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單晶結構 在 狄驤的資本主義求生筆記 Facebook 的精選貼文
說真的，半導體產業可以說是21世紀最重要的產業之一。
我們在生活中處處都能見到內含半導體的商品，比如，高鐵、網路、電腦，以及你我人手一支的手機等，都需要半導體。
而且，在半導體產業方面，台灣半導體業產值，在2019年時產值已達2.7兆台幣，居全球第二名，占台灣GDP約15％，是台灣不可或缺的經濟成長關鍵。
總之，不管你是不是業內人士，或是否要投資，既然生長在半導體大國的台灣，只認識護國神山台積電就太可惜了，你還該認識一下，這個改變人類生活的半導體產業。
但有關半導體產業的內容實在太多，若把全部內容擠在一篇文章，擔心大家會無法消化，以及關於半導體的導電特性是跟許多物理、化學性質有關，我想，不是本科系的人應該難以理解。
因此，這次就先來簡單科普一下甚麼是「半導體」，以及「半導體材料」，我會用白話的方式，讓大家對半導體材料，以及相關廠商大致上有個概念。
首先，甚麼是半導體?
用白話來說，你每天都會用手機或電腦打開Line、臉書等程式做各種事情，而這些電子產品為了瞬間應對你做出的每個動作，就要靠電子產品中積體電路的「電控開關」來達成邏輯運算。
所謂的「電控開關」顧名思義，就是以電流來控制開關，而人類為了操控電流是否流通，就需要導電或絕緣可以由外頭施加電壓來操控的物質，也就是介於導體和絕緣體之間的半導體。
半導體產業發展至今，我們可以將半導體材料分為三個世代。
第一代半導體是「元素半導體」，例如，鍺(Ge)和大家耳熟能詳的矽(Si)，而所謂的矽其實就是沙子，在地球上隨處可見，是地殼中含量第二多的礦物，代表著矽幾乎是取之不盡用之不竭，這也代表著矽是成本較低廉的材料，且因矽基半導體的技術較成熟，矽被廣泛應用於各種積體電路和器件之中，例如，我們常聽到的CPU、記憶體等。
全球約90%的半導體器件都是用矽當基底材料，目前還沒有其他半導體材料可以撼動矽在市場上的地位。
大致認識矽之後，接著帶大家來認識一下矽的最大用途，也就是「矽晶圓」的製造流程。
（請見下圖）
半導體產業要製造產品，載體必定離不開晶圓(Wafer)，而傳統半導體產業，若想製造出品質高又穩定的好產品，就要用「直拉法」製造出原子排列整齊的「單晶結構」晶圓當基底才行，因為單晶結構相比起多晶結構更加穩定，且更重要的是，導電性也更好。
而所謂的「直拉法」，就是目前大多晶圓廠用來把多晶結構的材料，製造成單晶結構晶棒的技術。
以矽來舉例，先將沙子(二氧化矽)還原成矽，並提純成99.999999999%純度的多晶矽後，將多晶矽溶解成液態，再將一根單晶矽棒當做「晶種」深入其中，一邊旋轉一邊向上拉起，就可以讓原本原子排列較雜亂的多晶結構，轉變為排列整齊、穩定可靠的單晶結構，進而製造出一根「單晶矽晶棒」。
當日本信越、嘉晶，以及近期併購世創電子，成為全球第二大晶圓廠的環球晶等晶圓廠商，用「直拉法」技術生產一根「單晶晶棒」後，就會用鑽石切割刀，從「晶棒」切割出晶圓，並透過打磨、拋光，製成拋光晶圓片(Substrate)，接著，晶圓廠就可把晶圓片出貨至台積電、三星、英特爾等積體電路(IC)製造廠商加工，這就是晶圓製造的簡易流程。
矽晶圓代表公司：日本信越、環球晶(6488)、嘉晶(3016)、合晶(6182)、台勝科(3532)。
關於第二、三代半導體，以及製造晶圓和廠商的完整內容，有興趣的朋友可點擊下方連結，繼續閱讀完整文章。
【限時公開文章】如果晶圓代工是肥肉,半導體材料就是蛋白質?搞懂蛋白質優劣,才能將知識變現?
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#科技新知 #MITNews
🔥 超高導熱的奈米聚乙烯有望量產 🔥
MIT 教授 Gang Chen 的團隊成功研發出具奈米結構的聚乙烯，製造出導熱係數高達 62W*m-1K-1 的塑料，並具有 XY 雙軸的特定導熱方向，非常適用於電子產品。
現況單晶結構下的聚乙烯，導熱值可高達 237W*m-1K-1，但技術的成熟和商品的量產仍有很大的距離；相較之下，此塑料因製程設計，具有量產潛力，導熱值相比業界最好的導熱塑膠多了 6 倍以上，也傳出與手機、電腦業者合作的好消息；未來產品將有望應用在晶片、筆電、智慧手機、LED 等多樣電子產品的散熱裝置中。