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半导体的魅力文章

2023-12-07 17:42 来源:学术参考网 作者:未知

半导体的魅力文章

超导
1911年,荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现,将汞冷却到-268.98°C时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性,由于它的特殊导电性能,卡茂林-昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。 这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后,人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中流大的电流,从而产生超强磁场。

1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质,当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感兴强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现:锡球过渡到超导态时,锡球周围的磁场突然发生变化,磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了,人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。

后来人们还做过这样一个实验:在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后把温度降低,使锡盘出现超导性,这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,慢慢地飘起,悬空不动。

迈斯纳效应有着重要的意义,它可以用来判别物质是否具有超性。

为了使超导材料有实用性,人们开始了探索高温超导的历程,从1911年至1986年,超导温度由水银的4.2K提高到23.22K(OK=-273°C)。86年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30K,12月30日,又将这一纪录刷新为40.2K,87年1月升至43K,不久又升至46K和53K,2月15日发现了98K超导体,很快又发现了14°C下存在超导迹象,高温超导体取得了巨大突破,使超导技术走向大规模应用。

超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在无磨擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性能。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验,1987年开始,日本国开始试运行,但经常出现失效现象,出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航,目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍,但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。

超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗,但由于临界温度较高的超导体还未进入实用阶段,从而限制了超导输电的采用。随着技术的发展,新超导材料的不断涌现,超导输电的希望能在不久的将来得以实现。

现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态,但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。

半导体
semiconductor

电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10-5~107欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

本征半导体 不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(图 1 )。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对,均能自由移动,即载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子 - 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。

半导体中杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产生附加的杂质能级。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价结合,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多(图2)。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位,使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子(图3)。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,属电子型导电,称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色。

关于半导体

  以非晶态半导体材料为主体制成的固态电子器件。非晶态半导体虽然在整体上分子排列无序,但是仍具有单晶体的微观结构,因此具有许多特殊的性质。1975年,英国W.G.斯皮尔在辉光放电分解硅烷法制备的非晶硅薄膜中掺杂成功,使非晶硅薄膜的电阻率变化10个数量级,促进非晶态半导体器件的开发和应用。同单晶材料相比,非晶态半导体材料制备工艺简单,对衬底结构无特殊要求,易于大面积生长,掺杂后电阻率变化大,可以制成多种器件。非晶硅太阳能电池吸收系数大,转换效率高,面积大,已应用到计算器、电子表等商品中。非晶硅薄膜场效应管阵列可用作大面积液晶平面显示屏的寻址开关。利用某些硫系非晶态半导体材料的结构转变来记录和存储光电信息的器件已应用于计算机或控制系统中。利用非晶态薄膜的电荷存储和光电导特性可制成用于静态图像光电转换的静电复印机感光体和用于动态图像光电转换的电视摄像管的靶面。

  具有半导体性质的非晶态材料。非晶态半导体是半导体的一个重要部分。50年代B.T.科洛米耶茨等人开始了对硫系玻璃的研究,当时很少有人注意,直到1968年S.R.奥弗申斯基关於用硫系薄膜制作开关器件的专利发表以后,才引起人们对非晶态半导体的兴趣。1975年W.E.斯皮尔等人在硅烷辉光放电分解制备的非晶硅中实现了掺杂效应,使控制电导和制造PN结成为可能,从而为非晶硅材料的应用开辟了广阔的前景。在理论方面,P.W.安德森和莫脱,N.F.建立了非晶态半导体的电子理论,并因而荣获1977年的诺贝尔物理学奖。目前无论在理论方面,还是在应用方面,非晶态半导体的研究正在很快地发展著。
  分类 目前主要的非晶态半导体有两大类。
  硫系玻璃。含硫族元素的非晶态半导体。例如As-Se、As-S,通常的制备方法是熔体冷却或汽相沉积。
  四面体键非晶态半导体。如非晶Si、Ge、GaAs等,此类材料的非晶态不能用熔体冷却的办法来获得,只能用薄膜淀积的办法(如蒸发、溅射、辉光放电或化学汽相淀积等),只要衬底温度足够低,淀积的薄膜就是非晶态结构。四面体键非晶态半导体材料的性质,与制备的工艺方法和工艺条件密切相关。图1 不同方法制备非晶硅的光吸收系数 给出了不同制备工艺的非晶硅光吸收系数谱,其中a、b制备工艺是硅烷辉光放电分解,衬底温度分别为500K和300K,c制备工艺是溅射,d制备工艺为蒸发。非晶硅的导电性质和光电导性质也与制备工艺密切相关。其实,硅烷辉光放电法制备的非晶硅中,含有大量H,有时又称为非晶的硅氢合金;不同工艺条件,氢含量不同,直接影响到材料的性质。与此相反,硫系玻璃的性质与制备方法关系不大。图2 汽相淀积溅射薄膜和熔体急冷成块体AsSeTe的光吸收系数谱 给出了一个典型的实例,用熔体冷却和溅射的办法制备的AsSeTe样品,它们的光吸收系数谱具有相同的曲线。
  非晶态半导体的电子结构 非晶态与晶态半导体具有类似的基本能带结构,也有导带、价带和禁带(见固体的能带)。材料的基本能带结构主要取决於原子附近的状况,可以用化学键模型作定性的解释。以四面体键的非晶Ge、Si为例,Ge、Si中四个价电子经sp杂化,近邻原子的价电子之间形成共价键,其成键态对应於价带;反键态对应於导带。无论是Ge、Si的晶态还是非晶态,基本结合方式是相同的,只是在非晶态中键角和键长有一定程度的畸变,因而它们的基本能带结构是相类似的。然而,非晶态半导体中的电子态与晶态比较也有著本质的区别。晶态半导体的结构是周期有序的,或者说具有平移对称性,电子波函数是布洛赫函数,波矢是与平移对称性相联系的量子数,非晶态半导体不存在有周期性, 不再是好的量子数。晶态半导体中电子的运动是比较自由的,电子运动的平均自由程远大於原子间距;非晶态半导体中结构缺陷的畸变使得电子的平均自由程大大减小,当平均自由程接近原子间距的数量级时,在晶态半导体中建立起来的电子漂移运动的概念就变得没有意义了。非晶态半导体能带边态密度的变化不像晶态那样陡,而是拖有不同程度的带尾(如图3 非晶态半导体的态密度与能量的关系 所示)。非晶态半导体能带中的电子态分为两类:一类称为扩展态,另一类为局域态。处在扩展态的每个电子,为整个固体所共有,可以在固体整个尺度内找到;它在外场中运动类似於晶体中的电子;处在局域态的每个电子基本局限在某一区域,它的状态波函数只能在围绕某一点的一个不大尺度内显著不为零,它们需要靠声子的协助,进行跳跃式导电。在一个能带中,带中心部分为扩展态,带尾部分为局域态,它们之间有一分界处,如图4 非晶态半导体的扩展态、局域态和迁移率边 中的和,这个分界处称为迁移率边。1960年莫脱首先提出了迁移率边的概念。如果把迁移率看成是电子态能量的函数,莫脱认为在分界处和存在有迁移率的突变。局域态中的电子是跳跃式导电的,依靠与点阵振动交换能量,从一个局域态跳到另一个局域态,因而当温度趋向0K时,局域态电子迁移率趋於零。扩展态中电子导电类似於晶体中的电子,当趋於0K时,迁移率趋向有限值。莫脱进一步认为迁移率边对应於电子平均自由程接近於原子间距的情况,并定义这种情况下的电导率为最小金属化电导率。然而,目前围绕著迁移率边和最小金属化电导率仍有争论。
  缺陷 非晶态半导体与晶态相比较,其中存在大量的缺陷。这些缺陷在禁带之中引入一系列局域能级,它们对非晶态半导体的电学和光学性质有著重要的影响。四面体键非晶态半导体和硫系玻璃,这两类非晶态半导体的缺陷有著显著的差别。
  非晶硅中的缺陷主要是空位、微空洞。硅原子外层有四个价电子,正常情况应与近邻的四个硅原子形成四个共价键。存在有空位和微空洞使得有些硅原子周围四个近邻原子不足,而产生一些悬挂键,在中性悬挂键上有一个未成键的电子。悬挂键还有两种可能的带电状态:释放未成键的电子成为正电中心,这是施主态;接受第二个电子成为负电中心,这是受主态。它们对应的能级在禁带之中,分别称为施主和受主能级。因为受主态表示悬挂键上有两个电子占据的情况,两个电子间的库仑排斥作用,使得受主能级位置高於施主能级,称为正相关能。因此在一般情况下,悬挂键保持只有一个电子占据的中性状态,在实验中观察到悬挂键上未配对电子的自旋共振。1975年斯皮尔等人利用硅烷辉光放电的方法,首先实现非晶硅的掺杂效应,就是因为用这种办法制备的非晶硅中含有大量的氢,氢与悬挂键结合大大减少了缺陷态的数目。这些缺陷同时是有效的复合中心。为了提高非平衡载流子的寿命,也必须降低缺陷态密度。因此,控制非晶硅中的缺陷,成为目前材料制备中的关键问题之一。
  硫系玻璃中缺陷的形式不是简单的悬挂键,而是“换价对”。最初,人们发现硫系玻璃与非晶硅不同,观察不到缺陷态上电子的自旋共振,针对这表面上的反常现象,莫脱等人根据安德森的负相关能的设想,提出了MDS模型。当缺陷态上占据两个电子时,会引起点阵的畸变,若由於畸变降低的能量超过电子间库仑排斥作用能,则表现出有负的相关能,这就意味著受主能级位於施主能级之下。用 D、D、D 分别代表缺陷上不占有、占有一个、占有两个电子的状态,负相关能意味著:
  2D —→ D+D
  是放热的。因而缺陷主要以D、D形式存在,不存在未配对电子,所以没有电子的自旋共振。不少人对D、D、D缺陷的结构作了分析。以非晶态硒为例,硒有六个价电子,可以形成两个共价键,通常呈链状结构,另外有两个未成键的 p电子称为孤对电子。在链的端点处相当於有一个中性悬挂键,这个悬挂键很可能发生畸变,与邻近的孤对电子成键并放出一个电子(形成D),放出的电子与另一悬挂键结合成一对孤对电子(形成D),如图 5 硫系玻璃的换价对 所示。因此又称这种D、D为换价对。由於库仑吸引作用,使得D、D通常是成对地紧密靠在一起,形成紧密换价对。硫系玻璃中成键方式只要有很小变化就可以形成一组紧密换价对,如图6 换价对的自增强效应 所示,它只需很小的能量,有自增强效应,因而这种缺陷的浓度通常是很高的。利用换价对模型可以解释硫属非晶态半导体的光致发光光谱、光致电子自旋共振等一系列实验现象。
  应用 非晶态半导体在技术领域中的应用存在著很大的潜力,非晶硫早已广泛应用在复印技术中,由S.R.奥夫辛斯基首创的 As-Te-Ge-Si系玻璃半导体制作的电可改写主读存储器已有商品生产,利用光脉冲使碲微晶薄膜玻璃化这种性质制作的光存储器正在研制之中。对於非晶硅的应用目前研究最多的是太阳能电池。非晶硅比晶体硅制备工艺简单,易於做成大面积,非晶硅对於太阳光的吸收效率高,器件只需大约1微米厚的薄膜材料,因此,可望做成一种廉价的太阳能电池,现已受到能源专家的重视。最近已有人试验把非晶硅场效应晶体管用於液晶显示和集成电路。

参观科技馆的优秀作文

在日常的学习、工作、生活中,大家都跟作文打过交道吧,作文是一种言语活动,具有高度的综合性和创造性。如何写一篇有思想、有文采的作文呢?以下是我整理的参观科技馆的优秀作文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

为了让我们学到科技知识,星期六,学校组织我们去科技馆参观、学习。

早上7:30我们到学校乘坐大巴车就出发了。过了很长时间,终于到了科技馆。进了科技馆,我们来到了电磁展区。一位讲解员阿姨给我们介绍了导体、半导体、绝缘体的科知识学:善于传导电流的物质称为“导体”。不善于传导电流的物质称为“绝缘体”。导电能看介于导体和绝缘体之间的物体称为“半导体”。例如:人的身体就是导体。被电到时,不能直接用手去拉他,而是要借助一些绝缘体的工具。

在冯老师的带领下,我们接着往里走。看到一位讲解员姐姐正在邀请3位大人站在一个小房子里。我很好奇,只听讲解员姐姐说:“让我们来体验一下“怒发冲冠”的感觉。好,我们倒数5个数,5、4、3、2、1.”那3位大人的头发神奇般的竟然竖起来了。我心里禁不住的感叹:科技真神奇呀!

接着,冯老师又带着我们来到了水母展区。听,一位讲解员正在介绍水母的功效:“别小看水母,科学研究表明,海月水母运动的频率和大脑在平静时的脑电波阿尔法波的频率很相似,当人在欣赏海月水母优雅泳姿的同时,脑电波会逐渐接近阿尔法波,人的心情也会逐渐放松。所以海月水母的收缩运动可以有效缓解人们紧张焦虑的神经。”听了这些,我真佩服小小的水母。

我们又来到二楼,玩了一个十分惊险的游戏——滚“钉板”。我躺在铁床上,有一位操作人员按了一下开始按钮,我就渐渐开始升高,但我却没有丝毫的疼痛感,反而觉得痒痒的,很舒服。

参观结束了,我想着参观过的种种情景,不禁发出感叹:科技馆不光让我们有了很多乐趣,还让我们懂得了要学科技、爱科学、用科学。

9月21日我们假日小对组织参观了浙江省科技馆。本着“绿色环保,喜迎无车日”,我们大家分批坐着运河游船到武林门码头集合,早上9点半我们小队到达集合地点开始参观省科技馆。

走进大厅,一眼便望见了一个巨大的球体。那就是沉浸式电影院,是前国内唯一的一座沉浸式电影,全套设计从美国引进,特别的沉浸式银屏,让观众的视野完全被画面所笼罩,带来高分辨率、宽阔的视野、视网膜的刺激和身临其境的感觉。这一层讲了“人与自然”,以“人与自然”的主线布展,分为宇宙遨游、海洋巡礼、地球探秘3个展区。亲身体验“上天、下海、入地”的感觉。海洋巡礼是通过VR技术,展示数字化学馆,特别适合中小学生通过网络与数字化学馆交互学习。去了地球探秘区后我觉得地球正遭受着日益严重的环境破坏。人类不合理地开发、利用自然资源和兴建工程项目,引起了生态环境的退化及由此而衍生的有关环境效应,从而对人类的生存环境产生不利的影响,保护生态环境刻不容缓。

接着我们去了二楼,二层展厅以“人与科学”为主题,重点介绍科技改变人类生活,分为信息万象、生命奇观、能源之光、智慧结晶、材料世界等五个展区。其中,我觉得信息技术展示了尖端科技的魅力。

最后,我们去了三楼,三楼以“科学乐园”为主题,分为儿童科学乐园和基础科学两大展区,让我们在玩中体验科学的乐趣。让我们在玩中学习在这一次假日小队中我学到了很多知识,这是一次有意义的假日小队。

上个星期,学校组织全校师生去东莞市科学技术博物馆参观和游览。早上,同学们早早地来到了学校,吃完早餐,我们走出校门搭上大巴出发了。一路上同学们有说有笑,大家显得特别的兴奋!时间过得真快,不知不觉便来到了东莞科技馆。

走进科技馆二楼,首先看到的是机器人小乐队,你看,那些小机器人有的在指挥,有的在打鼓,有的在吹笛子,还有的在弹钢琴,眼前不断地传来优美动听的乐曲,要不是你亲眼目睹,还真以为这是音乐家们在演奏呢!随后我们上了三楼,进入球幕影院,展现在我们眼前的是一个球凹体形状的电影大屏幕,当时正在放映着动物影片呢,视觉非常立体,就好像身临其境一样,跟普通影院相比较,感觉完全不一样;参观完球幕影院,我们又去参观了航空飞船,进入航空飞船里面,只见许多先进的仿真操作按扭及各种飞行仪表,还有太空飞行画面屏幕,该屏幕画面的作用是:当飞船在飞行时,飞船会跟随着屏幕所显示的画面一起移动,仿佛自身真的在太空飞行一样,感觉特别的棒;最后我们还参观了‘万丈深渊’展览,如果你有恐高症,站在‘万丈深渊’上面往下看,那种深不见底的恐惧感,肯定会把你吓得半死。这时你一定禁不住会问:“博物馆里面哪来的万丈深渊和深不见底啊?”那就让我来告诉你吧:其实‘万丈深渊’只不过是由许多镜子和灯光组成,并通过灯光的反射等原理给人们带来的一种错觉而已。但现场感受却是那么的逼真,真的好奇妙!

由于时间关系,那天我们只参观了科技博物馆其中的一部分展览品,最后不得不依依不舍地离开了科技博物馆,坐上大巴返回了广州。

今天我在学校的组织下去了广东科技馆。这次活动可真让我大开眼界,感触颇多。 科技馆里既有原始的热带雨林,也有现代的科技成果。从微观原子到宏观宇宙一应俱全。身边都是可以亲自操作的小电脑,从昆虫的奥秘到地球的温室效应,轻轻一点就让人收获无数。科技馆像是一本读不尽的百科全书,却一点也不枯燥,让你一捧起就欲罢不能,流连忘返。

我来到了“宇航天地”进行参观。在“宇航天地”里,我看见了GPS全球定位系统模型,和专为提高宇航员在三维空间中达到机体平衡和自制意识能力的训练装置——四轴平衡器。四轴平衡器通过模拟飞船呈旋转状态,考验宇航员对环境的适应能力和自我平衡能力。我还体验了一把宇航员的翻转训练,虽然转速比真实的训

练慢了很多,而且只有短短的一分钟,却让我实实在在地体会到了宇航员训练的不易。 其中有一个展览项目叫“窥视无穷”。我觉得它很好。它属光学现象。从镜中可以看到无穷无尽的重复影像,我用手轻轻转动镜框,发现所有影像的位置随之变化,我不明白这是怎么回事,就问在一边参观的科学老师。科学老师告诉我:“这是一块由两块平面镜组成的反射成像的光学系统。

前面是一块半透半反镜,后面是一块全反光镜,两块镜子处于平行位置时,具有多次反射成像的特点,如在它们中间放一物体,就可以反射出许许多多的影像,当转动镜框改变两镜的夹角时,由于光的入射角发生变化,故反射出的影像的位置也随之变化。”听了科学老师的解释,我一下子明白了这种现象产生的原因。我为自己有明白了一个物理现象而高兴。

坐在回来的车上,我想:今天去科技馆,我了解了许多科学知识,过去我觉得不可能有的东西,并且许多人都认为不可能实现的事,现在都实现了,可见现在科学技术多么发达。我现在虽然只能参观别人发明的东西,但我一定好好学习,将来自己发明出更加先进的高科技产品,造福于社会。

今天,我怀着激动的心情来到了科技股。

我们买好票就进去了。一进大门映入眼帘都是一只很大的恐龙化石,看起来有4层楼那么高,听爸爸说他大约有12米左右高。他前脚抬起,后脚蹬地,好像很神勇后面还有一个小型恐龙像是很害怕被别人打或咬或吃了,所以紧紧跟在大恐龙后面。

到了三楼,我们看见一个模仿机器人,它可厉害了,快速的手指会自己转来转去,一下两下就把魔方拼完了,真是太厉害了。还看见了一个音乐细胞,一发出音乐就有旋律的自己动起来,看起像一个小刺猬······一些有趣的玩意。

接着我带着好奇心和激动的心情,进入了球幕影院。真是大开眼界。这个影院跟其他的不同,观看电影的座位设计是球形的,更有趣的是屏幕也是球形的,观众不多,一排排的座位遮得几乎看不见人。《物竞天择》的电影开始放映了,这时我感觉跟达尔文一起进入了影片里面,简直是身临其境。达尔文小时候不爱读书,学习很差,喜欢采集矿物和动植物做标本,后来通过太平洋里发现新生物写下物种起源,还认识了各种各样的动植物。他还了解了一个秘密中的秘密。

我还玩了模拟汽车,像爸爸一样手握方向盘,在宽阔的公路开看汽车,不过心里有点害怕,幸好我有骑自行车的技术,闯下一个个关卡,顺利到达目标。

科技馆真好玩,我们依依不舍的回家了。

今天,邢老师告诉我们一个振奋人心地消息:今天科普新干线——科技进校园的迷你科技馆来到了我们学校。下午第三节课要参观科技展览,还能亲自体验呢!同学们异口同声地说:耶!

我觉得今天的时间过的好像特别的.慢,同学们都和我一样焦急。我们盼呀!盼呀!好不容易等到下午第三节课。终于等到老师来了,就像麻雀开会的同学们一下子安静了下来,个个坐得像棵小松树,老师说:现在我们出去排队看展览。同学们像开了闸的水涌了出去。

来到了展厅前,一看,只有几幅画,我想:白激动了,怎么只有几幅画,没意思。我旁边的同学好像看出了我的心思,悄悄对我说:里面才好玩呢。我走到展厅里面,看到一个个神奇的机器,高兴得说不出话来。

我看看这个,看看那个,可是没有找到特别吸引我的,突然我发现我后面有个有趣的空气泡。我仔细看了一下说明,哦!原来扳一下气闸,就能产生气泡,我用力把气闸往上拉,让它自己回落,发现里面产生了一个巨大的气泡,真神奇,我又他细看了一下下面的科学理论,哦!原来有一个链接,科学就是这样神奇!

我又去玩了一个笼中鸟,它能让人产生错觉,一块板的一面画了一只美丽的鸟,另一面画了一个笼子,可是当纸板转起来时鸟就像在笼子里一样。

欢乐的时间总是那么的短暂,我们又要回教室了,希望多有几次这样的活动!

我一走进大厅就看见两根巨大的灯管,它发出紫色的光圈,从下而上,美丽壮观极了!

大厅的后面是“航空航天厅”,有返回卫星、飞机、神舟五号、神舟六号……最引人注目的是演示发射神舟六号的过程,是用仿真火箭来做的,特别是火箭发射时喷出的火,太好看了!九寨黄龙也不错,做的山、房子、路就像真的一样,爸爸妈妈被深深的吸引了。都江堰才好呢,一条河被分成了五条小河,小河又分了叉,形成了无数支流和水渠,十分壮观!爸爸告诉我,正因为有了都江堰,成都才有“天府之国”的美誉。

一转眼的功夫,我们就来到了二楼机器人展厅,首先看到了一个变脸机器人,它身穿黄色衣服,戴了一顶黑色的帽子,不停的用自己的衣服蒙着脸,面具就变了,我觉得非常好奇!还有机器人乐队,有吹喇叭的、吹笛子的、弹吉他的,还有指挥的。我听到它们正弹奏《小人国》呢!我还知道了发电的多种形式和石油的提炼过程。

不知不觉,我们进入了第三楼,我去了天象厅称体重,在地球上我的体重是30.6公斤,在木星上是69.9公斤,而在冥王星居然才2.5公斤,真是太神奇了!

接着,我们又来到了第四楼,这是最高的一楼。我参加了“疯狂科学秀”的实验,主持人叫“小白老师”。做这个实验要用干冰、水、沐浴液等。老师先把沐浴液倒入水中,再加入干冰,就成了白色的泡沫,多加入干冰,就成了一种白色的气体,可以灭火,老师说因为干冰是二氧化碳制成的,所以干冰在生活中很有用。

我参观完了“四川科技馆”才知道中国的科技是那么的好,而我才知道一点点,我要努力学习,长大当科学家。

2022年国内半导体产业展望(上)

在过去的2021年中,半导体产业当中又发生了很多故事——在全球产业链升级的情况下,作为未来 科技 发展核心的半导体产业并没有摆脱国际贸易局势的影响,为了抢占新时代的先机,半导体企业之间的竞争越发激烈;受疫情影响,远程办公类相关的半导体产品需求量大增,数据中心市场开始加速发展;“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,带火了新能源领域,新能源 汽车 前景被看好,拉动了新能源 汽车 半导体产业的发展;缺芯、缺产能的情况笼罩了2021年全年,一封封涨价函从年初一路飘到了年尾;国内优质的半导体企业纷纷登陆科创板;在这种大背景下,国内半导体产业的发展引起了全 社会 的重视。

在国内半导体产业繁荣的同时,本土半导体企业也迎来了丰收。从国内市场来看, 根据芯谋研究的统计显示,中国2021年设计业总营收预计为476亿美元,同比增长7.5%。

进入到新的一年后,政策、疫情等外部情况都进入到平稳、可预测的中期阶段,对于国内半导体产业来说, 2022年半导体产业的增长点和关注点在哪里? 芯谋研究是一家多年来专注于国内半导体产业发展研究的专业咨询机构,拥有二十余位高级分析师深耕于从产业整体发展以及半导体产业链中的各个环节,涉及市场端、需求端、供应端,已在行业当中形成了很大的影响力。 芯谋研究的分析师们又是怎样看待2022年国内半导体产业的发展?

在本篇文章当中,来自 芯谋研究的分析师们将聚焦于2022年国内半导体产业整体发展情况、国内各地方半导体产业发展情况、国内半导体产业链各环节的发展情况进行分析,希望能够为国内半导体产业的 健康 发展提供帮助。

芯谋首席分析师顾文军:2022年国内芯片制造领域的六大关注焦点

芯谋研究首席分析师顾文军认为,从整体上看,今年国内半导体产业发展还会保持向上的趋势。就目前产业最关心的芯片制造领域上看,8吋芯片产能紧张的局势在2022年仍旧会持续,但12吋部分工艺节点的产能将会逐渐好转,在市场需求的推动下,国内芯片制造产业将会保持10%以上的双位数增长。在这种大趋势之下,以下六点产业变化更值得产业关注:

第一,需要高度关注美国对中国半导体产业的新动作。 中美两国围绕着半导体产业的较量一直在持续。产业需要着重注意的是,在2022年美国中期选举的过程中,美国政客会为了塑造强硬的形象,而将矛头再次指向中国,并向中国的相关企业再次举起制裁的大棒。这其中需要关注两类企业,一类是对于中芯国际这类已经被制裁的企业,美国对于他们的制裁政策是否会继续收紧;另一类是在半导体产业当中声势渐起的国内龙头企业,包括存储领域的企业是否会收到美国“黑名单”警告。

第二,需要高度关注日本在半导体材料、设备方面对中国的限制。 需要警惕的是,在中美围绕着半导体产业进行竞争的过程当中,美国可能会施压及联合他的盟友日本,针对日本的优势领域——半导体材料和设备方面对中国半导体产业发展进行限制,产业要重视这种苗头的出现,未雨绸缪做好相应的准备。

第三,需要关注芯片制造领域的合资企业。 近些年来,芯片制造领域出现了一些以合资模式成立的企业,包括与美国、日本、韩国、中国台湾的境外资本或企业共同创立的合资公司。尤其要关注的是这种类型的合资公司是否会成功上市,如果他们能够实现了这一目标,会为半导体领域的合资公司提供了一个样本,继而将会引得更多的境外公司瞄准上市的机会在大陆投资,与国内地方政府合作成立合资公司。久而久之,则会形成境外做高端、境内做低端的局面,对中国半导体制造企业造成两面夹击的态势。

第四,要关注新主体的发展新动态。 在2021年被爆出了一些烂尾项目引起了产业的重视,由此导致了一些政策的收紧。在这种情况下,新主体开始扩张并受到了产业的注意。新主体的出现,加剧了“抢人才”现象的丛生,为了将挖人才落到产业发展实处,国内已针对“抢人才”热潮做出了相应的指导。因此,在2022年当中,需要关注的是,国内政策对眼下“野蛮生长”的半导体产业做出的进一步指导,在“无序”中建立有序发展。同时,产业也要关注在这个过程当中,是否会催生出更多的新主体。如果由此催生的新主体数量在不断攀升,是否会有新政策的出台。

第五,需要关注国内芯片制造领域的民营企业发展。 2021年国内对芯片制造领域的政策出现了一些收紧,但是由于市场需求不减,使得资本对芯片制造领域的投资热情不灭,尤其是伴随着芯片制造步入由8吋转12吋的阶段,使得与该领域发展相关的民营企业受到了产业的资本关注。故而,在2022年当中,包括浙江富芯、广州增芯、合肥耐威、卓胜微、荣芯半导体在内的国内民营芯片制造企业的发展更需产业的关注。

第六,需要关注国内代工企业在车规级工艺上的突破。 2021年芯片产能紧缺的情况在 汽车 芯片领域爆发,在这个过程中,国内也有不少企业投入到了车规级芯片制造的研究当中,值得重视的是,2022年国内代工企业在车规级芯片工艺上的突破。

芯谋研究总经理景昕:国内各地方半导体产业发展路径逐渐清晰

芯谋研究总经理景昕表示,在多年的 探索 下,包括北京、上海、广东等地区成为了国内半导体产业发展的主要高地,其中,北京已逐渐确立了海淀、大兴亦庄、顺义三大半导体产业空间布局;上海正在加速形成“一体两翼”的半导体产业链发展格局;广东正在努力打造成为半导体产业创新高地和我国半导体产业第三极。从 历史 发展上看,这些省市发展半导体产业继承了环黄渤海、长三角、珠三角的传统优势,而在被列为十四五重大产业布局的规划后,这些地方也在半导体产业方面有了更大的发展空间。

2021年是“十四五”规划的开局之年,2022年则进入到了重要实施和快车道领域内的一年。就半导体领域来说,未来一年,龙头型企业将在扩产的潮流下继续向规模化方向发展,着力推进半导体产业的平台化建设;中小型企业则会向专精特新方向发展,增加对产业链的附加值,对产业链发展形成重要支撑。

芯谋研究作为国内中国半导体产业的一份子,以“为芯谋天下”为使命,为全国多地半导体产业的发展提供了支撑,为地方提供了产业规划、招商规划、项目尽调、产业活动等服务。

芯谋研究总监王笑龙:警惕国内半导体产业发展潜在的变数

芯谋研究总监王笑龙认为,在2022年当中,需要关注国内半导体产业上市公司的变化,尤其是科创板上市企业对国内半导体产业潜在的影响。2019年7月正式开市的科创板为国内半导体产业点燃了一把火。至今为止,科创板即将走过三年,手握这些企业股权的核心高管们也迎来了三年股权解禁时刻。随着这个时间节点的到来,核心高管们对这些可变现股权的处理是产业需要关注的。这些解禁资金的流向,或许会成为新一轮国内半导体发展的基础——核心高管们可能会拿着这笔变现的资金进行创业,由此会促进国内半导体产业的新发展高潮。

除此之外,就国内半导体产业大环境而言也存在着一些变数,芯片缺货情况已经得到了一定程度上的缓解,但个别产品以及囤货的市场行为还会使得缺货的现象延续一段时间。

经台积电测算,理论上代工厂对 汽车 芯片的供给量可以满足市场需求,但个别从业人员的囤货炒货行为扰乱了市场的秩序。究其背后的原因是 汽车 芯片使用周期长,尤其在行业景气时,在利益的驱使下,以代理模式为主的 汽车 芯片代理公司中就会出现一些以“利益至上”为信条的员工,这些员工的囤货行为为本就缺货的 汽车 芯片市场增加了风险。而更大的危机是,在Tire 1厂商拿不到货的情况下,车厂减产计划使得芯片需求量降低,在达到某个供需临界点时,这些员工一旦开始抛售 汽车 芯片,就很有可能会冲击芯片原厂的生意。

芯谋研究总监宋长庚:国内芯片设计企业可能出现分化

芯谋研究总监宋长庚表示,2021年中国半导体设计产业取得了非凡的成绩,许多公司业绩翻倍增长,行业总体增长超过50%。这其中既有国产替代大背景下需求的增长推动,也有产能紧张导致的全产业链涨价的因素。2022年,国内芯片设计企业可能出现分化:随着产能紧张的部分缓解,已经取得客户认可的企业和产品乘胜追击,稳固供应链,扩大市场份额;尚未抓住机遇的企业在供应链保障、客户开发等方面则可能面临更大困难。

就芯片设计企业的增长市场来看,存储器、功率器件、MCU等产品将会继续保持高速增长,新能源 汽车 领域主机企业加强与芯片企业的直接合作,会为国产芯片带来新的机会。

芯谋研究总监李国强:2022年功率IC市场保持基本稳定

芯谋研究总监李国强认为,全球半导体产业去库存和市场竞争等多因素影响下,同时市场需求没有明显增长,因此2022年功率IC市场保持基本稳定,不会再出现2021年的高速增幅。

芯谋研究副总监谢瑞峰:国内先进封装和传统封装市场出现两极化发展

芯谋研究副总监谢瑞峰认为,就国内半导体封测产业来看,该产业整体规模将继续上扬,主要是半导体整体景气度较高,国内设计业高速发展带来的增量需求巨大。但2022年半导体封测增速会小于2021年,2022年随着芯片整体供需逐步走向平衡,封测产能供需也将走向平衡,2021年的增速里包含涨价的成分,2022年再涨价的概率较小。

在先进封装领域,先进封装仍然火热,大量资本投入到先进封装中,主要是射频、CIS、存储器等方面封测需求快速增长,整体市场仍然向好。但传统封装可能转向供过于求,传统封装产能形成周期较短,当前已经出现一定程度的产能松动,明年有可能供需形势反转。

另一方面,封测设备材料企业实力持续增强。国产封装基板产业规模及竞争力进一步加强,随着国内诸多项目的量产,叠加本轮缺货中封测大厂对国产材料的支持,国内半导体封测产业的整体生态实力将持续提升。

芯谋研究将在《2022年国内半导体产业展望(下)》中,对国内半导体产业链各个环节的发展进行更细致的探究,包括对国内半导体设备和材料、化合物半导体产业、EDA产业等细分领域发展进行分析展望,敬请关注。

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