半导体的技术篇1

[关键词]半导体；晶体管；超晶格

中图分类号：O47

文献标识码：A

文章编号：1006-0278（2013）08-185-01

一、半导体物理的发展

（一）半导体物理早期发展阶段

20世纪30年代初，人们将量子理论运用到晶体中来解释其中的电子态。1928年布洛赫提出著名的布洛赫定理，同时发展完善固体的能带理论。1931年威尔逊运用能带理论给出区分导体、半导体与绝缘体的微观判据，由此奠定半导体物理理论基础。到了20世纪40年代，贝尔实验室开始积极进行半导体研究，且组织一批杰出的科学家工作在科学前沿。1947年12月，布拉顿和巴丁宣布点接触晶体管试制的成功。1948年6月，肖克利研制结接触晶体管。这三位科学家做出杰出贡献，使得他们共同获得1956年诺贝尔物理学奖。

晶体管的发明深刻改变人类技术发展的进程与面貌，也是社会工业化发展的必然结果。早在20世纪30年代，生产电子设备的企业希望有一种电子器件能有电子管的功能，但没有电子管里的灯丝，这因为加热灯丝不但消耗能量且要加热时间，这会延长工作启动过程。因此，贝尔实验室研究人员依据半导体整流和检波作用特点，考虑研究半导体能取代电子管的可能性，从而提出关于半导体三极管设想。直到1947，他们经反复实验研制了一种能够代替电子管的固体放大器件，它主要由半导体和两根金属丝进行点接触构成，称之为点接触晶体管。之后，贝尔实验室的结型晶体管与场效应晶体管研究工作成功。20世纪50年代，晶体管重要的应用价值使半导体物理研究蓬勃地展开。到了20世纪60年代，半导体物理发展达到成熟和推广时期，在此基础上迎来微处理器与集成电路的发明，这为信息时代到来铺平道路。1958年，安德森提出局域态理论，开创无序系统研究新局面，这也为非晶态半导体物理奠定基础。1967年，Grove等人对半导体表面物理研究已取得重要进展，并使得Si-MOS集成电路稳定性能得以提高。1969年，江崎与朱兆祥提出通过人工调制能带方式制备半导体超晶格。正是在半导体超晶格研究中，冯·克利青发现整数量子霍尔效应。在1982年，崔琦等发现了分数量子霍尔效应，这一系列物理现象的发现正揭开现代半导体物理发展序幕。

（二）半导体超晶格物理的发展

建立半导体超晶格物理是半导体的能带理论发展的必然。之后，人们对各种规则晶体材料性能有相当认识，从而开创以能带理论作为基础的半导体物理体系，也借助其来解释出现的一系列现象。1969年与1976年的分子束外延和金属有机物化学汽相沉积薄膜生长技术正为半导体科学带来一场革命。随微加工技术的逐步发展，加之超净工作条件的建立，实现了晶体的低速率生长，也使人们能创造高质量的异质结构，同时为新型半导体器件设计及应用奠定技术基础。1969年，江崎和朱兆祥第一次提出“超晶格”概念，这里“超”的意思是在天然的周期性外附加人工周期性。1971年，卓以和利用分子束外延技术生长出第一个超晶格材料。从此拉开了超晶格、量子点、量子线和量子阱等等低维半导体材料研究序幕。

二、半导体物理的启示

综上所述，文章简单地对半导体物理的一个发展历程进行了回顾，并可以从中得到以下几点启示：

（一）半导体物理的发展一直与科学实验与工业技术应用紧密联系

20世纪30年代之前，人们已经制成整流器、检波器、光电探测器等半导体器件，同时在实验中发现金属——半导体的接触材料上一些导电特性，可是无法理解这其中的物理机理。一直到能带理论建立后，基础建立起金属——半导体接触理论。随后，在实验过程中却发现该理论与实验测量是有出入的，又提出半导体表面态理论。正由于考虑到半导体表面态影响，贝尔实验室才能成功研制晶体管，这又促进半导体物理发展。不难发现，半导体物理的发展与实验是离不开的，因新的实验结论推动相应理论的建立，而理论发展又会反过来去指导实验的研究。19世纪30年代法拉第发现电磁感应定律，这为电力的广泛应用奠定理论基础，架起电能和机械能相互转化的桥梁，为第二次工业革命铺路。晶体管的成功研制，大规模与超大规模集成电路出现，导致第三次工业革命。这都是涉及信息技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和生物技术等众多领域的一场信息技术革命。

半导体的技术篇2

那么，看看风险投资的态度吧。8月中旬，美国节能LED技术领域供应商普瑞光电股份有限公司宣布，已完成2300万美元的C轮风险投资，该公司为需求广阔的固态发光市场服务。一直以来，中国市场似乎都是美国市场的跟随者，美国的新技术、新模式，都是中国需要承接和模仿的。其实不然，早在2006年4月，国内的一家同行业公司也顺利地与风险投资实现了对接，这家公司就是晶能光电（江西）有限公司（以下简称晶能光电），参与投资的投资机构有金沙江创业投资基金、永威投资，以及美国著名的Mayfield，金额达到1000万美元。今年6月，晶能光电再次顺利完成4000万美元第二轮融资。据了解，晶能光电有望成为国际上为数不多的具有原创知识产权的半导体发光材料公司，也将带来大量下游封装、应用等配套企业在江西集聚，有望形成一个产值数十亿元的产业群。

“在各国政府和相关机构的支持下，半导体照明在技术上不断取得突破、产品得到大力的推广和应用，资本更是对这个新兴产业青睐有加，这些都是产业快速发展的因素。”长期研究半导体照明行业发展的北京麦肯桥资讯有限公司（以下简称麦肯桥）总经理余杰如是说。

半导体照明被看好，是源于其令人信服的技术，半导体照明灯具具有长寿命、节能、安全、绿色环保等显著优点，它的耗电量只有普通照明的1/10。但半导体照明行业仍是笼罩着一片乌云，成本等各方面原因导致其应用还在推广中。但是，所有行业内人士都相当看好半导体照明的前途，认为新光源将掀起一股替代运动，这场运动将以半导体照明灯具全面替代传统的荧光和白炽照明灯具画上句号。

“只要目前1/3的白炽灯被半导体灯所取代，每年就可为国家节省用电1000亿度，几乎相当于节省一个三峡工程的年发电量。”余杰用这组数据表示了对半导体照明行业的看好。通俗的解释是：传统照明将电转化成热再转化成光，而半导体照明是将电直接转化成光。在目前全球的半导体照明领域，LED是最通用的技术。LED（LightEmittingDiode）是一种基于半导体发光二极管新型光源的固态照明。据业内人士预测，到2010年我国仅LED产业即可形成500亿元的产值。整个LED及相关应用产业将达到3600亿元规模。金沙江创业投资合伙人潘晓峰正是看到了LED产业巨大的市场需求以及国内技术创新的突破，才使金沙江创业投资基金（后简称金沙江）选择投资晶能光电。

产业链形成

任何时候，只要现有资源、技术组合及市场潜力能以应用为导向，那么，一种全新的市场动力就要产生作用了。关于半导体照明的应用导向正牵引着半导体照明产业链的形成。

“我国的半导体照明行业发展起步于2003年，到目前已经形成基本完整的产业链，正进入快速发展时期。但是，国内企业主要集中在技术含量不很高的封装领域，而上中游领域近几年才开始逐渐发展，国内的LED芯片供应能力目前远不能满足需要，还必须大量进口。”余杰对本刊记者表示。

LED产业链包括LED外延片生产、LED芯片生产、LED芯片封装及LED产品应用等四个环节。其中外延片的技术含量最高，芯片次之。

成本、技术和产品体系限制了半导体照明大规模应用，这三个因素其实是紧密联系在一起的。想降低成本就必须取得技术突破，同时建立完善的产品和配套体系，实现大规模生产。而LED照明能在各个领域应用，取决于LED的电光转换效率。在产品可靠、寿命长的前提下，电光转换效率越高，芯片及封装后的器件及应用产品的成本、价格越低，其应用面越宽广，普及程度越高。而国内公司自产外延片、芯片的电光转换效率还不及国外，自有知识产权也很少，是眼下国内企业必须加速解决的关键所在。

就在2006年，晶能光电成为最早破局的国内企业。目前世界上用于半导体照明的外延片材料方面，以日本日亚公司为代表的是在蓝宝石上生长氮化镓出蓝紫光，以美国CREE公司为代表的是在碳化硅上生长氮化镓出蓝紫光，而晶能光电是世界上为数不多的在硅上生长氮化镓的公司之一，这样，硅上生长氮化镓可以较容易避开日亚、CREE等众多公司的专利围剿，成为我国提高电光转换效率、降低成本的一条新途径。而且，晶能光电采用硅做LED衬底，成本只有美日主流LED企业的几十分之一，这样的竞争力将导致其应用产品更易推广。

另外，目前国内涉足半导体节能LED芯片的公司还有联创、方大、大连路明等。这些核心企业都努力在自有技术之上形成完整的产业链，并达到了一定的生产规模。

在诸多企业和政府部门的努力下，我国LED产业已经初步形成珠江三角洲、长江三角洲、东南地区、北京与大连等北方地区四大区域，每一区域基本形成了比较完整的产业链。“总体而言，我国的LED产业格局南方产业化程度较高，而北方依托众多高校和科研机构产品研发实力较强。”余杰表示。在地域分布上，珠三角和长三角是国内LED产业最为集中的地区，上中下游产业链比较完整，集中了全国80%以上的相关企业，也是国内LED产业发展最快的区域，产业综合优势比较明显。与LED有关的设备及原材料供应商纷纷在这两个区域落户，与国际应用市场便捷的联系为LED产业的发展创造了良好的服务及市场环境，产业集群效应正在逐步显现。这种集群效应将吸引更多的产业资本、金融资本和风险投资进入，在较短时间内迅速扩大半导体照明产业的规模。

“我国政府对半导体照明产业的发展非常重视，并作为一个重要的战略产业进行扶持。从国家的角度来讲，微电子与国外差距很大，没有希望赶上，而光电子领域差距比较小，国内企业有发展空间。在半导体照明行业，全世界也没有进入成熟阶段，目前格局上我国还存在希望。”余杰对中国的半导体照明行业充满了期待。

蜂拥而至

想象一下，你的房间里安装了这样的灯，不是白炽灯的圆形或者日光灯的长条形，它是平面的或者立体的，可以调色，也可以调节照射角度。因为LED技术的成熟，这样的想象将在不久后实现。其实，LED照明产品已经渗透到我们生活中的各个领域，其热点应用市场很多，比如显示屏市场、背光源市场、景观照明市场、室内装饰灯市场，以及最具发展潜力的室内照明市场。

在本刊记者掌握的数据中，LED发展速度清晰可见：按照LED的销售额来统计，2006年全球LED的销售额为66亿美元。2006年我国LED生产数量达600多亿只，销售额为146亿元人民币，1995年－2006年期间销售值平均增长率达到30％。

这样的数据背后是大量的企业喷涌而出。以前是高科技企业投入，现在美国GE、德国Osram等国际性照明企业也在投入。在半导体照明产业的初期，出现众多的企业是产业发展的必然现象，也是半导体照明产业发展前景的一个反映。

松下电工、Osram、飞利浦、GE等企业在照明产业上虽仍以传统产品为主，但其对半导体照明都有很大投入，目前纷纷与半导体公司合作组建半导体照明公司，抢占产业制高点，致力于在2010年前，使半导体灯发光效率再提高8倍，价格降低100倍。这虽使国内企业增加了压力，但对推动行业进步起到了一定作用。

当然，国内在产业链各个环节都有一批规模大、技术水平高的企业，到2006年底，我国共有LED企业千余家，其中上中游的外延及芯片生产商有25家左右，下游封装企业及应用企业1500家以上，但规模普遍较小。上游外延材料已实现了量产，但产业化水平不高；中游芯片制造与国外差距不大，但受限于外延品质，档次偏低，且大多处于发展初期，规模与国外大公司相比差距较大；下游封装实现了大批量生产，正在成为世界重要的中低端LED封装基地；同时凭借具备优势劳动力资源和完备的产业配套体系，我国的应用产品制造业形成了非常强的国际竞争力，在景观、玩具、气氛照明、便携灯具、显示、信号、指示等领域成为全球制造基地。

正因为行业内企业云集而通用产品应用还迟迟打不开局面，在永威投资北京代表处总经理谢忠高看来，LED照明市场前景还难以看清，处于“一片乌云”的状态，但是他依然认为，“LED照明行业如果发展的好，将比现在的传统照明省电很多，应用也非常大，从电视背板到路灯、汽车灯具无所不包。”

一般照明是LED产业业者十分看好的终极应用，届时需求将十分可观，但成本制约其推广。这就意味者LED灯具的成本必须在技术的演进中降低再降低。当然，在一般照明之前，特殊照明的使用会一件一件地发生，包括建筑照明和飞机灯、路灯、矿工灯、隧道灯等。

事实上，手机等便携电子设备背光占到LED销售额的一半以上，其次最大应用为显示屏、汽车、交通信号、景观装饰、特种工作照明等领域。大屏幕LCD背光被认为是下一个应用突破口，预计2007年可占到30%以上的市场分额。至于大尺寸LCD背光应用，随着成本的逐步降低，预计在2008年后将逐步形成规模，并在2010年前后取代手机应用成为LED最大的应用领域。LED在汽车照明上的应用是现在一个热门话题。在尾灯、刹车灯、转向灯等领域的应用已经较为成熟，汽车前灯的应用预计在2008年可以进入市场。

正如国家半导体照明工程专家组成员、深圳市方大国科光电技术有限公司总经理李刚的预言：“保守估计，25年以后，半导体照明工具将替代现今所有的照明工具。”与预言吻合的是，今年3月，中国（北京）第七届国际照明电器博览会上，国内迅速崛起的LED中小照明制造企业成为本次展会的一大亮点，LED的参展企业占到三分之二，而去年只有不到三分之一。

资本推波助澜

在竞争日趋全球化的今天，高科技行业的发展不但要依靠科学技术的进步，也更依赖于资本的支持。对于产业生命周期早期阶段的中小型高科技企业，仅仅靠创业者的资金来实现企业甚至产业的快速发展是不现实的，风险投资的进入无疑能推动企业投身特定的应用领域。而且半导体照明的创业者主要为技术人员，风险投资的介入可以在资本运作、企业管理、企业战略等方面提供支持，有利于企业及行业的健康发展。

而晶能光电无疑是技术和投资两者优势互动的杰出例子。打破日本、美国的技术垄断，晶能光电得以进入风险投资的视野。金沙江合伙人潘晓峰表示：“晶能光电是少数的在中国本土完成基础研发且具有完整知识产权的中国公司，在全球范围也有独一无二的市场需求。目前我们正在帮助晶能光电在国外申请专利，下一步是推进项目的产业化。”在风险投资的支撑下，预计总投资高达7000万美元的晶能光电“硅衬底发光二极管材料及器件”产业化项目已经在南昌高新技术产业开发区开建一期工程。该项目的开工建设，将为全国首批四大国家半导体照明工程产业化基地之一的南昌构建一个年产值50亿元的LED产业集群。本刊记者从晶能光电了解到，该产业化项目分三期建设，一期建设预计将于今年年底完成，形成年产30亿粒硅衬底蓝、绿光LED芯片的生产能力；二期建设实现年产硅衬底蓝、绿光LED芯片140亿粒；三期建成上中下游产业链，实现LED产业集群，实现年产值50亿元，提供就业5000人，并进入全球同行业前三甲。

“永威投资的进入，对这个行业带来的好处在于能够推动研发，尽快发挥固态发光技术在节能和可持续性发展方面的最大潜力。”谢忠高这样认为。事实上，世界上最大的LED生产线在中国台湾地区，国内外最先进的LED外延生长芯片制造设备在台湾地区密度也是最高，可以说台湾地区是世界上LED照明上、中、下游整合最好的地区。作为从台湾地区出身的投资机构，永威投资可以把在台湾地区的所有资源都带入内地，无论是合作伙伴还是经营人才。”无独有偶，金沙江对这个行业的参与也是如此，他们能带来美国市场的经验。

在投资晶能光电后，谢忠高“说话算数”，从厂房的建设到管理人员的选择，无一不亲历亲为。而且在他看来，晶能光电董事长兼总裁江凤益教授心胸很开阔，能很好地与投资人合作。“假如创业者始终认为技术第一，那么投资人就很难对企业进行帮助，因为从技术到生产还需要很多其他新型人才。”谢忠高对本刊记者说。

像晶能光电这样的半导体照明企业，从技术研发到形成产品到最后规模生产，需要相当长的时间，也需要大量的资金支持，永威投资和金沙江一直保持着良好的心态，丝毫没有业界认为的风险投资快进快出的浮躁。“从技术到生产制造，确实需要时间的积累。投资了200多家类似的高科技公司后，我们经验丰富，对这个过程我们也习以为常。只要市场够大、技术够好，企业融资就很容易，晶能光电就是这样的企业。我们投资人只需要很自然地与企业一起经历这个过程就可以了。”

和谢忠高一样，其他投资人对这个行业保持着乐观的心态，而且愿意付出时间和精力等到行业的成熟、产业化的实现。

半导体的技术篇3

太阳电池在工作的过程中，光电转换效率并不只由本身的材料决定，还受到许多因素如：入射光反射，电极制作过程中金属半导体接触的质量，电池栅线遮光率等，这些都会使电池的效率下降。针对这些问题，本文探讨了利用工艺技术提高光电转换效率的主要途径。

【关键词】太阳能电池工艺技术

太阳电池光电转换效率受到许多因素的影响，各子电池材料的搭配生长很重要，这决定了电池对光的吸收转换能力。太阳电池在工作的过程中，光电转换效率并不只由本身的材料决定，还受到许多因素的影响。例如，电池表面的入射光反射，电极制作过程中金属半导体接触面积过大导致少子复合速度提高，电池栅线遮光等，这些都会使电池的效率下降。因此，优化器件制造后工艺，对于充分利用太阳能，提高太阳电池的光电转换效率及降低成本具有重要的意义。

针对以上问题，利用工艺技术提高光电转换效率的途径主要有：

1合理设计栅线结构

如果栅线宽度较大（通常大于10微米）将造成遮光较大，电池填充因子较低，同时金属与半导体接触面积增大将使表面扩散浓度升高，进而影响表面钝化的效果。因此电极栅线的设计显得格外重要，如何使电极线分布广泛，进而快速有效地收集聚光时产生的高密度光生载流子，同时尽可能增大电极透光面积、减小电极电阻是设计的重点。根据现有工艺条件以及预先设定的电池参数（开路电压、短路电流密度、最佳工作点的输出电压和输出电流密度等）进行设计，合理的栅线结构可以将电极金属层电阻功率损耗，栅线遮挡造成的功率损耗，接触电阻功率损耗，接触层横向电阻功率损耗值降至最低。

2在电池表面镀多层减反射膜

减反射膜是利用光在减反射膜的两侧处反射光存在位相差的干涉原理而达到减反射效果，可利用菲涅耳公式求得反射率。对于多层膜系，通常引入光学导纳的概念来分析多层光学薄膜的反射性质，将整个系统等效为一个单层膜，求出多层膜系的等效菲涅耳系数，从而求出反射率。膜系的反射率R取决于上面的膜层结构参数。一般情况下，垂直入射和入射光的光谱分布是已知的，因此可通过调整膜系的层数m和各层膜的光学厚度来得到最小的反射率。

太阳光分布在一个较大的波长范围内，因此，对太阳电池要求在一个较宽的光谱范围内有良好的减反射效果，使更多入射光能进入电池。多层减反膜能够在多个波长附近有好的减反射效果，这样就展宽了具有良好减反射效果的波长范围。为搭配具有良好光电转换能力的太阳能电池材料，减反射膜材料的选择必须满足以下几个条件：

（1）适宜的透明范围，在对应于各太阳能电池吸收层材料波段的光吸收系数最小，尽可能避免光子在进入吸收层前被吸收，浪费光能；

（2）良好的光学、化学稳定性，以保证其在高温聚光条件下或空间极端条件下仍可正常工作；

（3）与窗口层材料结合以及膜层之间的结合性能、牢固度好；

（4）保证膜层之间、膜与窗口层材料之间的折射率相匹配，这需要遵循麦克斯韦电磁方程组和菲涅耳公式进行多层膜系光学性质的推演，并不是随意的材料都可以进行组合，选择最恰当的材料折射率搭配才能达到最小的反射效果。

满足以上条件的双层膜系有很多，如TiO2/Al2O3、TiO2/SiO2、ZnS/MgF2或ZnS/ZnSe等。在地面应用中，对于III-V族级联电池，MgF2与ZnS组合的减反射膜能给出最佳的减反射效果。

今后，高效率电池的材料会随着资源开发的加剧越来越贵，在如何保证转换效率较高的情况下降低材料的成本就显得尤为重要，尽可能地增加入射光，研发新型减反射结构也是提升电池效率降低电池成本的一个有效途径。

参考文献

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作者简介

詹锋（1980-），男，广西壮族自治区南宁市人。北京师范大学博士，中国科学院博士后，现广西大学有色金属材料国家重点实验室培育基地副研究员，研究方向为有色金属新能源材料。

半导体的技术篇4

从引进到创新

激光半主动制导技术问世于上世纪60年代，随着技术和元器件逐渐成熟，激光半主动制导的精度和可靠性在几十年的发展中逐渐提高，应用范围日益扩大，成为最广泛使用的一种精确制导体制。美国是最早使用激光半主动制导技术的国家，并在导弹、末制导炮弹和火箭弹上逐渐推广。俄罗斯、乌克兰、以色列和南非等国家都研发了一系列采用激光半主动制导技术的精确制导弹药。尤其是俄罗斯图拉仪器设计局的“红土地”末制导炮弹，除了装备本国军队外，还衍生了155毫米版本，成功出口到包括法国、印度在内的多个国家。

团队最初接触激光半主动制导技术，就是通过生产线引进的末制导炮弹。但由于生产线引进并不附带有关弹药设计原理的技术资料，只能自行攻关。在刚接触激光半主动制导技术时，对激光半主动制导寻的器、四象限探测器等元器件应该如何设计，具体的跟踪技术和制导方法如何选择等，都不清楚。国内相关领域的不少专家也不看好将末制导炮弹的导引头和技术移植到导弹上的发展前景。

滚转稳定的末制导炮弹导引头与倾斜稳定的导弹导引头之间有显著差别，但考虑到这是当时突破导弹激光半主动制导技术最好的途径，团队还是选择了迎难而上。

除了导弹制导和飞行控制的问题外，团队还必须摸索激光目标指示与导引头匹配的一些问题，如导引头开机后接收不到目标指示信号这样的故障，都曾出现过。但研制过程中的种种“磨难”，也使得设计团队逐渐吃透了激光半主动制导技术的细节。团队总结，这是一个“引进一消化吸收一再创新”的过程。正是有了扎实的基础，

“蓝箭7”的性能已经可以和美军“海尔法”Ⅱ比肩，可以在7千米范围内击毁世界现役各型坦克。

据了解，俄罗斯虽然研制了“红土地”这样的激光半主动末制导炮弹，但却在反坦克导弹上坚持着激光驾束制导方式。对此，团队负责人表示，这两种技术并不存在哪个更先进的问题。俄罗斯完全有能力研发采用激光半主动制导方式的反坦克导弹。激光半主动制导优势在于可行非瞄准线攻击，作战使用更为灵活。而激光驾束制导虽然需要指示器始终引导导弹，但弹上不需要装备导引头，系统更为简单，弹体直径和质量都比较小。

从机载到系列

团队还说，他们在“蓝箭7”的研制中，已经充分考虑了国产直升机和其它空中平台的搭载能力。随着对激光半主动制导导弹的了解逐渐加深，他们判断这种武器还有进一步小型化的可能。近年来无人机等低载荷平台如雨后春笋般问世，也需要一款更轻、更小的反坦克导弹型号。因此他们以“蓝箭7”为基本型，通过小型化、多平台化和系列化发展，完成了包括“蓝箭9”在内的一系列新产品。

“蓝箭9”的布局与“蓝箭7”极为接近，但为了满足低载荷和多平台的要求，导弹的尺寸和重量有所降低，总体性能却没有受到太多影响。由于通过“蓝箭7”已经吃透了半主动激光制导技术，“蓝箭9”的研发周期比“蓝箭7”大幅度缩短。

当然，针对减重和多平台化的研发也不是一帆风顺的。固定翼飞机、直升机、地面和舰艇这样的武器平台，在初速、发射角等方面都有明显的区别。相对而言，直升机发射导弹，主要克服旋翼带来的正弦规则振动。而固定翼飞机（包括固定翼无人机）发射带来了较高的初速，初速不一样，弹道初始段也不一样。“蓝箭9”系列导弹并没有惯导系统，只能依靠陀螺来控制飞行。对于舰艇发射，则需要克服波浪所带来的振动。针对这些差异，在配装不同平台时要进行适应性修改。

从成熟到未来

团队表示，作为一种已经发展了几十年的技术，激光半主动制导技术仍有发展的空间。尤其考虑到与简易制导火箭弹和炮弹的结合，激光半主动制导弹药必然会发展成一个覆盖低端和高端市场的庞大精确制导弹药家族。具体到“蓝箭7”和“蓝箭9”这样的激光半主动制导反坦克导弹的发展，未来应该会集中在增程、多模制导、多平台通用化和战斗部多用途等几个方向。

在增加射程方面，主要的难度在于如何平衡和弹体尺寸全重以及精度之间的关系。团队介绍，南非此前曾研发过一款射程达到10千米的MOKOPA导弹，但它的尺寸和全重都远超过“蓝箭7”。激光在大气中传播，除了会受到吸收衰减的影响外，大气散射会让激光束向周围散射，造成损失，这就是所谓大气后向散射。因此想要提升激光半主动制导导弹的射程，就必须优化激光目标指示器的光束稳定性和光斑形状。

多模制导也是未来一个主要的发展方向。多模引导考虑的是在复杂战场环境下保证导弹的作战能力。例如在能见度不足1千米的情况下，激光半主动制导的精度将大幅度降低，甚至无法使用。而如果采用主动毫米波雷达和激光半主动的双模导引头，导弹仍可以保持较高的射击精度。团队表示，多模制导虽然已经成为国际公认的发展方向，但各国在具体制导方式上却有自己的选择，有的国家选择多种制导方式“接力”，另一些则选择让多种制导方式“同时工作，互相促进”。

未来，“蓝箭9”系列导弹还将继续进行系列化发展。团队表示，现在导弹的多平台发展不仅受到导弹本身的影响，还要看激光目标指示器等相关设备的发展情况。由于激光半主动制导在非瞄准线发射方面具有先天优势，多平台通用化发展前景较好。

半导体的技术篇5

亚洲：战略新核心

2006～2010年，亚太地区的半导体年复合增长率将超过10％，与接近饱和的成熟欧美市场不同，亚洲将成为新一轮半导体竞争的核心战场。对于新任副总裁兼亚太区总经理汪凯博士及其团队来说，如何驾驭占公司销售比例47％的亚太市场既是施展才华的机遇也是面临的巨大挑战。

中国市场无疑是飞思卡尔亚洲战略的中心，无论是将亚太区总部迁至上海，还是选择深谙中国市场情况的汪凯博士领衔拓展最具战略意义的亚洲市场，亦或是此次FTF在深圳的高调登场，无不凸显了中国在整个亚太市场的地位。为了应对日趋激烈的竞争，目前飞思卡尔每年的研发投入已经超过10亿美元，在亚太区已经有了8家研发中心，这其中半数在中国。汪博士坦言：“中国还有足够广阔的市场空间去扩展我们的业务，我们有足够的信心争取到更多的中国消费者!”将TD-SCDMA作为此次FTF的重要议题，飞思卡尔再次突出了对中国市场的重视程度。大会期间不仅专门介绍了飞思卡尔在中国市场参与TD-SCDMA产品开发的详细情况，展示了相关的技术成果，还邀请TD-SCDMA论坛秘书长王静博士做精彩的主题演讲。

拐点：半导体的十字路口

对于半导体产业来说，现在的市场已经处在一个尴尬的十字路口，当半导体不再是以性能为唯一竞争因素之时，企业需要重新认清自己前进的方向。对思卡尔这样历史悠久的半导体巨头来说，在十字路口面前略有徘徊是在所难免的，最重要的是要寻找新的前进方向。首席销售和营销官HenriRichard的话很有代表性：“未来的半导体并不一定尖端就能制胜，对大多数市场来说，物美价廉才更有意义。性能和成本都将成为未来产品研发的重要因素。”在展望飞思卡尔未来的产品策略方面，他强调节能、在晶体管层面的电源管理和嵌入式系统是飞思卡尔最为看重的发展趋势。新任CTOLisaSu则在主题演讲中更有针对性地描述了飞思卡尔的技术发展重点。嵌入式处理器以及网络通信解决方案将会是下一阶段主要的发展视野，而高效能连结(TheNetEffect)、朝向绿色环保(GoingGreen)、扩展银发生活应用(SilverLiving)三大领域，是飞思卡尔看好未来半导体设计与产品解决方案的具体发展项目。整合MCU和MPU、传感器及模拟控制器将是未来嵌入式控制系统的基本架构，应用广度及深度将会超越目前以PC或是消费电子产品驱动半导体设计的主流。多核技术将是未来嵌入式产品的发展重点，多核技术的制造工艺已经比较成熟，通过硬件加速处理优化多核性能、实现软件对多核的协调工作以及多核快速仿真、调试与编程等方面将成为主要的产品竞争力。

面对这样一个半导体发展的拐点，飞思卡尔选择拓展业务范围，进行有针对性的战略转变。在本次论坛上，针对节能开发的接近传感器无疑最吸引眼球，这个可以在无人状态下迅速关闭电源的控制装置，如果可以植入每一个灯泡，无疑在节能的基础上带给微控制器厂商无限的产品应用空间。

重点：扩大领先优势

网络与微控制器，是飞思卡尔最重要的两个产品领域，在市场竞争日趋激烈的今天，巩固自己的竞争优势无疑是企业战略的重点。

多媒体应用是推动网络演进的重要力量，催生着传统技术市场的新技术变革。作为传统的通信半导体厂商，网络产品一直是飞思卡尔重要的业务部门。网络和多媒体部总经理LynelleMckay认为，网络服务的主体已经变成系统而不是芯片，要根据不同的用户提供区别化服务才能保持竞争力，比如深度包检测和安全问题将成为芯片供应商必须考虑的问题。多媒体网络的产业链将以On-chipFabric的多核通信通用平台为核心，更多新技术将变得更加重要，如多核硬件加速处理可以优化多核性能，多核仿真环境将提升调试与编程能力等，4～5核的通信产品将在LTE时代广泛流行。在谈到最近的几个无线技术热点时，LynelleMckay强调，对无线技术的未来来说，什么是最需要的才是决定选择哪种方式的最主要动力，现在无线标准很多但并不一定都适合，飞思卡尔希望能在ZigBee和近距离无线通信方面有所作为。

飞思卡尔作为MCU的领导厂商，正在致力于构建下一代MCU产品。微控制器解决方案部总经理PaulE.Grimme介绍，消费市场对MCU的需求将促使MCU的发展保持技术连续性，MCU性能持续提高的同时成本将进一步降低，8位/16位/32位MCU将逐渐实现相同的软件开发平台，从而实现开发设计方法的平滑过渡，以便于快速地进行升级换代。另一方面，MCU继续往集成的方向发展。特别是在汽车应用中，越来越多的MCU集成传感器、模拟器件、闪存和电源器件。软件在MCU开发中的作用将持续增加，差异化设计将变得更为重要，节能、电机与电源控制应用将是消费和工业领域的新应用。

印象：摆脱半导体的束缚

半导体的技术篇6

关键词：半导体材料发展应用

自然界中的物质，根据其导电性能的差异可划分为导电性能良好的导体（如银、铜、铁等）、几乎不能导电的绝缘体（如橡胶、陶瓷、塑料等）和半导体（如锗、硅、砷化镓等）。

半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质。它的导电能力会随温度、光照及掺入杂质的不同而显著变化，特别是掺杂可以改变半导体的导电能力和导电类型，这是其广泛应用于制造各种电子元器件和集成电路的基本依据。

下面就其半导体的发展与应用加以介绍。

一、半导体材料的发展

第一代半导体是“元素半导体”，典型如硅基和锗基半导体。其中以硅基半导体技术较成熟，应用也较广泛，一般用硅基半导体来代替元素半导体的名称。

第二代半导体材料是化合物半导体。化合物半导体是以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和氮化镓（GaN）等为代表，包括许多其它III―V族化合物半导体。这些化合物中，商业半导体器件中用得最多的是砷化镓（GaAs）和磷砷化镓（GaAsP）、磷化铟（InP）、砷铝化镓（GaAlAs）和磷镓化铟（InGaP）。其中砷化镓技术较成熟，应用也较广泛。

二、半导体材料的应用

半导体材料的早期应用：半导体的第一个应用就是利用它的整流效应作为检波器，就是点接触二极管（也俗称猫胡子检波器，即将一个金属探针接触在一块半导体上以检测电磁波）。除了检波器之外，在早期，半导体还用来做整流器、光伏电池、红外探测器等，半导体的四个效应都用到了。从1907年到1927年，美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。1931年，兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。1932年，德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器，在二战中用于侦测飞机和舰船。二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效，英国就利用红外探测器多次侦测到了德国的飞机。

今天，半导体已广泛地用于家电、通讯、工业制造、航空、航天等领域。1994年，电子工业的世界市场份额为6910亿美元，1998年增加到9358亿美元。而其中由于美国经济的衰退，导致了半导体市场的下滑，即由1995年的1500多亿美元，下降到1998年的1300多亿美元。经过几年的徘徊，目前半导体市场已有所回升。

三、第二代半导体材料的发展方向

当前化合物半导体产业发展主要体现在以下五个方面。

1.消费类光电子。光存贮、数字电视与全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比例越来越高，音视频装置日益无线化。再加上笔记本电脑的普及，这类产品的市场为化合物半导体产品的应用带来了庞大的新市场。

2.汽车光电子市场。目前汽车防撞雷达已在很多高档车上得到了实用，将来肯定会越来越普及。汽车防撞雷达一般工作在毫米波段，所以肯定离不开砷化镓甚至磷化铟，它的中频部分才会用到锗硅。由于全球汽车工业十分庞大，因此这是一个必定会并发的巨大市场。

3.半导体照明技术的迅猛发展。基于半导体发光二极管（LED）的半导体光源具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保、耐冲击不易破、废弃物可回收，没有污染，可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点，具有重大的经济技术价值和市场前景。特别是基于LED的半导体照明产品具有高效节能、绿色环保优点，在全球能源资源有限和保护环境可持续发展的双重背景下，将在世界范围内引发一场划时代的照明革命，成为继白炽灯、荧光灯之后的新一代电光源，进入到千家万户。目前LED已广泛用于大屏幕显示、交通信号灯、手机背光源等，开始应用于城市夜景美化亮化、景观灯、地灯、手电筒、指示牌等，随着单个LED亮度和发光效率的提高，即将进入普通室内照明、台灯、笔记本电脑背光源、LCD显示器背光源等，因而具有广阔的应用前景和巨大的商机。

4.新一代光纤通信技术。新一代的40Gbps光通信设备不久将会推向市场，代替25Gbps设备投入大量使用。而这些设备中将大量使用磷化铟、砷化镓、锗硅等化合物半导体集成电路。

5.移动通信技术正在不断朝着有利于化合物半导体产品的方向发展。目前二代半（2.5G）技术成为移动通信技术的主流，同时正在逐渐向第三代（3G）过渡。二代半技术对功放的效率和散热有更高的要求，这对砷化镓器件有利。3G技术要求更高的工作频率，更宽的带宽和高线性，这也是对砷化镓和锗硅技术有利的。目前第四代（4G）的概念已明确提出来了。4G技术对手机有更高的要求。它要求手机在楼内可接入无线局域网（WLAN），即可工作到2.4GHz和5.8GHz，在室外可在二代、二代半、三代等任意制式下工作。因此这是一种多功能、多频段、多模式的移动终端。从系统小巧来说，当然会希望实现单芯片集成（SOC），但单一的硅技术无法在那么多功能和模式上都达到性能最优。要把各种优化性能的功能集成在一起，只能用系统级封装（SIP），即在同一封装中用硅、锗硅、砷化镓等不同工艺来优化实现不同功能，这就为砷化镓带来了新的发展前景。

参考文献：