2026-09-26 11:59:47 分类:正文
你现在正拿着手机划这篇文章。手指每动一下,屏幕里的几十亿个微小开关,就在半导体芯片里完成了一次开合。
你从来没见过它们,却天天靠它们活着。
那块叫“半导体”的石头,本来不是用来做芯片的
一百多年前,科学家研究各种材料的导电特性,意外发现有些东西既不像铜铁那样一碰电就跑个不停,也不像玻璃木头那样,死活不让电子过去。
导电能力在中间。
说实话最早没人觉得这玩意儿能干嘛,就是实验室里用来凑研究数据的小玩意儿。那时候做电路都用真空管,玻璃管子一个个跟灯泡似的,一台计算机占一整个房间,还动不动就烧管子,每天换都换不过来。
1940年代贝尔实验室半导体晶体管实验装置
第一枚实用的晶体管做出来,还是用锗。锗这东西稀有的很,提纯难,还稍微热一点就乱套,根本没法大规模用。
后来人们盯上了硅。
硅是什么?就是沙子的主要成分。海边随便抓一把沙子,一半以上都是硅。提纯技术慢慢磨出来之后,成本一下子就打下来了,才有了后来大规模造芯片的可能。
很多人不知道,哪怕到今天,90%以上的半导体芯片,基底还是硅。没别的,就是好用又便宜,找不出第二份。
别再把半导体和芯片画等号了
这是普通人最容易搞混的误区。
半导体是一类材料的统称,芯片是用半导体材料做出来的成品。就像你不能说面粉等于面包,一个道理对吧?
为什么偏偏是半导体能做我们要的芯片?你想啊,我们要的数字电路,本质就是无数个开关,开是1,关是0。导体天生就是一直开,绝缘体天生就是一直关,都没法当开关用。只有半导体,给它加个电压它就开,撤掉电压就关,完美适配。
半导体晶圆切割后成品芯片实拍
现在除了硅,你其实早就用上了别的半导体。
你买的氮化镓快充,那个体积比十年前的手机充电器小一半,发热还低,核心就是氮化镓——这也是一种半导体,属于新一代的宽禁带半导体,天生适合高电压大功率的场景,比硅好用多了。
你家的LED灯,发光的那个小薄片就是半导体。你车顶的太阳能板,吸光发电的核心也是半导体。你开新能源汽车,控制电机的IGBT模块,核心还是半导体。
说句实在的,你从早上醒来到晚上睡觉,每一件沾电的事儿,都绕不开半导体。只是它藏得太深,你看不见罢了。
那些被简化成“卡脖子”的细节,到底难在哪
那些被简化成“卡脖子”的细节,到底难在哪
现在打开新闻,动不动就是半导体卡脖子,很多人听来听去,就只记住了光刻机。其实哪止光刻机啊,整个产业链从上到下,哪一步没点硬骨头?
就说光刻胶,你要做最先进的制程,就得用对应的极紫外光刻胶,全世界能做的没几家,这东西配方差一点点,做出来的芯片良品率就能差出去几十个百分点。还有溅射用的靶材,纯度要到九个九以上,也就是99.9999999%,差一个原子级的杂质,整片晶圆就废了。
我之前听一个在晶圆厂干活的朋友说,他们车间的洁净度,要求每立方米空气中大于0.1微米的颗粒不能超过10个。你正常呼吸一口,就有几十万个颗粒,就这么夸张。
当年我们起步晚,人家把路都踩出来了,我们得自己重新趟一遍,哪里错了就得重新挖,哪有什么一口吃成胖子的好事?说实话这些年真的涌进来很多踏踏实实做事的人,也有不少混补贴圈地的,潮水退了才知道谁在裸泳,对吧?
不过话说回来,现在我们也不是啥都做不出来,成熟制程早就稳定量产,先进制程一步步追,新型半导体材料也赶上来了,急也急不来,慢慢来就是了。
你哪天把手机揣进兜里的时候,不妨想一下,这一小块指甲盖大的地方,藏着人类近一百年最顶尖的手艺,全靠那一点点能导电也能不导电的半导体,推着整个世界往前跑。
挺奇妙的不是吗?
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文章名称:你口袋里的半导体,其实不是你想的那样
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