半导体技术的快速发展

如题所述

尽管有种种挑战,半导体技术还是不断地往前进步。分析其主要原因,总括来说有下列几项。
先天上,硅这个元素和相关的化合物性质非常好,包括物理、化学及电方面的特性。利用硅及相关材料组成的所谓金属氧化物半导体场效晶体管,做为开关组件非常好用。此外,因为性能优异,轻、薄、短、小,加上便宜,所以应用范围很广,可以用来做各种控制。换言之,市场需求很大,除了各种产业都有需要外,新兴的所谓 3C 产业,更是以 IC 为主角。
因为需求量大,自然吸引大量的人才与资源投入新技术与产品的研发。产业庞大,分工也越来越细。半导体产业可分成几个次领域,每个次领域也都非常庞大,譬如 IC 设计、光罩制作、半导体制造、封装与测试等。其它配合产业还包括半导体设备、半导体原料等,可说是一个火车头工业。
因为投入者众,竞争也剧烈,进展迅速,造成良性循环。一个普遍现象是各大学电机、电子方面的课程越来越多,分组越细,并且陆续从工学院中独立成电机电子与信息方面的学院。其它产业也纷纷寻求在半导体产业中的应用,这在全世界已经变成一种普遍的趋势。
总而言之,半导体技术已经从微米进步到纳米尺度,微电子已经被纳米电子所取代。半导体的纳米技术可以代表以下几层意义:它是唯一由上而下,采用微缩方式的纳米技术;虽然没有革命性或戏剧性的突破,但整个过程可以说就是一个不断进步的历程,这种动力预期还会持续一、二十年。
此外,组件会变得更小,IC 的整合度更大,功能更强,价格也更便宜。未来的应用范围会更多,市场需求也会持续增加。像高速个人计算机、个人数字助理、手机、数字相机等等,都是近几年来因为 IC 技术的发展,有了快速的 IC 与高密度的内存后产生的新应用。由于技术挑战越来越大,投入新技术开发所需的资源规模也会越来越大,因此预期会有更大的就业市场与研发人才的需求。
半导体器件有许多封装型式,从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进,这些都是前人根据当时的组装技术和市场需求而研制的。总体说来,它大概有三次重大的革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩正封装的出现,它不但满足了市场高引脚的需求,而且大大地改善了半导体器件的性能;晶片级封装、系统封装、芯片级封装是第三次革新的产物,其目的就是将封装减到最小。每一种封装都有其独特的地方,即其优点和不足之处,而所用的封装材料,封装设备,封装技术根据其需要而有所不同。驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。

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