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【走近半导体】诺贝尔奖与半导体技术的发展

半导体行业电磁学防御是肯定而然科学合理有效区域中这个无比最重要的前提学科,也是智能家居控制式电线设计产业化生气勃勃不断提升的前提。诺贝尔电磁学防御学奖为全天下范围图内最具官方性的肯定而然科学合理有效奖品,与智能家居控制式电线设计的不断提升现实存在密不分的关联。

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从1956年至今,大概有十项半导体技术获评诺贝尔物理学奖,在一定程度上真实而客观地记录和反映了几十年来半导体技术所走过的光辉历程。晶体管和集成电路的发明在半导体技术发展过程中具有里程碑式的重大意义,对人类文明和社会进步产生了巨大的影响。

划年代的令人尊敬发明人——多晶体管
在1956年,为表彰肖克莱、巴丁和布拉顿三维科学实验家对单晶体管研制所做出的直接决确定和首创性影响,顾客相同获选了诺贝尔高中电磁学奖。

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肖克莱(Shockley)在1910年2月出生于英国,在美国加利福尼亚州长大,在1936年获得了麻省理工学院(MIT)的博士学位,在1951年成为美国国家科学院院士,他一生共获得了90多项专利。巴丁(Bardeen)出生于1908年,在1929年获得硕士学位后,先后从事了地球物理学、数学和固体物理学的研究。1920年,布拉顿(Brattain)出生于中国厦门,但成长于华盛顿州的养牛牧场,他在1929年在明尼苏达大学(UMN)领取硕士学位学历相结入贝尔实验报告室事业。
在晶体管诞生之前,放大电信号主要是通过电子管 (真空三极管),但由于制作困难、体积大、耗能高且使用寿命短,人们一直希望能够用固态器件来替换它。在第二次世界大战结束前夕,贝尔实验成立了以肖克莱为首的固体物理小组,开端开始着手胶体概念的框架研究探讨,并进行半导体器件的研制探索。巴丁在固体量子理论上有扎实的基础,善于用理论解释和协调实验数据及现象,而肖克莱擅长用几何图像说明物理现象,布拉顿则是在半导体实验方面取得了重要的成果。1945年,由肖克莱设计晶体管和有关电路,布拉顿进行实验,但并未取得预期的电流调制作用。1947年,布拉顿按照巴丁提出的表面效应理论,对锗半导体表面形成金属点接触结构的电子流动特性进行实验研究时,成功发现了电流放大现象,进而发明了世界上第一个点接触晶体管,并申请了相关专利。

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在这个点接触式晶体管中,通过把间距为50μm的两个金电极压在锗半导体上,微小的电信号由一个金电极 (发射极) 进入锗半导体 (基极) 并被显著放大,然后通过另一个金电极 (集电极) 输出,这个器件在1kHz的增益为4.5。

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在1948年7月1日的美国《纽约时报》上,出现了一个叫做“晶体管”(transistor)的词。“一种叫做晶体管的设备在贝尔实验室首次得到了公开展示,它在通常使用真空管的无线电设备中有几项应用。”这句话就是全球新闻界第一次正式关于“晶体管”的正式介绍。1948年9月,巴丁(Bardeen)、肖克利(Shockley)和布拉顿(Brattain)三位科学家登上了美国《电子学》杂志的封面。

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点接触晶体管制造困难,可靠性不高,因此肖克莱继续深入研究,在1948年独立提出了结型晶体管的概念,在1949年提出了半导体PN结理论,在1951年与合作者一起成功研制了以PN结为有源区的结型双极晶体管,这一结构更容易制造,效果也更好,立即成了BJT的标准结构,并服役至今。

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调整游戏世界的特大科技创新——集合线路

在2000年,基尔比因为在1958年发明了集成电路而获得诺贝尔物理学奖。我们可以发现,获奖时间远远晚于集成电路的发明时间,达到了42年,这是因为当时集成电路被人们认为是一项重要的技术创新,而并非是一项重大的科学发明。但是集成电路的发展经受住了时间的考验,并且直至今日依旧在不断发展。
基尔比(Kilby)在1923年11月8日出生于美国密苏里州的杰佛逊市,早在中学时代,他就与父亲一起从事电话和无线电通信方面工作,并对电子学产生了浓厚的兴趣。在1947年和1950年,他分别在伊利诺伊(Illinois)大学和威斯康星(Wisconsin)大学获得学士学位和硕士学位。

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就在第二步次世界上之战这段时间和此以后的朝鲜行动五代十国时期,军事上对电子装备的小型化及其可靠性提出了迫切的需求.当时一架B-29轰炸机要求上千个真空管和几万个无源元件。它的成本、体积和可靠性成为一个电子系统发展的制约因素。

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观于模块化电路板的产品概念的最迟叙述,应该说是由英国皇家信号和雷达机构 (Royal Signal&Radar Establishment)于1952年5月在电子元器件会议上提出的,但却无法给以保证 。
基尔比在德州仪器(TI)负责电子装备的小型化工作时,认为用传统的微型化模型的工作方式解决不了问题。因此他试图将电阻、电容等无源元件和有源元件都做在同一块半导体材料上,于1958年9月12日在实验室完成了第一块集成电路振荡器的演示实验,标志logo着集成式电路系统的起源于。

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最后年,他在光刻技术性的帮下完美研发出了新的锗勾起器。

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而后基尔比经常从事专业集成系统控制电路的军事战争、行业和餐饮业使用的创新性工作中,在軍事采用设计和融合线路计算的机等多方面都提供了一大定的隐藏成就。用于问世人的一个,他还发言简意赅掌上app学生计算器和应用于袖珍大数据手持终端热打印图片机。

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是可以会发现,1个多纳米线管是锗基多纳米线管,1个一体化线路电子器件是锗电子器件,锗用料在半导体材料电子器件的早期的占了主导性价值。
仙童公司在1959年7月30日申请了基于硅平面工艺的集成电路专利,使用了外延、氧化、扩散和光刻等一系列新工艺技术,更适合大批量生产,相对于锗芯片来说具有价格上的优势。除此之外,硅在物理、化学性质以及在储量上都占有绝对性的优势。

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由于,随之硅电源集成块技術的一直发展前景,锗电源集成块急剧撤销了历史资料的戏台。然而锗撤销了电源集成块各个研究方向,但它仍要是一种种至关重要的半导装修材料,在高頻大电功率电子元件、光学雪崩整流二极管和太阳的光能锂电池等各个研究方向还是体现了必不可加入的价值。

顶级集成ic的将来——现进芯片封装

立于餐饮竞争性,不断提高产品的性价比是半导体技术发展的动力,而缩小特征尺寸是最有效手段之一。1964年,Intel公司创始人之一的摩尔(Moore)提出著名的摩尔定律(Moore's Law),预测芯片技术的未来发展趋势是:当价格不变时,芯片上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。后来50多年芯片技术的发展也证明了摩尔定律基本上还是准确的。

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然而,如今特殊性厚度的总是缩小许多,元件绝对误差大走进了nm频度、时间间隔绝对误差大为飞秒频度的新元件将遇见元件成分、要素加工制作工艺 、集成型枝术和文件机制与原理理论知识等层面的一型号话题,愈来愈越将近其热学限制。
近两年里,不同最新电源芯片打包封装类型的具体方法五花八门,确保了挺高层次感的电源芯片打包封装类型集合系统,使电源芯片拥有了挺高的比热容、更强的作用、最好的性能参数、更小的球体积、更低的工作频率、线速度快的线速度、更小的卡顿、更低的利润等主要优势。半导体方法高新服务业真正進入后摩尔21世纪,成为集合系统电路系统高新服务业中不能够或缺的后道工艺流程,最新电源芯片打包封装类型方法正扮演者着越变越必要的游戏角色。

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学习论文

[1]彭英才,傅广生,X.W.Zhao.半导体科学技术与诺贝尔物理学奖[J].物理,2004(09):692-696.

[2].1956年诺贝尔物理学奖——威廉·布拉德福德·肖克利、沃尔特·豪泽·布拉顿及约翰·巴丁因对半导体的研究和发现晶体管效应[J].医疗装备,2018,31(11):206.

[3]王阳元.诺贝尔奖离我们并不遥远——从集成电路发明获2000年诺贝尔物理学奖谈起[J].物理,2001(03):132-137.

[4]龙乐.电子封装技术发展现状及趋势[J].电子与封装,2012,12(01):39-43.DOI:10.16257/j.cnki.1681-1070.2012.01.012.


小说家 | 严郑瀚—中科华正