝起來，然后引出幾個引腳，供用戶使用。這個封裝起來的東西就叫芯片。

聊到這里，大家應(yīng)該知道半導(dǎo)體，集成電路，芯片這幾個概念的關(guān)系了吧~

當(dāng)然，普通人包括行業(yè)內(nèi)的人說半導(dǎo)體，如果沒有特別說明，其實就是集成電路，芯片。他們?nèi)齻€的概念是等價的。但是你要知道，嚴(yán)格意義上來說，半導(dǎo)體并不等于集成電路，因為也不是所有的半導(dǎo)體都是用來做集成電路（雖然說99%都是用來做集成電路相關(guān)研究）。

我們平時看新聞聽到的“大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)”，“創(chuàng)建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園區(qū)”等等這些話，其實就是為了制作芯片。

聊到這里我相信，你已經(jīng)清楚的了解半導(dǎo)體這個東西了，下一期我們聊一下半導(dǎo)體這個產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)。