由于半导体的出现,产业结构发生了变化。我们来看看为什么产业结构会因为半导体而改变。


过去几十年来,世界发生了巨大变化,其中最重要的是信息和通信技术的快速发展。模拟世界中分散的信息以 0 和 1 的二进制信息存储在一个晶体管、一个芯片和一台机器中。

由于技术的进步,机器之间的自由通信已经成为可能,我们已经进入了一个大多数便利问题都可以轻松解决的时代。如今,在网络和数字世界中,基于软件的服务业正在迅速发展,人气旺盛,需求巨大。导致人们的行为模式和产业结构发生变化的根本性革命是从哪里开始的?这是半导体的发展,也是半导体产业的开始。

那么,半导体到底有什么作用,它如何存储和管理信息?半导体字面上的意思是一种一半导体、一半绝缘体的材料(电流不流过的材料)。 “半”这个词在这里很重要,意味着它可以是导体,也可以是绝缘体,具体取决于时间。我们可以通过改变光、热、电压和电流等外部条件来控制半导体的这些电特性。打个比方来简单解释一下,在半导体发展之前,经典电磁学理论就已经被一位名叫‘詹姆斯·克拉克·麦克斯韦’的物理学家完美地建立起来了。人类在制造含有电磁能的容器(电容器和线圈)方面没有任何问题。然而,当时还没有技术来制造和操作将碗彼此连接并控制它们之间的能量运动的阀门。简单地说,半导体就是带有阀门或水龙头的容器。半导体有多种类型,每种半导体通过施加在其自身上的电压的变化、光强度的变化以及温度的变化来控制阀门的打开和关闭。除了它响应的刺激类型之外,它还有一个电流流过的端子。根据数量的不同,也存在差异。作为代表性的例子,我想介绍两种最简单的半导体器件。二极管有一个阀门和两个端子,根据电压的变化,它可以允许电流从一侧流向另一侧或完全阻止电流流动。晶体管有三个端子,其作用是根据电压的变化将从一个端子流过的电流分流并按特定比例发送到其余两个端子。

到目前为止我已经对半导体的功能进行了简单的说明。再次概括一下,半导体是一种具有存储、移动和操纵电磁能和信息功能的器件。那么,继半导体器件的发展和当前的IT革命之后,包括半导体行业在内的电子行业爆发式增长的动力是什么?沙子在业内通常被称为上帝的礼物,号称是地球表面第二丰富的沙子,而且相应地也更便宜。沙子的身份是氧化硅,硅位于元素周期表第4族元素的中间,使其成为介于导体和绝缘体之间提供最优异半导体功能的元素。由于这些廉价且丰富的材料的优势和可能性,诺基亚贝尔实验室对半导体器件进行了研究。自从诺基亚贝尔实验室开发双极结型晶体管以来,场效应晶体管的开发主要在美国积极进行。至关重要的是,‘杰克·基尔比’和‘罗伯特·诺顿·诺伊斯’开发的集成电路实现了重大转折和垫脚石。集成电路的发展影响如此之大,以至于它获得了诺贝尔物理学奖,尽管它不是纯物理学领域。如果我们用我们周围常见的简单例子来解释集成电路的威力,我们可以看到用焊接制成的收音机的例子,这种收音机在学生时代就很容易接触到。要制作这款收音机,您所要做的就是将所有元件正确插入电路板,然后通过焊接将它们连接到每个电路板。原因是电流可以流经的路径已经设计并印在电路板上。一旦设计出适合所需目的的设计,只需将设计重复印刷在板上,就像雕刻或涂漆一样,就可以以非常低的成本进行批量生产。然而,更令人惊讶的是,现在单个芯片内的集成电路中连接了数以万计的晶体管,并且它们同时都正常工作。尽管生产方法出奇地简单且便宜。

仅在韩国,包括三星、LG 和海力士在内的许多半导体电子公司在过去几十年中都取得了令人瞩目的产品、销售和技术进步。在全球范围内,英特尔、仙童、德州仪器、高通等公司以及硅谷的许多其他电子公司已经改变了世界。通过控制无形的电子流动创造了新时代并带来经济革命的半导体难道不是改变世界的最强大、最小的力量吗?