伍楚雄

摘 要：半導體材料的價值在于其能夠與多種介質有所聯(lián)系，諸如它的光學、電學特征則可充分應用與器件。而且隨著社會的不斷進步與現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，半導體材料愈來愈多的同現(xiàn)代高科技相互結合，其產品能夠更好地為人類服務并且改變人類的生活。文章主要對半導體材料的基本概念進行闡述，同時對半導體材料產業(yè)的發(fā)展近況進行分析介紹，以此推動半導體材料應用于各項工藝中，更好地造福于全社會。

關鍵詞：半導體；材料；物質；文獻綜述

中圖分類號：O47 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）01-0075-02

Abstract： The value of semiconductor material is that it can be connected with a variety of media， for instance， its optical and electrical characteristics can be fully applied to devices. With the continuous progress of society and the rapid development of modern science and technology， semiconductor materials are more and more combined with the modern high technology， thus its products can better serve human beings and change the lives of human beings. This paper mainly expounds the basic concepts of semiconductor materials and analyzes the recent development of semiconductor materials industry in order to promote the application of semiconductor materials in various processes to better benefit the whole society.

Keywords： semiconductor； material； substance； literature review

1 半導體原材料的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀

1833年英國的法拉第也就是電子學之父最先發(fā)現(xiàn)硫化銀的電阻能夠根據(jù)溫度的不同而進行相應的改變，同一般金屬有著不同，金屬的電阻通常是隨著溫度的提升而進行增加，然而另外一位科學家巴拉迪卻發(fā)現(xiàn)硫化銀的電阻卻有著不同的變化，這也是半導體十分關鍵的發(fā)現(xiàn)。不久之后，1839年法國的貝克萊通過不斷的科學研究發(fā)現(xiàn)半導體以及電解質接觸所形成的核心在于通過不同的光照條件從而能夠產生一定的電壓，這也就是后來所熟知的光生伏特效應，也是半導體十分重要的第二特征。盡管效果都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但是相應的效應命名卻是后來才確定的。

德國布勞恩在1874年能夠觀察到某些硫化物的電導同所加電場的方向有關，也就是說其導電是具有方向性的，在導體的兩端施加一個正向電壓，其就能夠導通；倘若將電壓極性進行相反的設置，其就沒有辦法導電，這就是半導體的整流效應，同時也是半導體所具有的第三種特性；同年，舒斯特又在研究中發(fā)現(xiàn)銅與氧化銅的整流效應。

陳良惠學者提出自然界的物質、材料根據(jù)導電能力大小能夠將其劃分為導體、半導體以及絕緣體三大類別。其中半導體的電導率在10-3到10-9歐·厘米范圍內。在通常情況下，半導體電導率隨著溫度的提升而增加，這與金屬導體剛好相反。凡是具有上述兩種特征的材料都能夠將其納入到半導體材料的范圍之內。半導體材料的導電能力是處于導體與絕緣體之間的物質，而且其能夠將其作為電子材料，應用范圍不斷拓寬，而且隨著社會進步，與科學技術的發(fā)展，將會對半導體材料的應用更加充分。

朱黎輝對于半導體的研究主要從市場需求與產業(yè)轉移，判斷出半導體產業(yè)在國內仍然具有一定的增長潛力，而且有著國家政策的支持作為基礎，加上計算機、通訊以及消費類等電子產品需求帶動半導體產品的需求。而且國際產能的轉移，也使得芯片制造的封裝測試的產能轉移十分明顯，國外的許多大企業(yè)都選擇在國內進行工廠的開設，或者是將生產線交給國內工廠制造，從中可以看出半導體市場仍然具有十分大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

而且我國對于半導體有著許多優(yōu)惠政策，就是為了能夠形成良好的投資環(huán)境，能夠吸引到更多的資金流進入到半導體產業(yè)。同時半導體產業(yè)在這些優(yōu)惠及便利的條件下能夠朝著更快、更有利的方向發(fā)展。

2 半導體研究中存在的主要問題

2.1 雜質

針對半導體材料，其蘊含的雜質對于電阻率的影響有著十分大的影響。半導體之中因為滲入不同數(shù)量的雜質時，雜質原子附近的周期勢場極易受到干擾并且極易形成附加的束縛狀態(tài)，而且在禁帶中產生附加的雜質能級。諸如四價元素鍺或者硅晶體中摻入五價元素雜質原子時，就會影響整個導體電子的流動性，因此半導體摻入雜質后其電阻率極大的降低。同時加熱或者光照產生的熱激光或者光激發(fā)都會使得自由載流子數(shù)增加從而導致電阻率降低，半導體熱敏電阻與光敏電阻就是在該原理的基礎上制作而成的。對于摻入施主雜質的半導體，導電載流子主要就是導帶中的電子的不同所引起的。雜質能級處于禁帶上方靠近導帶底附近，同時雜質能級上的電子極易激發(fā)到導帶成為電子載流子。這種提供電子載流子的雜質稱其為施主，同樣的相應能級則稱之為施主能級。施主能級上的電子從而躍遷到導帶所需能量比從價帶激發(fā)到導帶所需能量小得多。正是這種雜質的影響給半導體的研究、生產都帶來了極大的難題。

2.2 半導體材料的制造

半導體產品的類別是比較多的，主要可以劃分為集成電路、分離式組件以及光電半導體三種。集成電路也就是IC，主要就是將一電路設計，涵蓋線路以及電子組件等等整體集中在一片硅芯片之上，其就能夠具有處理信息的功能，有體積小、處理信息功能強的特性。根據(jù)功能能夠將IC又劃分為內存、邏輯、模擬三種IC以及微型組件。這只是集成電路，還有其他種類有更多的產品，正是如此多的半導體種類給半導體生產種類帶來一定的困難，主要就是半導體產品對于生產線要求十分嚴格，不同的半導體產品可能需要的生產線完全不同，需要企業(yè)投入大量的成本設置不同的生產線。

2.3 半導體主要需求解決來源靠進口

目前從我國半導體零件來源構成比例來看，國外半導體零件的進口量占據(jù)我國半導體零件所有的69%，可見我國的半導體一大部分都需要靠進口完成，而且當下的生產能力多數(shù)都集中在外資與中外合資企業(yè)當中，當然其生產、技術與銷售從屬于其母公司的全球體系。我國半導體的龍頭企業(yè)有上海華虹與首鋼日電等，其中在1998年NEC控制了多數(shù)的股權，甚至其中的技術以及銷售也都由NEC所控制，自然NEC不會考慮到我國半導體產業(yè)的發(fā)展，在相關技術的研發(fā)與使用上我國自然也就受到限制，同時上海華虹的生產也只能從屬于NEC的全球發(fā)展體系，因此我國當時的半導體最大投資也由日本的控制，自然對當下我國半導體產業(yè)的發(fā)展帶來影響，不然我國半導體產業(yè)的發(fā)展程度是現(xiàn)在遠遠不能比的?？梢娨坏┌雽w產業(yè)被外資控制將會給我半導體產業(yè)帶來極大的危害。

2.4 影響我國半導體健全的工業(yè)體系

盡管經(jīng)濟全球化后，任何國家的任何產業(yè)的生產都需要被卷入到全球化的生產體系當中，某些產業(yè)也越來越集中在某個地區(qū)或者國家，但是也有某些產業(yè)并不能夠用國際化來進行代替，尤其是某些關鍵產業(yè)，否則必定會受制于人。半導體產業(yè)就是這種產業(yè)，其對我國整個工業(yè)體系都有不小的影響，尤其是計算機、芯片等行業(yè)，只有保證半導體生產工業(yè)體系的健全才能夠保證半導體影響下其他產業(yè)集群的自主研發(fā)、生產能力的形成，最終會對整個國家各個產業(yè)的發(fā)展帶來不利影響。

3 半導體產業(yè)優(yōu)化發(fā)展的對策

3.1 短期內政府的優(yōu)化舉措

首先應該在國際上多方尋求6英寸的半導體晶圓生產裝備，將其相關技術直接轉移到國內進行生產，尤其是對于國外已經(jīng)淘汰的技術要盡快的接手，同時安排科研人員進行研究，在其基礎上進行創(chuàng)新，不僅能夠降低半導體產業(yè)技術的研發(fā)成本，同時也能夠鍛煉磨礪科研人員的研發(fā)能力；其次就是政府出面，直接控制下與國外半導體生產廠商進行合作，將其先進技術進行合作引進，同時制定一定的準則，以市場獲取技術的核心就是以我為主；引進的半導體技術必須是先進可行的，同時要對其進行持續(xù)性的投資，將其技術吃透；最后就是要嚴厲打擊半導體產品走私，落實堅決的關稅政策，對于國內半導體生產廠商給予足夠的優(yōu)惠政策。

3.2 法律政策手段支持

根據(jù)我國半導體發(fā)展的實際情況，直接作用于半導體產業(yè)的法律手段主要就是指這種法律的直接作用對象為計算機、通信、半導體等各種新興的高科技產業(yè)。間接作用于半導體產業(yè)的法律手段指在十分開放的環(huán)境下，通過一種非WTO禁止的非關稅貿易保護手段，其主要的目標就是為國內半導體產業(yè)的成長提供保護。

我國對于半導體產業(yè)要從其相關產業(yè)著手，主要就是電子產業(yè)、計算機行業(yè)以及各種信息技術為基礎的產業(yè)作為戰(zhàn)略性產業(yè)，一定要重點發(fā)展相關產業(yè)。同時要積極將半導體產業(yè)的市場進行控制，要給我國的半導體廠商留下一定的發(fā)展成長空間。通過戰(zhàn)術與戰(zhàn)略的形式從法律政策角度為半導體產業(yè)營造出最好的外部環(huán)境。

3.3 金融支持

半導體產業(yè)的發(fā)展形式同傳統(tǒng)的工業(yè)不同，一方面其在R&D;與制造工藝方面，需要龐大的高技術人才資源；還有另外一方面，其所需要的資金近乎天文數(shù)字。加上技術與工藝的發(fā)展速度是十分迅速的，但是這種設備競爭優(yōu)勢將會消失，只能夠通過不斷的長期高密度的資金投入。因此這就需要將半導體產業(yè)與金融進行掛鉤，通過金融融通的功能為半導體產業(yè)提供更多的資金。主要的形式就是半導體產業(yè)基金，通過這種產業(yè)基金能夠為半導體產業(yè)各端的企業(yè)提供足夠的資金，保證對半導體研發(fā)資金的持續(xù)投入。

3.4 半導體產業(yè)人才的培養(yǎng)

首先就是技術人才的培養(yǎng)，要將國內半導體科研人才派往國外先進半導體生產技術企業(yè)進行學習，從而才能夠為我國帶來更多先進的半導體研發(fā)技術；另外，半導體應用人才，能夠將半導體產品與其他產品進行結合，為各種信息技術的提升帶來更多可能性。

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