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前幾天汽車領域也遭遇了芯片危機,由于芯片廠家受疫情影響,再加上意法半導體罷工,東南亞芯片組裝廠停工等因素,造成全球市場缺貨嚴重。這直接導致了汽車芯片尤其是ESP和ECO芯片的短缺,很多廠家的高端車型不得不削減產能。
如果您對芯片有基本的了解,就能從容的消化各行各業(yè)的芯片信息。比如這次汽車芯片危機,不了解的人會覺得我們的芯片真是要命,到處被卡脖子??扇绻鷮π酒幸恍┝私?,就會知道其實這種專用芯片對生產工藝要求不高,不需要臺積電5nm。出現產能問題有多方面原因,這就像豬肉供應緊張一樣,有漲就有跌。
汽車芯片的核心不在芯片,而在汽車。汽車芯片的技術壁壘也不是芯片,而是汽車相關的技術專利。由于歐美日韓在汽車領域發(fā)展的比較早,所以積累的專利多。想要避免汽車芯片危機,重點不是芯片生產,而是相關汽車技術的革新。
面對這次汽車芯片危機,比亞迪對外回應:芯片短缺在行業(yè)確有存在,但公司可充分自給,甚至還可以外供。
事實真的是這樣嗎?比亞迪能夠生產汽車芯片?能夠外供?
只有對整個芯片行業(yè),甚至是半導體行業(yè)有一個大概的了解,才能夠看清這些信息背后的真相。
因為芯片和半導體領域實在是太大了,很容易把大家繞暈,置身于芯片世界,仿佛置身迷宮。
所以,我希望通過“芯片的世界”系列文章,給讀者呈現一個更加清晰的芯片世界!
具體到本篇文章,我希望幫讀者梳理一下半導體和芯片領域的基本概念和大體狀況,這樣您在芯片的世界里才不會迷路!才能看清比亞迪這次回應的背后真相。
半導體
第一次工業(yè)革命以蒸汽機為基礎,帶動了紡織、鐵路和航海等領域;
第二次工業(yè)革命以電力和內燃機為基礎,帶動了通訊、交通、機電等領域;
第三次工業(yè)革命以計算機為基礎,帶動了信息、原子能、航天、材料等領域。
半導體作為計算機的基礎,更是第三次工業(yè)革命基礎中的基礎!
一、半導體的概念
半導體是指常溫下導電性能介于絕緣體與導體之間的材料。
關于半導體為什么能導電,我在上一篇介紹硅的文章中有很直觀的介紹,感興趣的讀者可以翻看。
二、半導體的材料
半導體材料多種多樣,如果不加分類,很容易讓人暈,就連分類方式都有很多種:
1、根據化學性質分類
分為化合物半導體和元素半導體,而化合物半導體又分為無機化合物半導體和有機化合物半導體。
自然界中存在的礦藏大多是無機化合物,所以人類最早利用的半導體是無機化合物,方鉛礦(PbS)很早就被用于無線電檢波。如果您去搜索“礦石收音機”,會打開一扇塵封100多年的無線電大門。
后來人們發(fā)現了硒元素,又發(fā)現了鍺元素,再后來是硅元素,從此開啟了第一代元素半導體的歷程。
隨著光電、微波、能源等行業(yè)對大功率半導體的需求,砷化鎵和磷化銦等第二代化合物半導體,以及碳化硅、氮化鎵等第三代化合物半導體又開始興起。
2、根據半導體形態(tài)分類
分為固態(tài)半導體和非固態(tài)半導體。上面提到的化合物和元素半導體,基本都是固態(tài)半導體。
非固態(tài)半導體的典型代表是液晶,其實嚴格來講液晶介于固態(tài)和液態(tài)之間。液晶是顯示屏的主要材料,很多人都想不到,液晶也算半導體的范疇。
3、根據結晶形態(tài)分類
分為單晶、多晶和非晶半導體。上面提到的無機化合物和元素半導體,即能以單晶和多晶的形式存在,也能以非晶的形式存在。不同晶態(tài)對應的制備方式不同,當然性能和用途也不同,多晶和非晶更多的用在光伏領域。
三、半導體產品形態(tài)
既然半導體是材料,那用半導體就能做出很多產品,具體有哪些產品呢?
1、分立器件:是獨立功能的獨立零件,也是電子產品電路的重要組成部分,打開電腦主板上面就有各種各樣的分立器件,主要是各種晶體管。
2、集成電路:是把很多電路部件制作到一塊半導體的表面或內部,成為一種超小型的電子電路。又分為小型、大型、超大型。說明一下,大小的分類有各種定義,本文只是大概的分類,不精確到部件的數量。
3、薄膜和印刷:由半導體材料形成的薄膜,或者是將半導體材料印刷到基板上。光伏和顯示領域都需要薄膜和印刷。
芯片
半導體能夠制造集成電路。集成電路的核心是工藝,必須要在指甲蓋大小的半導體基材上面制作出成千上萬甚至上億的晶體管。
大家有沒有這種感覺:聽起來集成電路就是芯片呀。
其實芯片和集成電路還是有一點區(qū)別的,集成電路是單純的電路集合,實現某種功能。
芯片是由不同種類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產品。

也就是說,集成電路不一定是芯片,但芯片一定包含集成電路。
舉個容易理解的例子,半導體材料相當于文字,集成電路可以是一句話,也可以是一段文字。
而芯片就是一部完整的文學作品:
可以包含很多章節(jié),這就是大型芯片,比如服務器、電腦和手機的芯片;
也可以包含少部分章節(jié),這就是中性芯片,比如電源管理芯片、射頻芯片等;
也可以是一篇小文章,甚至就是一個小笑話,這就是小型芯片,比如定時器芯片、指紋芯片數模轉換器等。
現在大家清楚了吧,半導體不是芯片,但是半導體能夠制造芯片。為什么很多時候把半導體、集成電路和芯片混為一談呢?因為80%以