半導體器件的發展歷史

⑴ 華為將如何拼盡全力推動半導體器件全產業鏈的國產化發展趨勢eimkt

一般的話，華為要將會越來越多，使用半導體全產廠的

⑵ 半導體器件的集成電路

把晶體二極體、三極體以及電阻電容都製作在同一塊硅晶元上，稱為集成電內路。一塊硅晶元上容集成的元件數小於 100個的稱為小規模集成電路，從 100個元件到1000 個元件的稱為中規模集成電路，從1000 個元件到100000 個元件的稱為大規模集成電路，100000 個元件以上的稱為超大規模集成電路。集成電路是當前發展計算機所必需的基礎電子器件。許多工業先進國家都十分重視集成電路工業的發展。集成電路的集成度以每年增加一倍的速度在增長。每個晶元上集成256千位的MOS隨機存儲器已研製成功，正在向1兆位 MOS隨機存儲器探索。

⑶ 電子元器件的發展史

電子元器件發展史其實就是一部濃縮的電子發展史。電子技術是十九世紀末、二十世紀初開始發展起來的新興技術，二十世紀發展最迅速，應用最廣泛，成為近代科學技術發展的一個重要標志。
第一代電子產品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一隻半導體三極體，它以小巧、輕便、省電、壽命長等特點，很快地被各國應用起來，在很大范圍內取代了電子管。五十年代末期，世界上出現了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅晶元上，使電子產品向更小型化發展。集成電路從小規模集成電路迅速發展到大規模集成電路和超大規模集成電路，從而使電子產品向著高效能低消耗、高精度、高穩定、智能化的方向發展。由於，電子計算機發展經歷的四個階段恰好能夠充分說明電子技術發展的四個階段的特性，所以下面就從電子計算機發展的四個時代來說明電子技術發展的四個階段的特點。
在20世紀出現並得到飛速發展的電子元器件工業使整個世界和人們的工作、生活習慣發生了翻天覆地的變化。電子元器件的發展歷史實際上就是電子工業的發展歷史。
1906年，李·德福雷斯特發明了真空三極體，用來放大電話的聲音電流。此後，人們強烈地期待著能夠誕生一種固體器件，用來作為質量輕、價廉和壽命長的放大器和電子開關。1947年，點接觸型鍺晶體管的誕生，在電子器件的發展史上翻開了新的一頁。但是，這種點接觸型晶體管在構造上存在著接觸點不穩定的致命弱點。在點接觸型晶體管開發成功的同時，結型晶體管論就已經提出，但是直至人們能夠制備超高純度的單晶以及能夠任意控制晶體的導電類型以後，結型晶體管材真正得以出現。1950年，具有使用價值的最早的鍺合金型晶體管誕生。1954年，結型硅晶體管誕生。此後，人們提出了場效應晶體管的構想。隨著無缺陷結晶和缺陷控制等材料技術、晶體外誕生長技術和擴散摻雜技術、耐壓氧化膜的制備技術、腐蝕和光刻技術的出現和發展，各種性能優良的電子器件相繼出現，電子元器件逐步從真空管時代進入晶體管時代和大規模、超大規模集成電路時代。主播形成作為高技術產業代表的半導體工業。
由於社會發展的需要，電子裝置變的越來越復雜，這就要求了電子裝置必須具有可靠性、速度快、消耗功率小以及質量輕、小型化、成本低等特點。自20世紀50年代提出集成電路的設想後，由於材料技術、器件技術和電路設計等綜合技術的進步，在20世紀60年代研製成功了第一代集成電路。在半導體發展史上。集成電路的出現具有劃時代的意義：它的誕生和發展推動了銅芯技術和計算機的進步，使科學研究的各個領域以及工業社會的結構發生了歷史性變革。憑借卓越的科學技術所發明的集成電路使研究者有了更先進的工具，進而產生了許多更為先進的技術。這些先進的技術有進一步促使更高性能、更廉價的集成電路的出現。對電子器件來說，體積越小，集成度越高；響應時間越短，計算處理的速度就越快；傳送頻率就越高，傳送的信息量就越大。半導體工業和半導體技術被稱為現代工業的基礎，同時也已經發展稱為一個相對獨立的高科技產業。

⑷ 激光器的發展史

激光器
laser
能發射激光的裝置。1954年製成了第一台微波量子放大器，獲得了高度相乾的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍，並指出了產生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人製成了第一台紅寶石激光器。1961年A.賈文等人製成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創制了砷化鎵半導體激光器。以後，激光器的種類就越來越多。按工作介質分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類。近來還發展了自由電子激光器，其工作介質是在周期性磁場中運動的高速電子束，激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分，有連續式、脈沖式、調Q和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發射的激光波長已達數千種，最長的波長為微波波段的0.7毫米，最短波長為遠紫外區的210埃，X射線波段的激光器也正在研究中。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，裝置的必不可少的組成部分包括激勵（或抽運）、具有亞穩態能級的工作介質和諧振腔（ 見光學諧振腔）3部分。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態，為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射佔主導地位，從而實現光放大。諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的定向性和相乾性。
激光工作物質 是指用來實現粒子數反轉並產生光的受激輻射放大作用的物質體系，有時也稱為激光增益媒質，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質。對激光工作物質的主要要求，是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉，並使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去；為此，要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。
激勵(泵浦)系統 是指為使激光工作物質實現並維持粒子數反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據工作物質和激光器運轉條件的不同，可以採取不同的激勵方式和激勵裝置，常見的有以下四種。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發出的光來輻照工作物質以實現粒子數反轉的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光器組成。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質內發生的氣體放電過程來實現粒子數反轉的，整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質內部發生的化學反應過程來實現粒子數反轉的，通常要求有適當的化學反應物和相應的引發措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質並實現粒子數反轉的。
光學共振腔 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為：①提供光學反饋能力，使受激輻射光子在腔內多次往返以形成相乾的持續振盪。②對腔內往返振盪光束的方向和頻率進行限制，以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①，是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀（反射面曲率半徑）和相對組合方式所決定；而作用②，則是由給定共振腔型對腔內不同行進方向和不同頻率的光，具有不同的選擇性損耗特性所決定的。
[編輯本段]分類
激光器的種類是很多的。下面，將分別從激光工作物質、激勵方式、運轉方式、輸出波長范圍等幾個方面進行分類介紹。
按工作物質分類 根據工作物質物態的不同可把所有的激光器分為以下幾大類：①固體（晶體和玻璃）激光器，這類激光器所採用的工作物質，是通過把能夠產生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質中構成發光中心而製成的；②氣體激光器，它們所採用的工作物質是氣體，並且根據氣體中真正產生受激發射作用之工作粒子性質的不同，而進一步區分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器等；③液體激光器，這類激光器所採用的工作物質主要包括兩類，一類是有機熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液,其中金屬離子（如Nd）起工作粒子作用，而無機化合物液體（如SeOCl）則起基質的作用；④半導體激光器，這類激光器是以一定的半導體材料作工作物質而產生受激發射作用，其原理是通過一定的激勵方式(電注入、光泵或高能電子束注入)，在半導體物質的能帶之間或能帶與雜質能級之間，通過激發非平衡載流子而實現粒子數反轉，從而產生光的受激發射作用；⑤自由電子激光器，這是一種特殊類型的新型激光器，工作物質為在空間周期變化磁場中高速運動的定向自由電子束，只要改變自由電子束的速度就可產生可調諧的相干電磁輻射，原則上其相干輻射譜可從X射線波段過渡到微波區域，因此具有很誘人的前景。
按激勵方式分類 ①光泵式激光器。指以光泵方式激勵的激光器，包括幾乎是全部的固體激光器和液體激光器，以及少數氣體激光器和半導體激光器。②電激勵式激光器。大部分氣體激光器均是採用氣體放電（直流放電、交流放電、脈沖放電、電子束注入）方式進行激勵，而一般常見的半導體激光器多是採用結電流注入方式進行激勵，某些半導體激光器亦可採用高能電子束注入方式激勵。③化學激光器。這是專門指利用化學反應釋放的能量對工作物質進行激勵的激光器，反希望產生的化學反應可分別採用光照引發、放電引發、化學引發。④核泵浦激光器。指專門利用小型核裂變反應所釋放出的能量來激勵工作物質的一類特種激光器，如核泵浦氦氬激光器等。
按運轉方式分類 由於激光器所採用的工作物質、激勵方式以及應用目的的不同，其運轉方式和工作狀態亦相應有所不同，從而可區分為以下幾種主要的類型。①連續激光器，其工作特點是工作物質的激勵和相應的激光輸出，可以在一段較長的時間范圍內以連續方式持續進行，以連續光源激勵的固體激光器和以連續電激勵方式工作的氣體激光器及半導體激光器，均屬此類。由於連續運轉過程中往往不可避免地產生器件的過熱效應，因此多數需採取適當的冷卻措施。②單次脈沖激光器，對這類激光器而言，工作物質的激勵和相應的激光發射，從時間上來說均是一個單次脈沖過程，一般的固體激光器、液體激光器以及某些特殊的氣體激光器，均採用此方式運轉，此時器件的熱效應可以忽略，故可以不採取特殊的冷卻措施。③重復脈沖激光器，這類器件的特點是其輸出為一系列的重復激光脈沖，為此，器件可相應以重復脈沖的方式激勵，或以連續方式進行激勵但以一定方式調制激光振盪過程,以獲得重復脈沖激光輸出,通常亦要求對器件採取有效的冷卻措施。④調激光器,這是專門指採用一定的 開關技術以獲得較高輸出功率的脈沖激光器，其工作原理是在工作物質的粒子數反轉狀態形成後並不使其產生激光振盪 (開關處於關閉狀態)，待粒子數積累到足夠高的程度後，突然瞬時打開 開關，從而可在較短的時間內（例如10～10秒）形成十分強的激光振盪和高功率脈沖激光輸出（見技術'" class=link>激光調 技術）。⑤鎖模激光器，這是一類採用鎖模技術的特殊類型激光器，其工作特點是由共振腔內不同縱向模式之間有確定的相位關系，因此可獲得一系列在時間上來看是等間隔的激光超短脈沖（脈寬10～10秒）序列，若進一步採用特殊的快速光開關技術，還可以從上述脈沖序列中選擇出單一的超短激光脈沖（見激光鎖模技術）。⑥單模和穩頻激光器，單模激光器是指在採用一定的限模技術後處於單橫模或單縱模狀態運轉的激光器，穩頻激光器是指採用一定的自動控制措施使激光器輸出波長或頻率穩定在一定精度范圍內的特殊激光器件，在某些情況下，還可以製成既是單模運轉又具有頻率自動穩定控制能力的特種激光器件（見激光穩頻技術）。⑦可調諧激光器，在一般情況下，激光器的輸出波長是固定不變的，但採用特殊的調諧技術後，使得某些激光器的輸出激光波長，可在一定的范圍內連續可控地發生變化，這一類激光器稱為可調諧激光器（見激光調諧技術）。
按輸出波段范圍分類 根據輸出激光波長范圍之不同，可將各類激光器區分為以下幾種。①遠紅外激光器，輸出波長范圍處於25～1000微米之間, 某些分子氣體激光器以及自由電子激光器的激光輸出即落入這一區域。②中紅外激光器，指輸出激光波長處於中紅外區(2.5～25微米)的激光器件,代表者為CO分子氣體激光器(10.6微米)、 CO分子氣體激光器（5～6微米）。③近紅外激光器,指輸出激光波長處於近紅外區（0.75～2.5微米）的激光器件，代表者為摻釹固體激光器（1.06微米）、CaAs半導體二極體激光器(約 0.8微米)和某些氣體激光器等。④可見激光器，指輸出激光波長處於可見光譜區（4000～7000埃或0.4～0.7微米）的一類激光器件，代表者為紅寶石激光器 （6943埃）、 氦氖激光器（6328埃）、氬離子激光器（4880埃、5145埃）、氪離子激光器（4762埃、5208埃、5682埃、6471埃）以及一些可調諧染料激光器等。⑤近紫外激光器，其輸出激光波長范圍處於近紫外光譜區（2000～4000埃），代表者為氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)準分子激光器（3511埃、3531埃）、 氟化氪(KrF)準分子激光器(2490埃)以及某些可調諧染料激光器等⑥真空紫外激光器,其輸出激光波長范圍處於真空紫外光譜區(50～2000埃）代表者為（H）分子激光器 (1644～1098埃)、氙(Xe)準分子激光器（1730埃）等。⑦X射線激光器, 指輸出波長處於X射線譜區（0.01～50埃）的激光器系統，目前軟X 射線已研製成功，但仍處於探索階段
[編輯本段]激光器的發明
激光器的發明是20世紀科學技術的一項重大成就。它使人們終於有能力駕駛尺度極小、數量極大、運動極混亂的分子和原子的發光過程，從而獲得產生、放大相乾的紅外線、可見光線和紫外線（以至X射線和γ射線）的能力。激光科學技術的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。
激光器的誕生史大致可以分為幾個階段，其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎。這一理論指出，處於高能態的物質粒子受到一個能量等於兩個能級之間能量差的光子的作用，將轉變到低能態，並產生第二個光子，同第一個光子同時發射出來，這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大，而且是相干光，即如多個光子的發射方向、頻率、位相、偏振完全相同。
此後，量子力學的建立和發展使人們對物質的微觀結構及運動規律有了更深入的認識，微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明，這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論，為激光器的產生進一步奠定了理論基礎。20世紀40年代末，量子電子學誕生後，被很快應用於研究電磁輻射與各種微觀粒子系統的相互作用，並研製出許多相應的器件。這些科學理論和技術的快速發展都為激光器的發明創造了條件。
如果一個系統中處於高能態的粒子數多於低能態的粒子數，就出現了粒子數的反轉狀態。那麼只要有一個光子引發，就會迫使一個處於高能態的原子受激輻射出一個與之相同的光子，這兩個光子又會引發其他原子受激輻射，這樣就實現了光的放大；如果加上適當的諧振腔的反饋作用便形成光振盪，從而發射出激光。這就是激光器的工作原理。1951年，美國物理學家珀塞爾和龐德在實驗中成功地造成了粒子數反轉，並獲得了每秒50千赫的受激輻射。稍後，美國物理學家查爾斯·湯斯以及蘇聯物理學家馬索夫和普羅霍洛夫先後提出了利用原子和分子的受激輻射原理來產生和放大微波的設計。
然而上述的微波波譜學理論和實驗研究大都屬於「純科學」，對於激光器到底能否研製成功，在當時還是很渺茫的。
但科學家的努力終究有了結果。1954年，前面提到的美國物理學家湯斯終於製成了第一台氨分子束微波激射器，成功地開創了利用分子和原子體系作為微波輻射相干放大器或振盪器的先例。
湯斯等人研製的微波激射器只產生了1.25厘米波長的微波，功率很小。生產和科技不斷發展的需要推動科學家們去探索新的發光機理，以產生新的性能優異的光源。1958年，湯斯與姐夫阿瑟·肖洛將微波激射器與光學、光譜學的理論知識結合起來，提出了採用開式諧振腔的關鍵性建議，並預防了激光的相乾性、方向性、線寬和噪音等性質。同期，巴索夫和普羅霍洛夫等人也提出了實現受激輻射光放大的原理性方案。
此後，世界上許多實驗室都被捲入了一場激烈的研製競賽，看誰能成功製造並運轉世界上第一台激光器。
1960年，美國物理學家西奧多·梅曼在佛羅里達州邁阿密的研究實驗室里，勉強贏得了這場世界范圍內的研製競賽。他用一個高強閃光燈管來刺激在紅寶石水晶里的鉻原子，從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱，當它射向某一點時，可使這一點達到比太陽還高的溫度。
「梅曼設計」引起了科學界的震驚和懷疑，因為科學家們一直在注視和期待著的是氦氖激光器。
盡管梅曼是第一個將激光引入實用領域的科學家，但在法庭上，關於到底是誰發明了這項技術的爭論，曾一度引起很大爭議。競爭者之一就是「激光」(「受激輻射式光頻放大器」的縮略詞)一詞的發明者戈登·古爾德。他在1957年攻讀哥倫比亞大學博士學位時提出了這個詞。與此同時，微波激射器的發明者湯斯與肖洛也發展了有關激光的概念。經法庭最終判決，湯斯因研究的書面工作早於古爾德9個月而成為勝者。不過梅曼的激光器的發明權卻未受到動搖。
1960年12月，出生於伊朗的美國科學家賈萬率人終於成功地製造並運轉了全世界第一台氣體激光器——氦氖激光器。1962年，有三組科學家幾乎同時發明了半導體激光器。1966年，科學家們又研製成了波長可在一段范圍內連續調節的有機染料激光器。此外，還有輸出能量大、功率高，而且不依賴電網的化學激光器等紛紛問世。
由於激光器具備的種種突出特點，因而被很快運用於工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面，並在許多領域引起了革命性的突破。比如，人們利用激光集中而極高的能量，可以對各種材料進行加工，能夠做到在一個針頭上鑽200個孔；激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段，已在醫療、農業的實際應用上取得了良好效果；在通信領域，一條用激光柱傳送信號的光導電纜，可以攜帶相當於2萬根電話銅線所攜帶的信息量；激光在軍事上除用於通信、夜視、預警、測距等方面外，多種激光武器和激光制導武器也已經投入實用。
今後，隨著人類對激光技術的進一步研究和發展，激光器的性能將進一步提升，成本將進一步降低，但是它的應用范圍卻還將繼續擴大，並將發揮出越來越巨大的作用。
[編輯本段]激光器的種類
1. 氣體激光器
在氣體激光器中，最常見的是氦氖激光器。世界上第一台氦氖激光器是繼第一台紅寶石激光器之後不久，於1960年在美國貝爾實驗室里由伊朗物理學家賈萬製成的。由於氦氖激光器發出的光束方向性和單色性好，可以連續工作，所以這種激光器是當今使用最多的激光器，主要用在全息照相的精密測量、準直定位上。
氣體激光器中另一種典型代表是氬離子激光器。它可以發出鮮艷的藍綠色光，可連續工作，輸出功率達100多瓦。這種激光器是在可見光區域內輸出功率最高的一種激光器。由於它發出的激光是藍綠色的，所以在眼科上用得最多，因為人眼對藍綠色的反應很靈敏，眼底視網膜上的血紅素、葉黃素能吸收綠光。因此，用氬離子激光器進行眼科手術時，能迅速形成局部加熱，將視網膜上蛋白質變成凝膠狀態，它是焊接視網膜的理想光源。氬離子激光器發出的藍綠色激光還能深入海水層，而不被海水吸收，因而可廣泛用於水下勘測作業。
2. 液體、化學和半導體激光器
液體激光器也稱染料激光器，因為這類激光器的激活物質是某些有機染料溶解在乙醇、甲醇或水等液體中形成的溶液。為了激發它們發射出激光，一般採用高速閃光燈作激光源，或者由其他激光器發出很短的光脈沖。液體激光器發出的激光對於光譜分析、激光化學和其他科學研究，具有重要的意義。
化學激光器是用化學反應來產生激光的。如氟原子和氫原子發生化學反應時，能生成處於激發狀態的氟化氫分子。這樣，當兩種氣體迅速混合後，便能產生激光，因此不需要別的能量，就能直接從化學反應中獲得很強大的光能。這類激光器比較適合於野外工作，或用於軍事目的，令人畏懼的死光武器就是應用化學激光器的一項成果。
在當今的激光器中，還有一些是用半導體製成的。它們叫砷化鎵半導體激光器，體積只有火柴盒大小，這是一種微型激光器，輸出波長為人眼看不見的紅外線，在0.8～0.9微米之間。由於這種激光器體積小，結構簡單，只要通以適當強度的電流就有激光射出，再加上輸出波長在紅外線光范圍內，所以保密性特別強，很適合用在飛機、軍艦和坦克上。
3. 固體激光器
前面所提到的紅寶石激光器就是固體激光器的一種。早期的紅寶石激光器是採用普通光源作為激發源。現在生產的紅寶石激光器已經開發出許多新產品，種類也增多。此外，激勵的方式也分為好幾種，除了光激勵外，還有放電激勵、熱激勵和化學激勵等。
固體激光器中常用的還有釔鋁石榴石激光器，它的工作物質是氧化鋁和氧化釔合成的晶體，並摻有氧化釹。激光是由晶體中的釹離子放出，是人眼看不見的紅外光，可以連續工作，也可以脈沖方式工作。由於這種激光器輸出功率比較大，不僅在軍事上有用，也可廣泛用於工業上。此外，釔鋁石榴石激光器或液體激光器中的染料激光器，對治療白內障和青光眼十分有效。
4. 「隱身」和「變色」激光器
另外還有兩種較為特殊的激光器。一種是二氧化碳激光器，可稱「隱身人」，因為它發出的激光波長為10.6微米，「身」處紅外區，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續、脈沖兩種。連接方式產生的激光功率可達20千瓦以上。脈沖方式產生的波長10.6微米激光也是最強大的一種激光。人們已用它來「打」出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現是激光發展中的重大進展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。最普通的二氧化碳激光器是一支長1米左右的放電管。它的一端貼上鍍金反射鏡片，另一端貼一塊能讓10.6微米紅外光通過的鍺平面鏡片作為紅外激光輸出鏡。一般的玻璃鏡片不讓這種紅外光通過，所以個能做輸出鏡。放電管放電時發出粉紅色的自發輻射光，它產生的激光是看不見的，在磚上足以把磚頭燒到發出耀眼的白光。做實驗時，一不小心就會把自己的衣服燒壞，裸露的皮膚碰到了也要燒傷，所以這種激光器上都貼著「危險」的標記，操作時要特別留神。
5.近紅外光譜儀
近紅外光譜儀專為滿足實際應用的挑戰而設計的，具有卓越的性能、長期穩定性、結構緊湊和超低功耗的優點。
二氧化碳激光器形式很多。放電管最長的達200多米，要佔據很大的場地。科學家想出辦法，將筆直的放電管彎成來回轉折的形狀，或是把放電管疊起來安裝，將它們的實際長度壓縮到20米左右；為了使激光器的光路不受振動的影響，整個器件安放在地下室粗大的管道內。後來發明的一種稱為橫向流動的二氧化碳激光器，長度縮到只有一張大辦公桌那樣長短，能射出幾千瓦功率的激光。這樣的激光器已被許多汽車拖拉機廠用來加工大型零件。輸出功率更大的一種二氧化碳激光器結構像大型噴氣發動機，開動起來聲音響得嚇人，它能產生上百萬瓦的連續激光，是連續方式發射激光中的最強者。最初的激光打坦克靶實驗，用的就是這種激光器。它是科學家把空氣動力學和激光科學相結合而製造出來的。
以脈沖方式發射的二氧化碳激光器也有很多種，在科研和工業中用途極廣。如果按每一脈沖發出的能量大小作比較，那麼，脈沖二氧化碳激光器又是脈沖激光器中的最強者。
這里，我們要回到激光先驅者湯斯曾經研究過的問題上來，談一談毫米波的產生。隨著激光技術的發展，許多科學家對這一難題又發起了進攻：採用放電或利用強大的二氧化碳激光作為激勵源去激發氟甲烷、氨等氣體分子，一步步地把發射出來的激光波長延長，擴展。開始達幾十微米，後來達幾百微米，也就是亞毫米波了。本世紀60年代中期到70年代中期，隨著微波技術的發展，科學家根據激光的原理和方法產生了毫米波。這樣，從光波到微波之間的空白地帶便被不斷發現的新紅外激光填補了。
從研究中，科學家發現毫米波很有實用價值：大氣對它的吸收率很小、阻礙它傳播的影響也小，可以用它來作為新的大氣通訊工具。
另一種比較特殊、新穎的激光器，可以形象地稱它為「變色龍」。它不是龍，但確實能變色；只要轉動一個激光器上的旋鈕，就可以獲得紅、橙、黃、綠、青、藍、紫各種顏色的激光。
難道染料跟激光器也有關系嗎？一點也不錯。這種激光器的工作物質確實就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。科學家至今還沒有弄清楚這些染料的分子能級和原子結構，只知道它們與氣體工作物質的氣體原子、離子結構不一樣；氣體產生的激光有明確的波長，而染料產生的激光，波長范圍較廣，或者說有多種色彩。染料激光器的光學諧振腔中裝有一個稱為光柵的光學元件。通過它可以根據需要選擇激光的色彩，就像從收音機里選聽不同頻率的無線電台廣播一樣。
染料激光器的激勵源是光泵，可以用脈沖氙燈，也可以用氮分子激光器發出的激光。用一種顏色的激光作光泵，結果能產生其他顏色的激光可以說是染料激光器的特點之一。
這種根據需要可以隨時改變產生激光的波長的激光器，主要用於光譜學研究；許多物質會有選擇地吸收某些波長的光，產生共振現象。科學家用這些現象分析物質，了解材料結構；還用這些激光器來產生新的激光，研究一些奇異的光學和光譜學現象。

⑸ 半導體器件物理的內容簡介

本書綜合了半導體物理和晶體管原理兩部分內容，1-3章介紹了半導體材料、PN結、版半導體表面的權特性，4-5章系統闡述了雙極型、MOS型晶體管的結構和工作原理，第6章簡要介紹了其他幾種半導體器件。全書根據高等職業教育的特點來編寫，在內容上側重於物理概念與物理過程的描述，並注意與生產實踐相結合，適當配置了工藝和版圖方面的知識。同時在各章節編寫了實驗，方便在教學中選用。
本書可作為高職高專微電子技術及相關專業的教材，也可供半導體行業工程技術人員參考。

⑹ ic產業的發展歷程

一、世界集成電路產業結構的變化及其發展歷程
回顧集成電路的發展歷程，我們可以看到，自發明集成電路至今40多年以來，從電路集成到系統集成這句話是對IC產品從小規模集成電路（SSI）到今天特大規模集成電路（ULSI）發展過程的最好總結，即整個集成電路產品的發展經歷了從傳統的板上系統（System-on-board）到片上系統（System-on-a-chip）的過程。在這歷史過程中，世界IC產業為適應技術的發展和市場的需求，其產業結構經歷了三次變革。
第一次變革：以加工製造為主導的IC產業發展的初級階段。
70年代，集成電路的主流產品是微處理器、存儲器以及標准通用邏輯電路。這一時期IC製造商（IDM）在IC市場中充當主要角色，IC設計只作為附屬部門而存在。這時的IC設計和半導體工藝密切相關。IC設計主要以人工為主，CAD系統僅作為數據處理和圖形編程之用。IC產業僅處在以生產為導向的初級階段。
第二次變革：Foundry公司與IC設計公司的崛起。
80年代，集成電路的主流產品為微處理器（MPU）、微控制器（MCU）及專用IC（ASIC）。這時，無生產線的IC設計公司（Fabless）與標准工藝加工線（Foundry）相結合的方式開始成為集成電路產業發展的新模式。
隨著微處理器和PC機的廣泛應用和普及（特別是在通信、工業控制、消費電子等領域），IC產業已開始進入以客戶為導向的階段。一方面標准化功能的 IC已難以滿足整機客戶對系統成本、可靠性等要求，同時整機客戶則要求不斷增加IC的集成度，提高保密性，減小晶元面積使系統的體積縮小，降低成本，提高產品的性能價格比，從而增強產品的競爭力，得到更多的市場份額和更豐厚的利潤；另一方面，由於IC微細加工技術的進步，軟體的硬體化已成為可能，為了改善系統的速度和簡化程序，故各種硬體結構的ASIC如門陣列、可編程邏輯器件（包括FPGA）、標准單元、全定製電路等應運而生，其比例在整個IC銷售額中 1982年已佔12%；其三是隨著EDA工具（電子設計自動化工具）的發展，PCB設計方法引入IC設計之中，如庫的概念、工藝模擬參數及其模擬概念等，設計開始進入抽象化階段，使設計過程可以獨立於生產工藝而存在。有遠見的整機廠商和創業者包括風險投資基金（VC）看到ASIC的市場和發展前景，紛紛開始成立專業設計公司和IC設計部門，一種無生產線的集成電路設計公司（Fabless）或設計部門紛紛建立起來並得到迅速的發展。同時也帶動了標准工藝加工線（Foundry）的崛起。全球第一個Foundry工廠是1987年成立的台灣積體電路公司，它的創始人張忠謀也被譽為晶晶元加工之父。
第三次變革：四業分離的IC產業
90年代，隨著INTERNET的興起，IC產業跨入以競爭為導向的高級階段，國際競爭由原來的資源競爭、價格競爭轉向人才知識競爭、密集資本競爭。以DRAM為中心來擴大設備投資的競爭方式已成為過去。如1990年，美國以Intel為代表，為抗爭日本躍居世界半導體榜首之威脅，主動放棄 DRAM市場，大搞CPU，對半導體工業作了重大結構調整，又重新奪回了世界半導體霸主地位。這使人們認識到，越來越龐大的集成電路產業體系並不有利於整個IC產業發展，分才能精，整合才成優勢。於是，IC產業結構向高度專業化轉化成為一種趨勢，開始形成了設計業、製造業、封裝業、測試業獨立成行的局面（如下圖所示），近年來，全球IC產業的發展越來越顯示出這種結構的優勢。如台灣IC業正是由於以中小企業為主，比較好地形成了高度分工的產業結構，故自1996年，受亞洲經濟危機的波及，全球半導體產業出現生產過剩、效益下滑，而IC設計業卻獲得持續的增長。
特別是96、97、98年持續三年的DRAM的跌價、MPU的下滑，世界半導體工業的增長速度已遠達不到從前17%的增長值，若再依靠高投入提升技術，追求大尺寸矽片、追求微細加工，從大生產中來降低成本，推動其增長，將難以為繼。而IC設計企業更接近市場和了解市場，通過創新開發出高附加值的產品，直接推動著電子系統的更新換代；同時，在創新中獲取利潤，在快速、協調發展的基礎上積累資本，帶動半導體設備的更新和新的投入；IC設計業作為集成電路產業的龍頭，為整個集成電路產業的增長注入了新的動力和活力。

⑺ 簡述電子元器件的發展過程

電子元器件發展史其實就是一部濃縮的電子發展史：
電子技術是十九世紀末、二十世紀初開始發展起來的新興技術，二十世紀發展最迅速，應用最廣泛，成為近代科學技術發展的一個重要標志。

第一代電子產品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一隻半導體三極體，它以小巧、輕便、省電、壽命長等特點，很快地被各國應用起來，在很大范圍內取代了電子管。五十年代末期，世界上出現了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅晶元上，使電子產品向更小型化發展。集成電路從小規模集成電路迅速發展到大規模集成電路和超大規模集成電路，從而使電子產品向著高效能低消耗、高精度、高穩定、智能化的方向發展。

由於，電子計算機發展經歷的四個階段恰好能夠充分說明電子技術發展的四個階段的特性，所以下面就從電子計算機發展的四個時代來說明電子技術發展的四個階段的特點。

世界上第一台電子計算機於1946年在美國研製成功，取名ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）。這台計算機使用了18800個電子管，佔地170平方米，重達30噸，耗電140千瓦，價格40多萬美元，是一個昂貴耗電的"龐然大物"。由於它採用了電子線路來執行算術運算、邏輯運算和存儲信息，從而就大大提高了運算速度。ENIAC每秒可進行5000次加法和減法運算，把計算一條彈道的時間短為30秒。它最初被專門用於彈道運算，後來經過多次改進而成為能進行各種科學計算的通用電子計算機。從1946年2月交付使用，到1955年10月最後切斷電源，ENIAC服役長達9年。

盡管ENIAC還有許多弱點，但是在人類計算工具發展史上，它仍然是一座不朽的里程碑。它的成功，開辟了提高運算速度的極其廣闊的可能性。它的問世，表明電子計算機時代的到來。從此，電子計算機在解放人類智力的道路上，突飛猛進的發展。電子計算機在人類社會所起的作用，與第一次工業革命中蒸汽機相比，是有過之而無不及的。

ENIAC問世以來的短短的四十多年中，電子計算機的發展異常迅速。迄今為止，它的發展大致已經了下列四代：

第一代（1946~1957年）是電子計算機，它的基本電子元件是電子管，內存儲器採用水銀延遲線，外存儲器主要採用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由於當時電子技術的限制，運算速度只是每秒幾千次~幾萬次基本運算，內存容量僅幾千個字。程序語言處於最低階段，主要使用二進製表示的機器語言編程，後階段採用匯編語言進行程序設計。因此，第一代計算機體積大，耗電多，速度低，造價高，使用不便；主要局限於一些軍事和科研部門進行科學計算。

第二代（1958~1970年）是晶體管計算機。1948年，美國貝爾實驗室發明了晶體管，10年後晶體管取代了計算機中的電子管，誕生了晶體管計算機。晶體管計算機的基本電子元件是晶體管，內存儲器大量使用磁性材料製成的磁芯存儲器。與第一代電子管計算機相比，晶體管計算機體積小，耗電少，成本低，邏輯功能強，使用方便，可靠性高。

第三代（1963~1970年）是集成電路計算機。隨著半導體技術的發展，1958年夏，美國德克薩斯公司製成了第一個半導體集成電路。集成電路是在幾平方毫米的基片，集中了幾十個或上百個電子元件組成的邏輯電路。第三代集成電路計算機的基本電子元件是小規模集成電路和中規模集成電路，磁芯存儲器進一步發展，並開始採用性能更好的半導體存儲器，運算速度提高到每秒幾十萬次基本運算。由於採用了集成電路，第三代計算機各方面性能都有了極大提高：體積縮小，價格降低，功能增強，可靠性大大提高。

第四代（1971年~日前）是大規模集成電路計算機。隨著集成了上千甚至上萬個電子元件的大規模集成電路和超大規模集成電路的出現，電子計算機發展進入了第四代。第四代計算機的基本元件是大規模集成電路，甚至超大規模集成電路，集成度很高的半導體存儲器替代了磁芯存儲器，運算速度可達每秒幾百萬次，甚至上億次基本運算。

⑻ 二極體這個發展史和創造史是什麼

電子元件當中，一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極體（Varicap Diode）則用來當作電子式的可調電容器。大部分二極體所具備的電流方向性我們通常稱之為「整流（Rectifying）」功能。二極體最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過（稱為順向偏壓），反向時阻斷 （稱為逆向偏壓）。因此，二極體可以想成電子版的逆止閥。
一、二極體定義：
二極體（英語：Diode），電子元件當中，一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過。許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極體（Varicap Diode）則用來當作電子式的可調電容器。

二、簡介：
大部分二極體所具備的電流方向性我們通常稱之為「整流（Rectifying）」功能。二極體最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過（稱為順向偏壓），反向時阻斷 （稱為逆向偏壓）。因此，二極體可以想成電子版的逆止閥。然而實際上二極體並不會表現出如此完美的開與關的方向性，而是較為復雜的非線性電子特徵——這是由特定類型的二極體技術決定的。二極體使用上除了用做開關的方式之外還有很多其他的功能。早期的二極體包含「貓須晶體（"Cat's Whisker"Crystals）」以及真空管(英國稱為「熱游離閥（Thermionic Valves）」)。現今最普遍的二極體大多是使用半導體材料如硅或鍺。

三、主要特性：
1、正向性

外加正向電壓時，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服PN結內電場的阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為死區。這個不能使二極體導通的正向電壓稱為死區電壓。當正向電壓大於死區電壓以後，PN結內電場被克服，二極體正向導通，電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內，導通時二極體的端電壓幾乎維持不變，這個電壓稱為二極體的正向電壓。

2、反向性

外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極體的電流是少數載流子漂移運動所形成反向電流。由於反向電流很小，二極體處於截止狀態。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極體的反向飽和電流受溫度影響很大。

3、擊穿

內部結構外加反向電壓超過某一數值時，反向電流會突然增大，這種現象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極體反向擊穿電壓。電擊穿時二極體失去單向導電性。如果二極體沒有因電擊穿而引起過熱，則單向導電性不一定會被永久破壞，在撤除外加電壓後，其性能仍可恢復，否則二極體就損壞了。因而使用時應避免二極體外加的反向電壓過高。

4、二極體是一種具有單向導電的二端器件，有電子二極體和晶體二極體之分，電子二極體現已很少見到，比較常見和常用的多是晶體二極體。二極體的單向導電特性，幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導體二極體，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導體器件之一，其應用也非常廣泛。

5、二極體的管壓降：硅二極體（不發光類型）正向管壓降0.7V，鍺管正向管壓降為0.3V，發光二極體正向管壓降會隨不同發光顏色而不同。主要有三種顏色，具體壓降參考值如下：紅色發光二極體的壓降為2.0--2.2V，黃色發光二極體的壓降為1.8—2.0V，綠色發光二極體的壓降為3.0—3.2V，正常發光時的額定電流約為20mA。

6、二極體的電壓與電流不是線性關系，所以在將不同的二極體並聯的時候要接相適應的電阻。

7、二極體的特性曲線

與PN結一樣，二極體具有單向導電性。硅二極體典型伏安特性曲線。在二極體加有正向電壓，當電壓值較小時，電流極小；當電壓超過0.6V時，電流開始按指數規律增大，通常稱此為二極體的開啟電壓；當電壓達到約0.7V時，二極體處於完全導通狀態，通常稱此電壓為二極體的導通電壓，用符號UD表示。對於鍺二極體，開啟電壓為0.2V，導通電壓UD約為0.3V。在二極體加有反向電壓，當電壓值較小時，電流極小，其電流值為反向飽和電流IS。當反向電壓超過某個值時，電流開始急劇增大，稱之為反向擊穿，稱此電壓為二極體的反向擊穿電壓，用符號UBR表示。不同型號的二極體的擊穿電壓UBR值差別很大，從幾十伏到幾千伏。

⑼ 半導體企業,有近20年還在半導體器件研發產業化的經驗

半導體企業的話，可以上網搜索一下相關技術。