半導體用在什麼家電廠

1. 國產十五家主要半導體設備廠商介紹

前些天，我國本土半導體設備傳來好消息，中微半導體設備（上海）有限公司自主研製的5nm等離子體刻蝕機經台積電驗證，性能優良，將用於全球首條5nm製程生產線。刻蝕機是晶元製造的關鍵裝備之一，中微突破關鍵核心技術，讓「中國製造」躋身刻蝕機國際第一梯隊。

近年來，我國大陸半導體設備企業一直在努力追趕國際先進腳步。在多種設備領域有一定突破，除了上述中微半導體的5nm等離子體刻蝕機之外，有越來越多的產品可應用於14nm、7nm製程。

但是，國內設備與國外先進設備相比仍有較大差距，主要表現在兩方面：一是有一定競爭力的產品在領先製程上的差距；二是部分產品完全沒有競爭能力或尚未布局，比如國內光刻機落後許多代際，僅能達到90nm的光刻要求，國內探針台也處於研發階段，尚未實現銷售收入。

那麼，在國家的扶持下，經過這么多年的發展，我國本土半導體設備各個細分領域的發展情況如何呢？相關企業都有哪些？發展到了什麼程度呢？下面就來梳理一下。

北方華創

北方華創由七星電子和北方微電子戰略重組而成。七星甴子主營清洗機、氧化爐、 氣體質量控制器(MFC)等半導體裝備及精密甴子元器件等業務，此外七星甴子還是國內真空設備、 新能源鋰甴裝備重要供應商。北方微甴子主營刻蝕設備(Etch)、物理氣相沉積設備(PVD)、化學氣相沉積設備(CVD)三類設備。

2010 年 3 月，七星甴子在深交所上市。 2016 年 8 月，七星甴子與北方微甴子實現戰略重組，成為中國規模最大、產品體系最豐富、涉及領域最廣的高端半導體工藝設備供應商，開成功引迚國家集成甴路產業基金(大基金)等戰略投資者，實現了產業與資本的融合。 公司實際控制人是北京甴控，隸屬於國資委。

2017 年 2 月，七星甴子正式更名為北方華創 科技 集團股仹有限公司，完成了內部整合，推出全新品牉「北方華創」，開形成了半導體裝備、真空裝備、新能源鋰甴裝備和高精密甴子元器件四大業務板塊加集團總部的「4+1」經營管理模式。

北方華創的半導體裝備亊業群主要包括刻蝕機、 PVD、 CVD、氧化爐、擴散爐、清洗機及質量流量控制器(MFC)等 7 大類半導體設備及零部件，面向集成甴路、先進封裝等 8 個應用領域，涵蓋了半導體生產前段工藝製程中的除光刻機外的大部分兲鍵裝備。 客戶包括中芯國際、華力微甴子、長江存儲等國內一線半導體製造企業，以及長甴 科技 、 晶斱 科技 、華天 科技 等半導體封裝廠商。

重組之後，北方華創業績快速增長。2017 年實現營業收入 22.23 億元，同比增長37.01%，歸母凈利潤 1.26 億元，同比增長 35.21%。 根據公司 2018 年半年報業績快報，2018 年上半年公司實現營業收入13.95 億元，同比增長 33.44%， 歸母凈利潤 1.19 億元，同比增長 125.44%。 隨著下游晶圓廠投資加速， 公司半導體設備等覎模持續擴張。

長川 科技

長川 科技 是國內集成電路封裝測試、晶圓製造及晶元設計環節測試設備主要供應商。 半導體測試設備主要包括分選機、 測試機和探針台三大類。自2008年4月成立以來，該公司率先實現了半導體測試設備（分選機和測試機） 的國產化， 並獲得國內外眾多一流集成電路企業的使用和認可。

該公司於 2012 年 2 月承擔並完成國家「十二五」規劃重大專項「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」中的高端封裝設備與材料應用工程項目，並於 2015 年 3 月獲得國家集成電路產業基金投資。

該公司的測試機和分選機在核心性能指標上已達到國內領先、接近國外先進水平，同時售價低於國外同類型號產品，具備較高的性價比優勢。 公司產品已進入國內主流封測企業， 如天水華天、 長電 科技 、 杭州士蘭微、 通富微電等。 2017 年，該公司對外積極開拓市場， 設立台灣辦事處，拓展台灣市場。

2013~2017年，長川 科技 營收實現了由 4,341 萬元到 1.80 億元的跨越，復合增速達39.75%。 2017 年，歸屬母公司凈利潤由992萬元增長至 5,025 萬元， 復合增速達31.48%。

中微半導體

中微半導體成立於 2004 年，是一家微加工高端設備公司， 經營范圍包括研發薄膜製造設備和等離子體刻蝕設備、大面積顯示屏設備等。該公司管理層技術底蘊深厚，大多有任職於應用材料、LAM和英特爾等全球半導體一流企業的經驗。

中微半導體先後承擔並圓滿完成 65-45 納米、 32-22 納米、22-14 納米等三項等離子介質刻蝕設備產品研製和產業化。 公司自主研發的等離子體刻蝕設備 Primo D-RIE 可用於加工 64/45/28 納米氧化硅、氮化硅等電介質材料，介質刻蝕設備 Primo AD-RIE 可用於 22nm 及以下晶元加工，均已進入國內先進產線。中微半導體的介質刻蝕機已經完成了5nm 的生產。

晶盛機電

晶盛機電是一家專業從事半導體、光伏設備研發及製造的高新技術企業，是國內技術領先的晶體硅生長設備供應商。該公司專注於擁有自主品牌的晶體硅生長設備及其控制系統的研發、製造和銷售，先後開發出擁有完全自主知識產權的直拉式全自動晶體生長爐、鑄錠多晶爐產品。

該公司立足於「提高光電轉化效率、降低發電成本」的光伏技術路線，實現了硅晶體生長「全自動、高性能、高效率、低能耗」國內領先、國際先進的技術優勢。全自動單晶爐系列產品和 JSH800 型氣致冷多晶爐產品分別被四部委評為國家重點新產品。同時公司積極向光伏產業鏈裝備進行延伸，2015 年成功開發並銷售了新一代單晶棒切磨復合一體機、單晶硅棒截斷機、多晶硅塊研磨一體機、多晶硅塊截斷機等多種智能化裝備，並布局高效光伏電池裝備和組件裝備的研發。

該公司的晶體生長設備特別是單晶硅生長爐銷售形勢較好，主要是單晶光伏的技術路線獲得認可，隨著下游廠商的擴產，單晶的滲透率也逐步提升，帶來對單晶硅生長爐的需求增加，該類產品收入已經占營業收入的 81%。

該公司主營業務伴隨國內光伏產業的上升發展，給主營業務收入和利潤帶來顯著增長，近兩年的增長率均在 80%以上，另外，其毛利率水平和凈利率水平也基本維持穩定。

上海微電子

上海微電子裝備有限公司成立於2002年，主要致力於大規模工業生產的投影光刻機研發、生產、銷售與服務，該公司產品可廣泛應用於IC製造與先進封裝、MEMS、TSV/3D、TFT-OLED等製造領域。

該公司主要產品包括：

600掃描光刻機系列—前道IC製造

基於先進的掃描光刻機平台技術，提供覆蓋前道IC製造90nm節點以上大規模生產所需，包含90nm、130nm和280nm等不同解析度節點要求的ArF、KrF及i-line步進掃描投影光刻機。該系列光刻機可兼容200mm和300mm矽片。

500步進光刻機系列—後道IC、MEMS製造

基於先進的步進光刻機平台技術，提供覆蓋後道IC封裝、MEMS/NEMS製造的步進投影光刻機。該系列光刻機採用高功率汞燈的ghi線作為曝光光源，其先進的逐場調焦調平技術對薄膠和厚膠工藝，以及TSV-3D結構等具有良好的自動適應性，並通過採用具有專利的圖像智能識別技術，無需專門設計特殊對准標記。該系列設備具有高解析度、高套刻精度和高生產率等一系列優點，可滿足用戶對設備高性能、高可靠性、低使用成本(COO)的生產需求。

200光刻機系列—AM-OLED顯示屏製造

200系列投影光刻機綜合採用先進的步進光刻機平台技術和掃描光刻機平台技術，專用於新一代AM-OLED顯示屏的TFT電路製造。該系列光刻機不僅可用於基板尺寸為200mm × 200mm的工藝研發線，也可用於基板尺寸為G2.5(370mm × 470mm)和G4.5(730mm × 920mm)的AM-OLED顯示屏量產線。

矽片邊緣曝光機系列——晶元級封裝工藝應用

SMEE開發的矽片邊緣曝光機提供了滿足晶元級封裝工藝中對矽片邊緣進行去膠處理的能力，設備可按照客戶要求配置邊緣曝光寬度、矽片物料介面形式、曝光工位等不同形式。設備同時兼容150mm、200mm和300mm等三種不同規格的矽片，邊緣曝光精度可到達0.1mm。設備配置了高功率光源，具有較高的矽片面照度，提高了設備產率。

至純 科技

至純 科技 成立於 2000 年， 主要為電子、生物醫葯及食品飲料等行業的先進製造業企業提供高純工藝系統的整體解決方案， 產品為高純工藝設備和以設備組成的高純工藝系統，覆蓋設計、加工製造、安裝以及配套工程、檢測、廠務託管、標定和維護保養等增值服務。

該公司在 2016年前產品約一半收入來自醫葯類行業，光伏、 LED 行業及半導體行業收入佔比較小。 2016年以來，公司抓住半導體產業的發展機遇，逐步擴大其產品在半導體領域的銷售佔比， 2016和 2017 年來自半導體領域收入占公司營業收入比重分別為 50%和 57%，占據公司營業收入半壁江山。主攻半導體清洗設備。

該公司於 2015 年開始啟動濕法工藝裝備研發， 2016 年成立院士工作站， 2017 年成立獨立的半導體濕法事業部至微半導體，目前已經形成了 UltronB200 和 Ultron B300 的槽式濕法清洗設備和 Ultron S200 和 Ultron S300 的單片式濕法清洗設備產品系列， 並取得 6 台的批量訂單。

精測電子

武漢精測電子技術股份有限公司創立於 2006 年 4 月，並於 2016 年 11 月在創業板上市。公司主要從事平板顯示檢測系統的研發、生產與銷售，在國內平板顯示測試領域處於絕對領先地位， 主營產品包括：模組檢測系統、面板檢測系統、OLED 檢測系統、AOI光學檢測系統和平板顯示自動化設備。近幾年來，該公司積極對外投資，設立多家子公司，業務規模迅速擴張，進一步完善了產業布局。

該公司成立初期主要專注於基於電訊技術的信號檢測，是國內較早開發出適用於液晶模組生產線的 3D 檢測、基於 DP 介面的液晶模組生產線的檢測和液晶模組生產線的 Wi-Fi 全無線檢測產品的企業，目前該公司的 Mole 製程檢測系統的產品技術已處於行業領先水平。

2014 年，精測電子積極研發 AOI 光學檢測系統和平板顯示自動化設備，引進了宏瀨光電和台灣光達關於 AOI 光學檢測系統和平板顯示自動化設備相關的專利等知識產權，使其在 Array製程和 Cell 製程的檢測形成自有技術，初步形成了「光、機、電」技術一體化的優勢。

精測電子2018年上半年財務報告顯示，該公司收入主要來自 AOI 光學檢測系統業務，佔比 45.49%，毛利佔比 41.94%；其次是模組檢測系統業務，收入佔比 23.33%，毛利佔比 27.68%； OLED 檢測系統和平面顯示自動化設備收入佔比分別為 14.29%和12.30%，毛利佔比為 14.26%和 10.28%。

電子 科技 集團45所

中國電子 科技 集團公司第45研究所創立於1958年，2010年9月，中央機構編制委員會辦公室批准45所第一名稱更改為「北京半導體專用設備研究所」，第二名稱仍保持「中國電子 科技 集團公司第四十五研究所」不變。

45所是國內專門從事軍工電子元器件關鍵工藝設備技術、設備整機系統以及設備應用工藝研究開發和生產製造的國家重點軍工科研生產單位。

45所以光學細微加工和精密機械與系統自動化為專業方向，以機器視覺技術、運動控制技術、精密運動工作台與物料傳輸系統技術、精密零部件設計優化與高效製造技術、設備應用工藝研究與物化技術、整機系統集成技術等六大共性關鍵技術為支撐，圍繞集成電路製造設備、半導體照明器件製造設備、光伏電池製造設備、光電組件製造和系統集成與服務等五個重點技術領域，開發出了電子材料加工設備、晶元製造設備、光/聲/電檢測設備、化學處理設備、先進封裝設備、電子圖形印刷設備、晶體元器件和光伏電池等八大類工藝設備和產品，服務於集成電路、光電元器件與組件、半導體照明和太陽能光伏電池四大行業.

上海睿勵

睿勵科學儀器（上海）有限公司是於2005年創建的合資公司，致力於研發、生產和銷售具有自主知識產權的集成電路生產製造工藝裝備產業中的工藝檢測設備。主要生產用於65/28/14nm製程工藝控制的膜厚測量設備。

沈陽芯源

沈陽芯源微電子設備有限公司成立於2002年，由中科院沈陽自動化研究所引進國外先進技術投資創建。

芯源公司自主開發的單片勻膠機、顯影機、噴膠機、去膠機、清洗機、濕法刻蝕機等設備廣泛應用於半導體、先進封裝、MEMS、LED等領域。

1.LED領域勻膠顯影機：應用於LED晶元製造、PSS（圖形化襯底）、MEMS、HCPV（高聚光型太陽能電池）、Waveguide（光波導）工藝的勻膠顯影等工藝製程。

2.高端封裝全自動塗膠顯影機:廣泛應用於先進封裝BGA、Flip-Chip、WSP、CSP製程的高黏度PR、PI、Epoxy的塗敷、顯影工藝製程。

3.高端封裝全自動噴霧式塗膠機: 廣泛應用於TSV、MEMS、WLP等工藝製程。

4.單片濕法刻蝕機/去膠機/清洗機:廣泛應用於先進封裝BGA、Flip-Chip、WSP、CSP製程的刻蝕、去膠、清洗工藝製程。

5.前道堆疊式全自動塗膠顯影機：應用於90nm光刻工藝、BARC塗覆、SOC、SOD、SOG等工藝製程。

盛美半導體

盛美半導體（ACM Research）是國內半導體清洗設備主要供應商，於1998年在美國矽谷成立，主要研發電拋光技術，2006 年成立上海子公司，專注於半導體清洗設備。2017年11月4日公司在美國納斯達克上市。2017年公司營業收入3650萬美元，同比增長33.2%，其中90%以上的營業收入來自於半導體清洗設備。2017 年研發投入占營業收入比例為14.1%。

由於聲波清洗可能會造成晶片損傷，行業公司大多轉向研發其他技術，盛美半導體另闢蹊徑研發出空間交變相移兆聲波清洗（SAPS）和時序能激氣泡震盪兆聲波清洗（TEBO）兩項專利技術，可以實現無傷清洗。公司的清洗設備目前已經進入 SK 海力士、長江存儲和上海華力等先進產線。

天津華海清科

天津華海清科機電 科技 有限公司成立於2013年，是天津市政府與清華大學踐行「京津冀一體化」國家戰略，為推動我國化學機械拋光（CMP）技術和設備產業化成立的高 科技 企業。

華海清科主要從事CMP設備和工藝及配套耗材的研發、生產、銷售與服務，核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室及業內專業人才，產品可廣泛應用於極大規模集成電路製造、封裝、微機電系統製造、晶圓平坦化、基片製造等領域。

中電科裝備

中電科電子裝備集團有限公司成立於2013年，是在中國電子 科技 集團公司2所、45所、48所基礎上組建成立的二級成員單位，屬中國電子 科技 集團公司獨資公司，注冊資金21億元，該公司是我國以集成電路製造裝備、新型平板顯示裝備、光伏新能源裝備以及太陽能光伏產業為主的科研生產骨幹單位，具備集成電路局部成套和系統集成能力以及光伏太陽能產業鏈整線交鑰匙能力。

多年來，利用自身雄厚的科研技術和人才優勢，形成了以光刻機、平坦化裝備（CMP）、離子注入機、電化學沉積設備（ECD）等為代表的微電子工藝設備研究開發與生產製造體系，涵蓋材料加工、晶元製造、先進封裝和測試檢測等多個領域；通過了ISO9001、GJB9001A、UL、CE、TüV、NRE等質量管理體系與國際認證。

沈陽拓荊

沈陽拓荊 科技 有限公司成立於2010年4月，是由海外專家團隊和中科院所屬企業共同發起成立的國家高新技術企業。拓荊公司致力於研究和生產薄膜設備，兩次承擔國家 科技 重大專項。2016年、2017年連續兩年獲評「中國半導體設備五強企業」。

該公司擁有12英寸PECVD（等離子體化學氣相沉積設備）、ALD（原子層薄膜沉積設備）、3D NAND PECVD（三維結構快閃記憶體專用PECVD設備）三個完整系列產品，技術指標達到國際先進水平。產品廣泛應用於集成電路前道和後道、TSV封裝、光波導、LED、3D-NAND快閃記憶體、OLED顯示等高端技術領域。

華海清科

天津華海清科機電 科技 有限公司成立於2013年，是天津市政府與清華大學踐行「京津冀一體化」國家戰略，為推動我國化學機械拋光（CMP）技術和設備產業化成立的高 科技 企業。

華海清科主要從事CMP設備和工藝及配套耗材的研發、生產、銷售與服務，核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室及業內專業人才，產品可廣泛應用於極大規模集成電路製造、封裝、微機電系統製造、晶圓平坦化、基片製造等領域。

以上就是我國大陸地區的主要半導體設備生產企業。

隨著我國半導體產業的快速發展，對半導體設備的需求量越來越大，而本土半導體設備企業面臨著供給與需求錯配的情況。一方面，國內的半導體設備需求隨著下游產線的擴張而迅速增加，大陸的半導體設備需求佔全球半導體設備需求的比重較高；但另一方面，本土的設備供給存在著水平較為落後，國產化率不高的情況。

針對這一情形，在國家的大力支持下，國內設備企業需要積極布局，以在各細分設備領域實現突破。

2. 半導體用於哪些行業立維

半導體用在航天，用在計算機，用在汽車，用在手機方面，因為這些方面都需要半導體，而且也離不開半導體。

3. 半導體的用途有哪些

半導體主要應用在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應。半導體是一種在常溫下它的導電性能介於導體和絕緣體之間的一種材料，在科技和經濟發展中，半導體都是非常重要的存在。
半導體的用途有哪些
半導體是我們日常生活中廣泛使用的材料，它影響著人們的日常工作和生活，其用途非常廣泛，主要在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。
半導體在光伏應用中它是太陽能電池運行的基本原理，並且半導體材料的光伏應用是一大熱門;在照明應用中，採用LED技術的半導體光源是優質照明光源;SiC半導體器件是一種應用在功率密度和開關頻率高的場合的電源裝換裝置。
半導體的分類
半導體的種類有很多，例如元素半導體、無機合成物半導體、有機合成物半導體、非晶態半導體和本徵半導體。其中元素半導體中硅和鍺的性能最好，運用也最廣泛;非晶態半導體主要運用在太陽能電池和液晶顯示屏中。

4. 半導體常用於什麼地方啊

一般分為軍用和民用。
民用一般的電腦上的CPU。BIOS 南北橋晶元，
汽車。大型設備上。

5. 半導體用於哪些方面

鍺、硅、硒、砷化鎵及許多金屬氧化物和金屬硫化物等物體，它們的導電能力介於導體和絕緣體之間，叫做半導體。

半導體具有一些特殊性質。如利用半導體的電阻率與溫度的關系可製成自動控制用的熱敏元件（熱敏電阻）；利用它的光敏特性可製成自動控制用的光敏元件，像光電池、光電管和光敏電阻等。

半導體還有一個最重要的性質，如果在純凈的半導體物質中適當地摻入微量雜質測其導電能力將會成百萬倍地增加。利用這一特性可製造各種不同用途的半導體器件，如半導體二極體、三極體等。

把一塊半導體的一邊製成P型區，另一邊製成N型區，則在交界處附近形成一個具有特殊性能的薄層，一般稱此薄層為PN結。圖中上部分為P型半導體和N型半導體界面兩邊載流子的擴散作用（用黑色箭頭表示）。中間部分為PN結的形成過程，示意載流子的擴散作用大於漂移作用（用藍色箭頭表示，紅色箭頭表示內建電場的方向）。下邊部分為PN結的形成。表示擴散作用和漂移作用的動態平衡。

6. 半導體行業是做什麼的

半導體行業主要是做集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域。

半導體行業隸屬電子信息產業，屬於硬體產業，以半導體為基礎而發展起來的一個產業。

半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用，如二極體就是採用半導體製作的器件。

無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。

常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，硅是各種半導體材料應用中最具有影響力的一種。

半導體製冷技術：

半導體製冷技術是目前的製冷技術中應用比較廣泛的。農作物在溫室大棚中生長中，半導體製冷技術可以對環境溫度有效控制，特別是一些對環境具有很高要求的植物，採用半導體製冷技術塑造生長環境，可以促進植物的生長。

半導體製冷技術具有可逆性，可以用於製冷，也可以用於制熱，對環境溫度的調節具有良好的效果。

7. 半導體都有哪些應用

半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體在消費電子、通信系統、醫療儀器等領域有廣泛應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。

半導體應用

光伏應用

半導體材料光生伏特效應是太陽能電池運行的基本原理。現階段半導體材料的光伏應用已經成為一大熱門 ，是目前世界上增長最快、發展最好的清潔能源市場。太陽能電池的主要製作材料是半導體材料，判斷太陽能電池的優劣主要的標準是光電轉化率，光電轉化率越高 ，說明太陽能電池的工作效率越高。根據應用的半導體材料的不同 ，太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。

照明應用

LED是建立在半導體晶體管上的半導體發光二極體，採用LED技術半導體光源體積小，可以實現平面封裝，工作時發熱量低、節能高效，產品壽命長、反應速度快，而且綠色環保無污染，還能開發成輕薄短小的產品 ，一經問世 ，就迅速普及，成為新一代的優質照明光源，目前已經廣泛的運用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產品的背光源、城市夜景美化光源、室內照明等各個領域 ，都有應用。

大功率電源轉換

交流電和直流電的相互轉換對於電器的使用十分重要 ，是對電器的必要保護。這就要用到等電源轉換裝置。碳化硅擊穿電壓強度高 ，禁帶寬度寬，熱導性高，因此SiC半導體器件十分適合應用在功率密度和開關頻率高的場合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現使得現在被廣泛使用到深井鑽探，發電裝置中國的逆變器，電氣混動汽車的能量轉化器，輕軌列車牽引動力轉換等領域。由於SiC本身的優勢以及現階段行業對於輕量化、高轉換效率的半導體材料需要，SiC將會取代Si，成為應用最廣泛的半導體材料。

8. 半導體的應用領域有哪些

試想過你的生活缺少了數字是什麼概念嗎？那將是一個混亂的世界，無論是你的手機號碼、你的身份證號碼、還是你家的門牌號，這些全部都是用數字表達的！電子游戲、電子郵件、數碼音樂、數碼照片、多媒體光碟、網路會議、遠程教學、網上購物、電子銀行和電子貨幣……幾乎一切的東西都可以用0和1來表示。電腦和互聯網的出現讓人們有了更大的想像和施展的空間，我們的生活就在這簡單的「0」「1」之間變得豐富起來、靈活起來、愉悅起來，音像製品、手機、攝像機、數碼相機、MP3、袖珍播放機、DVD播放機、PDA、多媒體、多功能游戲機、ISDN等新潮電子產品逐漸被人們所認識和接受，數字化被我們隨身攜帶著，從而擁有了更加多變的視聽新感受，音樂和感覺在數字化生活中靜靜流淌……

數字生活已成為信息化時代的特徵，它改變著人類生活的方方面面，在此背後，隱藏著新材料的巨大功勛，新材料是數字生活的「幕後英雄」。

計算機是數字生活中的重要設備，計算機的核心部件是中央處理器（CPU）和存儲器（RAM），它們是以大規模集成電路為基礎建造起來的，而這些集成電路都是由半導體材料做成的，Si片是第一代半導體材料，集成電路中採用的Si片必須要有大的直徑、高的晶體完整性、高的幾何精度和高的潔凈度。為了使集成電路具有高效率、低能耗、高速度的性能，相繼發展了GaAs、InP等第二代半導體單晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金剛石等第三代寬禁帶半導體材料、SiGe/Si、SOI（Silicon On Insulator）等新型硅基材料、超晶格量子阱材料可製作高溫（300~500°C）、高頻、高功率、抗輻射以及藍綠光、紫外光的發光器件和探測器件，從而大幅度地提高原有硅集成電路的性能，是未來半導體材料的重要發展方向。

人機交換，常常需要將各種形式的信息，如文字、數據、圖形、圖像和活動圖像顯示出來。靜止信息的顯示手段最常用的如列印機、復印機、傳真機和掃描儀等，一般稱為信息的輸出和輸入設備。為提高解析度以及輸入和輸出的速度，需要發展高靈敏度和穩定的感光材料，例如激光列印機和復印機上的感光鼓材料，目前使用的是無機的硒合金和有機的酞菁染料。顯示活動圖像信息的主要部件是陰極射線管（CRT），廣泛地應用在計算機終端顯示器和平面電視上，CRT目前採用的電致發光材料，大都使用稀土摻雜（Tb3+、Sn3+、Eu3+等）和過渡元素摻雜（Mn2+）的硫化物（ZnS、CdS等）和氧化物（Y2O3、YAlO3）等無機材料。

為了減小CRT龐大的體積，信息顯示的趨勢是高解析度、大顯示容量、平板化、薄型化和大型化，為此主要採用了液晶顯示技術（LCD）、場致發射顯示技術（FED）、等離子體顯示技術（PDP）和發光二極體顯示技術（LED）等平板顯示技術，廣泛應用在高清晰度電視（HDTV）、電視電話、計算機（台式或可移動式）顯示器、汽車用及個人數字化終端顯示等應用目標上，CRT不再是一支獨秀，而是形成與各種平板顯示器百花爭艷的局面。

在液晶顯示技術中採用的液晶材料早已在手錶、計算器、筆記本電腦、攝像機中得到應用，液晶材料較早使用的是苯基環己烷類、環己基環己烷類、吡啶類等向列相和手征相材料，後來發展了鐵電型（FE）液晶，響應時間在微秒級，但鐵電液晶的穩定性差，只能用分支法（side-chain）來改進。目前趨向開發反鐵電液晶，因為它們的穩定性較高。

液晶顯示材料在大屏幕顯示中有一定的困難，目前作為大屏幕顯示的主要候選對象為等離子體顯示器（PDP）和發光二極體（LED）。PDP所用的熒光粉為摻稀土的鋇鋁氧化物。用類金剛石材料作冷陰極和稀土離子摻雜的氧化物作發光材料，推動場發射顯示（FED）的發展。製作高亮度發光二極體的半導體材料主要為發紅、橙、黃色的GaAs基和GaP基外延材料、發藍光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

由於網際網路和多媒體技術的迅速發展，人類要處理、傳輸和存儲超高信息容量達太（兆兆）數字位（Tb，1012bits），超高速信息流每秒達太位（Tb/s），可以說人類已經進入了太位信息時代。現代的信息存儲方式多種多樣，以計算機系統存儲為例，存儲方式分為隨機內存儲、在線外存儲、離線外存儲和離線存儲。隨機內存儲器要求集成度高、數據存取速度快，因此一直以大規模集成的微電子技術為基礎的半導體動態隨機存儲器（DRAM）為主，256兆位的隨機動態存儲器的晶體管超過2億個。外存儲大都採用磁記錄方式，磁存儲介質的主要形式為磁帶、磁泡、軟磁碟和硬磁碟。磁存儲密度的提高主要依賴於磁介質材料的改進，相繼採用了磁性氧化物（如g-Fe2O3、CrO2、金屬磁粉等）、鐵氧體系、超細磁性氧化物粉末、化學電鍍鈷鎳合金或真空濺射蒸鍍Co基合金連續磁性薄膜介質等材料，磁存儲的信息存儲量從而有了很大的提高。固體（閃）存儲器（flash memory）是不揮發可擦寫的存儲器，是基於半導體二極體的集成電路，比較緊湊和堅固，可以在內存與外存間插入使用。記錄磁頭鐵芯材料一般用飽和磁感大的軟磁材料，如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年來發展起來的巨磁阻（GMR）材料，在一定的磁場下電阻急劇減小，一般減小幅度比通常磁性金屬與合金的磁電阻數值約高10餘倍。GMR一般由自由層/導電層/釘扎層/反強磁性層構成，其中自由層可為Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等強磁體材料，在其兩端安置有Co-Cr-Pt等永磁體薄膜，導電層為數nm的銅薄膜，釘扎層為數nm的軟磁Co合金，磁化固定層用5～40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反強磁體，並加Ru/Co層的積層自由結構。採用GMR效應的讀出磁頭，將磁碟記錄密度一下子提高了近二十倍，因此巨磁阻效應的研究對發展磁存儲有著非常重要的意義。

聲視領域內激光唱片和激光唱機的興起，得益於光存儲技術的巨大發展，光碟存貯是通過調制激光束以光點的形式把信息編碼記錄在光學圓盤鍍膜介質中。與磁存儲技術相比，光碟存儲技術具有存儲容量大、存儲壽命長；非接觸式讀/寫和擦，光頭不會磨損或劃傷盤面，因此光碟系統可靠，可以自由更換；經多次讀寫載噪比（CNR）不降低。光碟存儲技術經過CD（Compact Disk）、DVD（Digital Versatile Disk）發展到將來的高密度DVD（HD-DVD）、超高密度DVD（SHD-DVD）過程中，存儲介質材料是關鍵，一次寫入的光碟材料以燒蝕型（Tc合金薄膜，Se-Tc非晶薄膜等）和相變型（Te-Ge-Sb非晶薄膜、AgInTeSb系薄膜、摻雜的ZnO薄膜、推拉型偶氮染料、亞酞菁染料）為主，可擦重寫光碟材料以磁光型（GdCo、TeFe非晶薄膜、BiMnSiAl薄膜、稀土摻雜的石榴石系YIG、Co-Pt多層薄膜）為主。光碟存儲的密度取決於激光管的波長，DVD盤使用的InGaAlP紅色激光管（波長650nm）時，直徑12cm的盤每面存儲為4.7千兆位元組（GB），而使用ZnSe（波長515nm）可達12GB，將來採用GaN激光管（波長410nm），存儲密度可達18GB。要讀寫光碟里的信息，必須採用高功率半導體激光器，所用的激光二極體採用化合物半導體GaAs、GaN等材料。

激光器除了在光碟存儲應用之外，在光通信中的作用也是眾所周知的。由於有了低閾值、低功耗、長壽命及快響應的半導體激光器，使光纖通信成為現實。光通訊就是由電信號通過半導體激光器變為光信號，而後通過光導纖維作長距離傳輸，最後再由光信號變為電信號為人接收。光纖所傳輸的光信號是由激光器發出的，常用的為半導體激光器，所用材料為GaAs、GaAlAs、GaInAsP、InGaAlP、GaSb等。在接受端所用的光探測器也為半導體材料。缺少光導纖維，光通信也只能是「紙上談兵」。低損耗的光學纖維是光纖通信的關鍵材料，目前所用的光學纖維感測材料主要有低損耗石英玻璃、氟化物玻璃和Ga2S3為基礎的硫化物玻璃和塑料光纖等，1公斤石英為主的光纖可代替成噸的銅鋁電纜。光纖通信的出現是信息傳輸的一場革命，信息容量大、重量輕、佔用空間小、抗電磁干擾、串話少、保密性強，是光纖通信的優點。光纖通信的高速發展為現代信息高速公路的建設和開通起到了至關重要的作用。

除了有線傳播外，信息的傳播還採用無線的方式。在無線傳播中最引人注目的發展是行動電話。行動電話的用戶愈多，所使用的頻率愈高，現在正向千兆周的頻率過渡，電話機的微波發射與接收亦是靠半導體晶體管來實現，其中部分Si晶體管正在被GaAs晶體管所取代。在手機中廣泛採用的高頻聲表面波SAW（Surface Acoustic Wave）及體聲波BAW（Bulk Surface Acoustic Wave）器件中的壓電材料為a-SiO2、LiNbO3、LiTaO3、Li2B4O7、KNbO3、La3Ga5SiO14等壓電晶體及ZnO/Al2O3和SiO2/ZnO/DLC/Si等高聲速薄膜材料,採用的微波介質陶瓷材料則集中在BaO-TiO2體系、BaO-Ln2O3-TiO2（Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd）體系、復合鈣鈦礦A（B1/3B￠2/3）O3體系（A=Ba,Sr；B=Mg,Zn,Co,Ni,Mn；B￠=Nb,Ta）和鉛基復合鈣鈦礦體系等材料上。

隨著智能化儀器儀表對高精度熱敏器件需求的日益擴大，以及手持電話、掌上電腦PDA、筆記本電腦和其它攜帶型信息及通信設備的迅速普及，進一步帶動了溫度感測器和熱敏電阻的大量需求，負溫度系數（NTC）熱敏電阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe、Al等金屬氧化物混合燒結而成，其阻值隨溫度的升高呈指數型下降，阻值-溫度系數一般在百分之幾，這一卓越的靈敏度使其能夠探測極小的溫度變化。正溫度系數（PTC）熱敏電阻一般都是由BaTiO3材料添加少量的稀土元素經高溫燒結的敏感陶瓷製成的，這種材料在溫度上升到居里溫度點時，其阻值會以指數形式陡然增加，通常阻值-溫度變化率在20~40%之間。前者大量使用在鎳鎘、鎳氫及鋰電池的快速充電、液晶顯示器（LCD）圖像對比度調節、蜂窩式電話和移動通信系統中大量採用使用的溫度補償型晶體振盪器等中，來進行溫度補償，以保證器件性能穩定；此外還在計算機中的微電機、照相機鏡頭聚焦電機、列印機的列印頭、軟盤的伺服控制器和袖珍播放機的驅動器等中，發現它的身影。後者可以用於過流保護、發熱器、彩電和監視器的消磁、袖珍壓縮機電機的啟動延遲、防止筆記本電腦常效應管（FET）的熱擊穿等。

為了保證信息運行的通暢，還有許多材料在默默地作著貢獻，例如，用於製作綠色電池的材料有：鎳氫電池的正、負極材料用MH合金和Ni(OH)2材料、鋰離子電池的正、負極用LiCoO2、LiMn2O4和MCMB碳材料等電極材料；行動電話、PC機以及諸如數碼相機、MD播放機/錄音機、DVD設備和游戲機等數字音/視頻設備等中鉭電容器所用材料；現代永磁材料Fe14Nd2B在製造永磁電極、磁性軸承、耳機及微波裝置等方面有十分重要的用途；印刷電路板（PCB）及超薄高、低介電損耗的新型覆銅板（CCL）用材料；環氧模塑料、氧化鋁和氮化鋁陶瓷是半導體和集成電路晶元的封裝材料；集成電路用關鍵結構與工藝輔助材料（高純試劑、特種氣體、塑封料、引線框架材料等），不一而足，這些在浩瀚的材料世界裡星光燦爛的新材料，正在數字生活里發揮著不可或缺的作用。

隨著科技的發展，大規模集成電路將迎來深亞微米（0.1mm）硅微電子技術時代，小於0.1mm的線條就屬於納米范疇，它的線寬就已與電子的德布羅意數相近，電子在器件內部的輸運散射也將呈現量子化特性，因而器件的設計將面臨一系列來自器件工作原理和工藝技術的棘手問題，導致常說的硅微電子技術的「極限」。由於光子的速度比電子速度快得多，光的頻率比無線電的頻率高得多，為提高傳輸速度和載波密度，信息的載體由電子到光子是必然趨勢。目前已經發展了許多種激光晶體和光電子材料，如Nd:YAG、Nd:YLF、Ho:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YLF、Ti:Al2O3、YVO4、Nd:YVO4、Ti:Al2O3、KDP、KTP、BBO、BGO、LBO、LiNbO3、K(Ta,Nb)O3、Fe:KnBO3、BaTiO3、LAP等，所有這些材料將為以光通信、光存儲、光電顯示為主的光電子技術產業作出貢獻。隨著信息材料由電子材料、微電子材料、光電子材料向光子材料發展，將會出現單電子存儲器、納米晶元、量子計算機、全光數字計算機、超導電腦、化學電腦、生物電腦和神經電腦等納米電腦，將會極大地影響著人類的數字生活。

本世紀以來，以數字化通信（Digital Communication）、數字化交換（Digital Switching）、數字化處理（Digital Processing）技術為主的數字化生活（Digital Life）正在向我們招手，一步步地向我們走來——清晨，MP3音箱播放出悅耳的晨曲，催我們按時起床；上班途中，打開隨身攜帶的筆記本電腦，進行新一天的工作安排；上班以後，通過互聯網召開網路會議、開展遠程教學和實時辦公；在下班之前，我們遠程啟動家裡的空調和濕度調節器，保證家中室溫適宜；下班途中，打開手機，悠然自在觀看精彩的影視節目；進家門前，我們接收網上訂購的貨物；回到家中，和有線電視台進行互動，觀看和下載喜歡的影視節目和歌曲，製作多媒體，也可進入社區互聯網，上網瀏覽新聞了解天氣……這一切看上去是不是很奇妙？似乎遙不可及。其實它正在和將要發生在我們身邊，隨著新一代家用電腦和互聯網的出現，如此美好數字生活將成為現實。當享受數字生活的同時，飲水思源，請不要忘記為此作出巨大貢獻的功臣——絢麗多彩的新材料世界！

9. 被世人所廣泛熟知的半導體，現在在哪些方面有巨大的應用

被世人熟悉的半導體目前在電子照明，移動通信，航空航天等領域都有著非常廣泛巨大的應用。

目前正在引起新一代的能源技術發展，新型半導體的成本會更加低廉，性能會更加卓越。讓人期待的是即將到來的5g時代，數據傳輸會越來越快捷，資訊的發展速度也會隨著增加。這些更是需要大量的半導體作為數據處理的支撐，可以預見的是，半導體市場非常有潛力。