半导体的应用领域有哪些

发布时间：2022-01-18 00:00
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半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在消费、通信系统、医疗仪器等领域有广泛应用。如二极管就是采用半导体的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

半导体的应用领域有哪些

计算机芯片如果把中央处理器CPU比喻为整个电脑系统的心脏，那么主板上的芯片组就是整个身体的躯干。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。

芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥(Host Bridge)。

手机芯片手机芯片通常是指应用于手机通讯功能的芯片，包括基带、处理器、协处理器、RF、触摸屏控制器芯片、Memory、处理器、无线IC和电源管理IC等。目前主要手机芯片平台有MTK、ADI、TI、AGERE、ST-NXP Wireless、INFINEON、SKYWORKS、SPREADTRUM、Qualcomm等。 手机芯片是IC的一个分类，是一种硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。

生物芯片与PCR技术一样，芯片技术已经开展和将要开展的应用领域非常的广泛。生物芯片的第一个应用领域是检测基因表达。但是将生物分子有序地放在芯片上检测生化标本的策略是具有广泛的应用领域，除了基因表达分析外，杂交为基础的分析已用于基因突变的检测、多态性分析、基因作图、进化研究和其它方面的应用，微阵列分析还可用于检测蛋白质与核酸、小分子物质及与其它蛋白质的结合，但这些领域的应用仍待发展。对基因组DNA进行杂交分析可以检测DNA编码区和非编码区单个碱基改变、确失和插入，DNA杂交分析还可用于对DNA进行定量，这对检测基因拷贝数和染色体的倍性是很重要的。

人脑芯片几十年来，科学家一直“训练”电脑，使其能够像人脑一样思考。日前，由瑞士、德国和美国的科学家组成的研究小组首次成功研发出一种新奇的微芯片，能够实时模拟人类大脑处理信息的过程。这项新成果将有助于科学家们制造出能同周围环境实时交互的认知系统，为神经网络计算机和高智能机器人的研制提供强有力的技术支撑。 欧盟、美国和瑞士目前正在紧锣密鼓地研制模拟大脑处理信息的神经网络计算机，希望通过模拟生物神经元复制人工智能系统。这种新型计算机的“大脑芯片”迥异于传统计算机的“大脑芯片”。它能运用类似人脑的神经计算法，低能耗和容错性强是其最大优点，较之传统数字计算机，它的智能性会更强，在认知学习、自动组织、对模糊信息的综合处理等方面也将前进一大步。

其他芯片调制与侦测器技术突破，硅光子芯片互连应用指日可待。高速光通信在过去30几年来的发展下，已经成为有线高速信息传输的标准。在2000年受到美国经济泡沫化及网络市场对带宽需求不如预期的影响下，光通信产业与客户端的拓展曾经沉寂一段时间。过去除政府单位或具大型网络建置的企业外，一般终端使用者直接享受高比特率传输的机会并不高。虽然目前高速光通信应用的领域仍以远距离的骨干网络服务为主，但根据目前主流产学论坛的评估，个人客户端传输比特率将在2015年与2023年分别提升至1Gbit/s与10Gbit/s。

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　　半导体制冷片，又称为Peltier制冷片，是一种基于Peltier效应的制冷装置。它利用半导体材料在电流通过时产生热量吸收或释放的特性，实现对物体的制冷或加热。　　1.工作原理　　1. Peltier效应　　Peltier效应是指通过将两种不同导电性的半导体材料连接在一起形成热电偶，当直流电流通过热电偶时，会使其中一个半导体表面吸热，另一个表面则放热，从而实现热量的转移。　　2. 热电偶结构　　半导体制冷片由多个热电偶组合而成，每个热电偶包含一个N型半导体和一个P型半导体，通过交替连接N型和P型半导体，形成热电偶结构。　　3. 制冷工作模式　　当直流电流通过热电偶时，N型和P型半导体之间的Peltier效应将导致一个表面吸热，另一个表面放热。这样，制冷片的一侧会变冷，另一侧则变热，实现对物体进行制冷。　　4. 加热工作模式　　调换电流方向可以改变热电偶的热传递方向，使原本的冷面变为热面，热面变为冷面，从而实现对物体的加热。　　5. 温度差与能效　　半导体制冷片的制冷效果取决于Peltier效应产生的温度差，同时也受到热阻等因素的影响。其能效受到电流、环境温度等因素的影响，需要恰当的控制以提高性能。　　2.特点　　1. 静音无振动：半导体制冷片无需机械压缩机，工作时无震动和噪音，适合在要求低噪音环境下使用。　　2. 小巧轻便：相比传统制冷设备，半导体制冷片体积小、重量轻，易于安装和携带，适合空间有限的场所使用。　　3. 快速响应：半导体制冷片响应速度快，可快速实现制冷或加热，适用于需要快速调节温度的场合。　　4. 高效节能：半导体制冷片具有较高的能效比，可以根据实际需要调节电流大小，节约能源，并且对环境友好。　　5. 长寿命稳定性：由于没有易损件和机械运动部件，半导体制冷片具有较长的使用寿命和稳定的工作性能，减少维护成本。　　3.应用领域　　1. 冷藏保鲜：在小型冷藏盒、药品箱、便携式冷藏袋等产品中广泛应用，可为食品、药品等提供持续低温保鲜。　　2. 光电子器件：在光电子器件中，如激光二极管、CCD摄像头等，半导体制冷片可用于控制器件的温度，提高其性能和稳定性。　　3. 激光器冷却：激光器工作时会产生大量热量，半导体制冷片可用于激光器冷却系统，保持激光器的稳定输出和性能。　　4. 电子元件测试：在电子元件测试过程中，需要对元件进行温度控制以模拟实际工作环境，半导体制冷片可用于温度控制装置。　　5. 热敏器件校准：许多热敏器件的性能受温度影响较大，半导体制冷片可用于对热敏器件进行温度校准和调试，确保其准确性和稳定性。
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　　7月14日晚间，希荻微公告，公司二级全资子公司HMI拟以210.05亿韩元(折合人民币约1.09亿元)，收购韩国创业板科斯达克上市公司Zinitix Co., Ltd.(简称“Zinitix”)合计30.91%的股权，交易完成后，HMI将持有Zinitix公司30.93%的股权，成为Zinitix第一大股东并能够主导其董事会席位，并将委派财务负责人等高级管理人员，对其经营、人事、财务等事项拥有决策权，Zinitix将成为公司控股子公司。公司与Zinitix同属集成电路设计企业，公司可通过此次交易快速扩大产品品类，尤其是触控芯片产品线，从而拓宽在手机和可穿戴设备等领域的技术与产品布局。　　公告还称，Zinitix 的摄像头自动对焦芯片产品线与公司现有的音圈马达驱动芯片产品线有较强的协同性，有助公司进一步增大该产品线的市场份额及技术实力。另外，Zinitix 与公司现有客户亦有较高程度的重合，在业务上具有协同性。　　公告显示，集成电路设计企业Zinitix于2000年成立，于2019年在韩国创业板科斯达克上市， 经过多年深耕及创新，已形成了多元化的产品品类和应用领域，主要产品包括触摸控制器(TouchController)芯片、自动对焦芯片、触控驱动(HapticDriver)芯片、DC/DC 电源管理芯片、触摸板模块以及音频放大器等，应用于智能手机、智能手表、平板电脑等移动/可穿戴设备等终端设备。　　Zinitix的主要产品已进入国际知名终端品牌三星电子的供应链体系，成为其智能手机等消费电子产品的供应商之一。此外，Zinitix与包括全球智能设备制造商在内的50多个客户建立了业务关系。　　希荻微成立于2012年，2022年1月21日于科创板挂牌上市，是国内领先的电源管理及信号链芯片供应商之一，主营业务为包括电源管理芯片及信号链芯片在内的模拟集成电路产品的研发、设计和销售。7月10日，希荻微发布了 2024年第一季度报告(更新版)。报告显示，公司在报告期内实现营业收入1.23亿元，同比增长205.94%。　　另外，在7月14日晚间，国内的沈阳富创精密设备股份有限公司(以下简称“富创精密”)发布公告。　　公告称，公司拟以现金方式收购公司实际控制人郑广文、公司第一大股东沈阳先进制造技术产业有限公司、北京亦芯企业管理咨询合伙企业(有限合伙)、辽宁中德产业股权投资基金合伙企业(有限合伙)、阮琰峰、天津芯盛企业管理咨询合伙企业(有限合伙)、中泰富力科技发展有限公司和辽宁和生中富股权投资基金合伙企业(有限合伙)8 名交易对方持有的北京亦盛精密半导体有限公司(以下简称“亦盛精密”)100%股权。　　据悉，亦盛精密聚焦国内主流12英寸晶圆厂客户，可提供以硅、碳化硅、石英为基材的非金属零部件耗材、铝等金属材料为基材的金属零部件耗材和晶圆厂核心部件的维修、循环清洗和涂层再生服务，部分产品已通过国内主流12英寸 晶圆厂客户先进制程工艺认证，并实现量产出货。　　此外，亦盛精密80%以上的收入来自于国内主流的12英寸晶圆厂中逻辑和存储代工类型客户，也有部分外资12英寸晶圆厂客户和贸易商客户，亦盛精密90%以上的收入来自于非金属和金属半导体零部件产品。　　公告称，本次交易正在进行审计评估，交易金额尚未确定，预计不超过8亿元。公司未与本次交易对方签订与本次交易相关的任何意 向性协议。　　本次交易完成后，亦盛精密将成为富创精密全资子公司。
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　　6月18日，据美国半导体行业协会(SIA)公布的数据显示，4月份全球半导体销售额同比增长15.8%，环比增加1.1%，达到464.3亿美元。　　该机构表示，2024年以来，行业每个月销售额均实现同比两位数百分比增长，而4月份为今年首次实现环比正增长，显示行业去库存取得进展，销量进一步恢复。　　按地区来看，美洲环比增长4.2%，达126.4亿美元，欧洲环比减少0.8%，降至42.5亿美元，日本环比增长2.4%，达35.9亿美元，中国环比增长0.2%，达141.7亿美元，不包括中日的亚太及其他地区环比减少0.5%，降至117.9亿美元。　　从同比数据来看，4 月份美洲增长32.4%，中国增长23.4%，亚太/所有其他地区增长11.1%，以上地区的销售额同比均达到明显增长，但欧洲下滑7.0%，日本下滑7..8%，销售额有所下降。　　SIA 总裁兼首席执行官 John Neuffer 表示：“2024 年，全球半导体行业每个月的销售额同比均实现两位数增长，4 月份全球销售额今年首次环比增长，表明临近年中时市场势头良好。此外，最新的行业预测显示2024 年年均增长强劲，其中美洲市场的销售额将领跑，预计今年将增长 25% 以上。”　　世界半导体贸易统计组织(WSTS)预测，2024年全球半导体行业销售额增幅将达到16.0%，2025年增幅将达到12.5%，展现了强劲的增长势头。　　SIA补充表示，预计2024年全球半导体行业销售额将增长至6112亿美元，创造历史最高记录;2025年有望达到6874亿美元。　　除了SIA外，市调机构TechInsight也上调全年全球半导体销售额增速。　　TechInsights目前预计2024年IC销售额将增长近24%(上次更新时为16%)。这一变化的主要驱动因素是内存，其销售额从之前预测的41%更新到71%。由于有限的供应和不断改善的需求，内存定价比预期的要高得多。库存方面，电子OEM库存继续下降，库销比在2023年Q4至历史平均水平以下，这表明已经回到健康水平。
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