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二極體

二極體(英語:Diode),是一種具有不對稱電導的雙電極電子元件[註 1]。理想的二極體在順向導通時兩個電極(陽極和陰極)間擁有零電阻,而逆向時則有無窮大電阻,即電流只允許由單一方向流過二極體。 1874年,德國物理學家卡爾·布勞恩在卡爾斯魯厄理工學院發現了晶體的整流能力。因此1906年開發出的第一代二極體——「貓鬚二極體」是由方鉛礦等礦物晶體製成的。早期的二極體還包含了真空管,真空管二極體具有兩個電極 ,一個陽極和一個熱式陰極。在半導體性能被發現後,二極體成為了世界上第一種半導體器件。現如今的二極體大多是使用矽來生產,鍺等其它半導體材料有時也會用到。目前最常見的結構是,一個半導體性能的結晶片通過PN接面連接到兩個電終端。 功能 半導體二極體的電流-電壓特性曲線。電壓在正的區域稱為順向偏壓。 二極體具有陽極和陰極兩個端子,電流只能往單一方向流動。也就是說,電流可以從陽極流向陰極,而不能從陰極流向陽極。對二極體所具備的這種單向特性的應用,通常稱之為「整流」功能。在真空管內,藉由電極之間加上的電壓能夠讓熱電子從陰極到達陽極,因而有整流的作用。將交流電轉變為脈動直流電,包括無線電接收器對無線電訊號的調制,都是通過整流來完成的。 因為其順向流通逆向阻斷的特點,二極體可以想成電子版的逆止閥。然而實際上,二極體並不會表現出如此完美的開關性,而是呈現出較為複雜的非線性電子特徵——這是由特定類型的二極體技術決定的。一般來說,只有在順向超過障壁電壓時,二極體才會工作(此狀態被稱為順向偏壓)[5]。一個順向偏壓的二極體兩端的電壓降變化只與電流有一點關係,並且是溫度的函數。因此這一特性可用於溫度傳感器或參考電壓。 半導體二極體的非線性電流-電壓特性,可以根據選擇不同的半導體材料和摻雜不同的雜質從而形成雜質半導體來改變。特性改變後的二極體在使用上除了用做開關的方式之外,還有很多其他的功能,如:用來調節電壓(稽納二極體),限制高電壓從而保護電路(雪崩二極體),無線電調諧(變容二極體),產生射頻振盪(隧道二極體、耿氏二極體、IMPATT二極體)以及產生光(發光二極體)。 半導體二極體中,有利用P型和N型兩種半導體接合面的PN接面效應,也有利用金屬與半導體接合產生的蕭特基效應達到整流作用的類型。若是PN接面型的二極體,在P型側就是陽極,N型側則是陰極。 資料來源:維基百科 更多...

積體電路??

積體電路n.[電腦網路] IC的全名是「Integrated Circuit」,中文名稱是「積體電路」,是一項劃時代的科技產品,外觀看起來雖像是黑色的小方塊,但功能卻出乎的強大,幾乎所有的資訊家電內都嵌有IC元件。 IC的介紹 IC是將一系列的電路控制元件如電阻、電容、 電晶體 、 二極體 等,經過嚴謹的製程將其聚集在矽晶片內,如此單顆IC便能以完整的邏輯電路系統來控制週邊元件或是完成記憶的功能等等。 在IC開發初期,是將超小型的個別零件聚在一起構成「模組化(module)電路」,其後發展出混合IC(Hybrid IC),是在薄基板上以噴濺法將電容、電阻、FET(場效電晶體)等能動元件組合而成。日後又發展成絕大部分的電子電路均能縮小,並以能動元件構成。 目前小體積的矽晶片便足以容納複雜的電路系統,這也就是現階段主流的單石IC(Monolithic IC)。 IC如何製作 積體電路的製作過程相當複雜,而且要求非常嚴格。積體電路所使用的主要材料是二氧化矽,也就是我們常聽到的半導體,半導體經電弧爐提煉等步驟後製成棒狀或粒狀的「多晶矽」,即所謂的晶圓(Wafer),這需花費約兩天半的時間,然後再經過切割、研磨、拋光後便成「晶圓片」,積體電路就是以此為基板製成的。 一般IC的製作過程有磊晶、微影、氧化、擴散、蝕刻、金屬連線等;磊晶即是將磊晶材料以液相磊晶法等方式結合在晶圓上,微影是指以光學顯影把光罩上的主要圖形轉移到矽晶圓上,再以溶劑浸泡將感光部份加以溶解或保留,便可形成光阻圖案;氧化主要是在晶片表面形成氧化層以保護晶片不受化學作用;擴散的目的則是改變其導電性,而在半導的體製程中,蝕刻被用來將某種材質(如金屬)自晶圓表面上移除,最後再將晶圓片切割成一顆顆的晶片即大功告成。 高精密技術 台灣在IC的研發與設計上都有不錯的成果,最早是一般家用電器內的IC,一直到現在的通訊儀器、PC等,另外台灣的晶圓代工也是獨步全球,以台積電、聯電為首要龍頭。 IC的製作過程需在無塵室下完成,而隨著製程微米的進步,無塵室的要求也更加嚴格,而且還要負擔製程設備,因此所耗費的成本非常可觀。另外製作過程需要24小時運作、絲毫不能間斷,所以每當停電時,就算是幾秒鐘,其損失都可達上億元。 事實上IC還分有「類比IC」和「數位IC」,但發展較快的且大家熟知的都是數位IC,因為體積愈來愈小,功能也...

人棄我取的古老哲學 你還在看「車尾燈」投資台積電等半導體股?

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半導體是全世界最重要的龍頭產業,特別是最上游的「設備投資」,許多投資人會緊盯這個數字的消長來預測未來的半導體乃至於高科技的景氣,且不乏專業機構投資人。 半導體業者看壞股價卻大好... 不論是市井小民的個股投資,還是半導體大廠的設備投資,只要是牽扯到投資,往往會淪為「看後照燈型態」,也就是如果前一年景氣很好,自然在當年會加大投資力道,反之如果前一年景氣衰退,投資自然會趨於保守。 我將過去十年來半導體設備投資金額的年增率整理如下: 看得出來,半導體業對於2019年感到悲觀,主因應該是2018年幾個主要應用如智慧型手機出現衰退、區塊鍊需求不如預期、電動車發展速度趨緩、中國半導體廠產能即將開出...等等因素,以至於半導體廠在2019年的設備投資金額有點縮手。 有趣的來了,我將過去十年中,衰退比較大的年份:2009、2012與2013年,當年的設備投資年增率以及相關的股票指數列表如下: 從上表可知,當半導體業者的心態趨向保守,投資在設備的金額出現衰退的年份,當年度不論是費城半導體指數、台股電子股指數或是台股半導體業指數,全部出現反向上漲的榮景。 接著我把半導體設備投資金額年增比較大的年份:2010、2014與2017年作比較,並且將隔年的相關指數的漲跌幅列出如下表: 發現了更有趣的事實,如果當年度半導體業因為看好景氣而大舉增加設備投資金額,隔年度也就是下一年度,相關的股票指數卻反向出現空頭下挫行情。 如2010年那年,半導體業拼命的擴產買設備,不料到了隔年的2011年,費城半導體指數跌了11.55%,台灣電子股指數跌了23.6%,台灣半導體業指數下跌了11.7%。 半導體設備數據成為投資落後指標 看起來,半導體廠商對於景氣的判斷能力與準確度,似乎也不如外界所想像的高明,甚至淪為反指標,雖然只有十年的數據,但出現反指標的機率卻如此顯著。人類行為總是會根據過去一段時間的經驗,集體去作出「過與不及」的極端調整,會出現反指標,並不令人意外。 國際半導體設備材料產業協會在2019年初預估整年度的設備成長率為負4%,顯示出2019年半導體業的保守態度,然而從過去十年的簡單統計的反指標結果來看,基於人棄我取的古老哲學,2019年的半導體股價,說不定會出現意想不到的榮景呢? 文章來源https://www.c...

手機能否因半導體工藝進步,刺激消 費者需求,讓產值變更大?

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MaxxjaNe via shutterstock FPS的進步已經很難讓消費者有意願為新手機買單,若3nm半導體製程實現,能否刺激需求,讓開始下滑的手機市場再度攀升? 蘋果公司在今年1月29日發表上一季度的財務報告,全公司的營業額YoY衰退5%,其中,來自於iPhone的營業額衰退15% [1][2]。蘋果公司沒有達到原來預期的營收方向(Revenue Guidance),讓市場對於半導體的未來產生許多負面的看法。 過去幾年,全球半導體的成長的動能確實來自於智慧型手機,然而為何是現在才看到蘋果公司的手機衰退,而不是3年以前呢?智慧手機能否因為半導體工藝的進步,刺激消費者的需求,讓產值變得更大呢?本文嘗試連結智慧型手機錄影的每秒顯示張數/影格率(Frame Per Second, FPS)與半導體製程工藝,說明2018年的7奈米工藝恰滿足4K60FPS的錄影需求,利用簡易的技術預測推估3奈米工藝可滿足8K60FPS的需求,發生的時間點約在2021-2022年。 對FPS的需求,推動過去手機SoC效能發展 AnandTech網站最近公佈了一份近幾年來智慧型手機SoC的效能評比[3]。評鑑手機SoC有許多技術指標,當然也會有綜合指標,我這裡使用的指標主要是播放畫面時常用的每秒顯示張數/影格率。 FPS是動畫、影片的基礎,人的眼睛如果看到的畫面在每秒10-12張以上時,就會產生視覺暫留的效果,而認為畫面是連續的。電影院的膠捲播放約在24FPS,對於多數人來說是可以接受的速度。然而到了CRT與LCD螢幕的時代,NTSC規範顯示器的更新頻率在60Hz(PAL規範為50Hz),規範FPS在30p(PAL規範為25p),在一個可以每秒更新60張圖片的顯示器上面,NTSC建議畫面每秒顯示張數為30張,約為螢幕更新頻率的50%。如果影格率低於30FPS時,人眼會感覺到畫面延遲、拖影、抖動,所以開始要求提高FPS。 按照前面顯示器更新頻率要在FPS的兩倍以上的概念,螢幕的更新頻率開始有了120Hz、240Hz等高級規格出現。提高FPS與顯示器更新頻率有助於欣賞賽車影片、以及增加3D遊戲的流暢度。 目前一般所謂的電玩級顯示器,約在144Hz以上,也就是可以讓FPS達到72p。市場上高階的LCD/AMOLED TV,多數具備動態影像流暢技術...