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1 # 小杰80164096
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2 # 梁瑞林
本問題有點像“胖子是如何吃胖的?”答曰“說來話長,反正一口吃不成胖子。”開句玩笑,書歸正傳,下面概略回答“人類是如何想到用砂子製造晶片的?”其中省卻事件的年月與人名。
電學發展初期,人們認識了導體、絕緣體;後來發現介於導體與絕緣體之間還有一大類物質,有人將之稱為半導體,有人稱為半絕緣體,後來統一稱為半導體。進而研究發現半導體有n型和p型之分。
電學發展的過程中還發現,有時候需要透過整流的方式,將交變電流變為直流電流;有時候需要透過檢波的方式,將較高頻率的交變電流上載有的頻率較低的脈動電流下載。早期的整流過程與檢波過程是由真空電子管中的真空二極體來完成的,後來發現使用半導體材料也可以完成整流與檢波功能,於是出現了半導體整流堆和半導體整流二極體、半導體檢波二極體。
後來發現在半導體二極體的n區和p區之間的導電通道旁邊,另外增加一個半導體區,就可以控制原有兩極間的電流導通狀態,於是就製作成了半導體三極體,又稱為電晶體。
最早的電晶體使用的材料是鍺。既然鍺可以用來製作半導體二極體和半導體三極體,人們想到與鍺屬於同族元素、性質相近的矽也應當能夠順理成章。於是用矽製作成了矽半導體二極體、矽三極體,結果比用鍺製作鍺半導體二極體、鍺三極體效能更好。
矽材料何處去找?當然在地殼中尋找。實際上,矽在地殼礦物元素中的丰度最高,佔全部元素含量總重量的28.15%,而且大部分以砂子(沙子,二氧化矽)的形式存在。於是就對砂子中的矽進行還原,再經粹化提純、提拉單晶、一套切、磨、拋工序後,製成單晶矽片,就可以製作矽二極體、矽三極體了。
由於矽二極體、三極體的體積比真空電子管縮小了幾十倍、幾百倍、幾千倍、上萬倍,當然將整個電路製作到一塊矽單晶片上成為了可能。這就是半導體積體電路。
隨著積體電路的製作工藝越來越精細,積體電路的規模就越來越大,於是積體電路由小規模積體電路,一路發展,陸續出現中規模積體電路、大規模積體電路、超大規模積體電路。現在超大規模積體電路又叫作晶片。
如果你將上述內容看明白了,就會知道不是哪一個人突發奇想,就像用沙子壘牆那樣砌成了一塊晶片,而是靠眾人之功。這個過程告訴我們,要想有所作為,首先要把前人和其他人創造的知識為我所用,才能有所發現、有所發明、有所創造、有所前進,才能夠更上一層樓!
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