半导体有什么作用?
半导体,简单来说就是导电性介于导体和绝缘体之间的一种物质或物体。由半导体可以做成二极管、三极管、集成电路等电子器件。 由于它的特殊性质,半导体常被用来制作各种电子元件或器件。它除了具有一般材料的传导载流功能外,还具有开关作用、电压放大作用、频率调节作用、电流调节及整流作用等等。 可以说,没有半导体就没有现代电子信息产业。
从电子技术出现至今,人类社会的科技水平已发生了巨大变化,但是信息传输和使用的基础——电,始终存在着。无论是传统的晶体管,还是现在的集成电路,它们都使用了同一个原理,即通过控制电流的大小来控制信号的强弱。而这一切都需要半导体材料的存在。
在现代信息技术中,集成电路起着至关重要的作用。可以说没有集成电路,就不可能有小尺寸、高性能、低成本及高集成度的微电子元器件;如果没有集成电路,现代信息技术的各个领域都将受到严重的影响。 从手机到电脑,从无线通信到卫星导航,以及各种家电设备,这些都离不开半导体的支撑。虽然我国已经拥有了像华为海思这样的半导体公司,但是在很多高端领域我们仍然被卡脖子,芯片问题依旧是非常严峻的。
为了不再受制于人,我们必须要大力发展半导体行业。这不仅仅是为了满足当今的信息时代,更是为了未来的量子通讯、人工智能以及下一代互联网等产业做准备。只有掌握了核心技术,将来才不会受制于人或者交“天价”学费!
在现代科技发展中,半导体技术是其中最具有突破性和辐射性的技术。半导体技术已经广泛渗透到我们生活中的各个领域,是支撑信息社会向前发展的基础和后续力量。
半导体材料具有非常特殊和独特的属性,它广泛应用于电子和信息技术产业,是人类继能源、信息和材料之后的最重要的技术基础。它在军事和国防中有重要应用,被公认为战略产业。
首先,由于半导体技术发明了集成电路,集成电路的发明推动了计算机性能的改进和“价格革命”,加速了电子计算机的普及和信息化的发展。目前,无论什么类型的计算机,其芯片和主要元器件都是用集成电路制造的。集成电路的发展遵循“莫尔定律”。所谓摩尔定律,就是指集成电路上可容纳的晶体管数目在大约12个月到18个月的时间里增加一倍。在20世纪40年代末期,一个真空管的价格是100美元(约600元人民币),相当于今天的900美元(约5400元人民币)。因此,当时计算机造价奇高,并且价格里很大一部分在买晶体管。而在上世纪80年代后期,集成电路技术高速发展时期,可以以1美元的价格买到100万个晶体管。这也就是为什么今天的计算机可以如此便宜并能够成为我们日常生活中的伴侣的根本原因。根据这个规律,56年里晶体管的数量增加了600万倍,计算机的存储器容量和处理速度也提高了100万倍。2013年制造出的一款芯片里已密布15万亿个晶体管。2014年计算机的计算速度已经达到了每秒钟上百万亿次(PFLOPS)。计算能力100万倍地提高,也就是从理论上说现在的计算机用一年时间完成的工作,需要上一代计算机的一生。因此,这一技术促进了信息社会(后工业社会)的形成。
第二,半导体技术推动了通信的革命,使信息社会的“神经中枢”延伸到社会的各个角落和“毛细血管”里。人们常说的“光--硅社会”,“光”指的是光纤通信,“硅”指的就是半导体集成电路(以及相应的微电子)技术。所谓光纤通信,是指以光导纤维为传输媒质,激光为载波的通信。将电信号转变成光信号,在光纤内进行传输,再将光信号转变成电信号。因此,这一技术也是在电子技术基础上发展起来的。
第三,半导体技术发明的微处理技术和微型计算机使自动化技术发展到今天的智能自动化阶段,产生了许多具有人工智能和自我控制、识别功能的自动化设备和系统,极大地扩展了人的体力和脑力,使得机器在体力上和脑力上都开始超过人。
在军事上,半导体的应用也极其重要。一方面,军事上广泛使用电子计算机、自动控制系统和通信系统。计算机在军事上有重要用途。在航天技术中,无论是火箭还是卫星,都装有包括计算机在内的自动控制系统。军事上有许多高技术装备都离不开集成电路和微处理机。可以说,在军事上,许多技术都是围绕着电子系统技术展开的。另一方面,现代军事上有许多技术都是围绕着电子系统技术展开的。军事上的许多技术都是围绕着电子系统技术展开的。在现代战争中,争夺电子空间的制高权是非常重要的。电子战已经成为与陆、海、空并列的一个独立战区,在电子战中首先争夺的是电磁空间的控制权,以破坏敌方的通信系统为目标。半导体不仅在通信中有重要的应用,同时也是现代军事通信设备的核心部分。