半導體是什麼?晶圓代工前哨戰,1篇教你晶片產業一次搞懂!

半導體元件是絕大多數現代科技所應用的心臟與大腦核心,從高科技的AI程序到互聯網開發,日常生活上的手機、3C產品以及各種家電用品,都需要半導體元件,同時也因半導體,台灣在全球科技供應鏈上扮演相當重要的角色,半導體產業能稱之為台灣經濟命脈,針對半導體是什麼、半導體原理以及半導體介紹,來讓你更加了解半導體產業是什麼!

半導體產業是什麼?

半導體產業是透過一系列的加工程序將原材料(如矽)轉化為「晶片」,這些晶片最終用於驅動各種日常生活中的電子設備。如果沒有這些晶片,我們將無法從金融卡提取現金,手機將無法儲存通訊錄,汽車將無法啟動方向燈,甚至無法打開後車箱。對於現代人來說,晶片已經成為一種不可或缺的存在,就像空氣一樣重要。

晶圓是什麼?

晶圓(英文:Wafer)是半導體晶體的圓形薄片,通常是圓柱狀半導體晶體的切割片段。它在積體電路製程中被用作基板,同時也被用於太陽能電池的製造。由於其形狀呈圓形,因此被稱為晶圓。最常見的晶圓材料是矽晶圓,同時也有其他類型的晶圓,如氮化鎵晶圓和碳化矽晶圓等。一般來說,單晶矽晶圓在晶圓生產中佔據大多數產量。

半導體生活應用

隨著物聯網應用不斷擴展,我們看到人工智慧(AI)、第五代行動通訊(5G)、雲端運算、工業自動化、智能汽車和數據分析等領域的需求不斷增長,這些需求都在推動半導體行業的發展。

半導體是什麼?

  1. 半導體介紹

    半導體(SEMICONDUCTOR)的範圍非常廣,小至手機到各種家電,以及上網等雲端服務都是由半導體元件當核心!
    半導體是一種特殊物理性質的材料,通常在不施加外部電流情況下,是不會導電的,但對材質施加電壓,不會導電的半導體材質會形成半導體材料,使得電流可以通過。
    起初半導體的應用在「材質是否可以自由切換其導電」的特性來發展,直到現在大多數的電子產品內含的核心單元,就是利用半導體的導電變化率來處理訊息。
    另外透過半導體製成的積體電路(IC),能夠透過電流的施加或阻斷,於電腦內進行邏輯運算編排!
    半導體介紹

  2. 半導體原理

    以矽為基礎材質製作的半導體透過參雜5價元素(磷、砷、銻等)後形成N型矽,而參雜3價元素(鋁、硼、銦、鎵等)會變成P型矽,通過巧妙的編排位置,就能達到我們所想要的電路,如今的IC裡含有數千萬個基本電路,都是由電晶體的基本元件上衍生出來的!

  3. 半導體元件

    半導體是一種材料的總稱,半導體元件便是利用半導體材質製作出來的元件,能夠分為二極體(Diode)、電晶體(Transistor)。
    而半導體元件能夠視為開關閘門,二極體與電晶體的差異便是開關不同!

    二極體(Diode)

    屬於單向開關的二極體,即便開關打開也只有一個方向的電流可以經過。

    電晶體(Transistor)

    電晶體則是雙向開關,將開關打開,兩個方向的電流都能夠通過!
    看完以上便能夠了解,設計IC這種複雜電路的工程師,需要利用技術在電路內巧妙的透過二極體與電晶體排列組合,實現設計者想要的功能!

半導體材料半導體材料

  1. 矽(Si)

    半導體發展自今材料眾多,而應用最廣同時最為普及的便是「矽」半導體,這是因為矽為地球上隨處可見的元素,容易取得且價格低廉。這讓矽在半導體產業內成為主流材料,直至現在仍是相當具有影響力的半導體材料。

  2. 化合物半導體

    這是由化合物構成的半導體材質,通常由兩種以上的元素構成化合物,根據構成的元素不同,因此有不同的材質特性。

    砷化鎵(GaAs)

    電子的移動速率比矽還要快,同時具備高頻特性,同時耐高溫、高電壓,適合應用在需要極端開關速度的元件,在5G時代擁有極高的發揮空間!

    氮化鎵(GaN) 、碳化矽(SiC)

    屬於寬能隙化合物半導體,具有比矽更好的操作頻率,並且因能隙更加寬敞,能夠耐受更高的電壓,所以在大功率傳輸等應用方面具有極大的發展潛力,最常見的便是現金電動車的崛起。

    半導體是什麼

半導體產業是什麼?

半導體製程為半導體產業的生命脈絡,涵蓋了製造IC的所有流程以及數百道加工步驟。半導體製程步驟為微影→蝕刻→沉積→摻雜→平坦化,這些步驟主要在晶圓上製造出電路,當晶圓製作完成後,還需要經過切割→測試→封裝等步驟,才會變成我們所見到的晶片!

半導體是晶片嗎?

半導體指的是材質還需要經過製造流程與數百道加工,才會呈現出晶片!
半導體是晶片嗎

半導體是什麼工作?

針對半導體產業來說主要工作有生產鍍模、劃片、LED晶片光刻等設備,以及開發半導體測試機台程式與維護並安裝機台,分析、研究半導體產業的市場趨向以及產品,以及負責PLC程式維修、一般電氣保養以及儀電檢測!

半導體是什麼科系?

半導體產業據統計,許多電機電子、機械工程系所、光電工程等畢業生首選產業便是半導體公司!
半導體是什麼科系

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