2019-06-17 11:07:10 公務(wù)員考試網(wǎng) 文章來源:華圖教育
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近兩年,美國倚仗自己掌握的先進(jìn)核心技術(shù),相繼對中興和華為兩家中國企業(yè)停供芯片,使之陷入不小的困局。這背后深刻的問題卻是中國存在核心技術(shù)方面的短板,高端芯片大量依靠進(jìn)口。“芯”痛之下,中國如何破局,成為所有中國人最為關(guān)心的問題。
“芯片之戰(zhàn)”是中美貿(mào)易戰(zhàn)中非常重要的一環(huán),這樣熱門的話題,極易在事業(yè)單位考試中出現(xiàn)。為了幫助各位考生在將來的考試中能夠拿下寶貴的幾分,接下來小編將為大家簡單梳理一下芯片的相關(guān)知識。
要了解芯片是什么,首先要知道什么是半導(dǎo)體和集成電路,也就是要弄清楚半導(dǎo)體、集成電路和芯片之間的關(guān)系。
考點1:什么是半導(dǎo)體
一、半導(dǎo)體的概念
我們通常把導(dǎo)電性差的材料,如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。而把導(dǎo)電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導(dǎo)體。可以簡單的把介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。
二、半導(dǎo)體材料
半導(dǎo)體材料很多,按化學(xué)成分可分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體兩大類。
分類 | 介紹 |
元素半導(dǎo)體 | 鍺、硅、硒等,硅在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力 |
化合物半導(dǎo)體 | 第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等) |
第Ⅱ和第Ⅵ族化合物(硫化鎘、硫化鋅等) | |
氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物) | |
由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等) | |
非晶態(tài)的玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體 |
三、半導(dǎo)體的應(yīng)用
半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。無論從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看,半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產(chǎn)品,如計算機(jī)、移動電話或是數(shù)字錄音機(jī)當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)連。
四、半導(dǎo)體的分類
半導(dǎo)體的分類,按照其制造技術(shù)可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類。其中規(guī)模最大的是集成電路,占到半導(dǎo)體市場的81%。所以,半導(dǎo)體產(chǎn)品中大部分是集成電路。
五、半導(dǎo)體的特性
半導(dǎo)體五大特性∶摻雜性,熱敏性,光敏性,負(fù)電阻率溫度特性,整流特性。
★在形成晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體中,人為地?fù)饺胩囟ǖ碾s質(zhì)元素,導(dǎo)電性能具有可控性。
★在光照和熱輻射條件下,其導(dǎo)電性有明顯的變化。
★某些硫化物的電導(dǎo)與所加電場的方向有關(guān),即它的導(dǎo)電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導(dǎo)通的;如果把電壓極性反過來,它就不導(dǎo)電,這就是半導(dǎo)體的整流效應(yīng)。
考點2:什么是集成電路
一、集成電路的概念
集成電路是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。
集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比(基于鍺的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于硅的集成電路),F(xiàn)代集成電路是由杰克·基爾比在1958年發(fā)明的,他因此榮獲2000年諾貝爾物理獎。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。
二、集成電路的分類
(一)按功能結(jié)構(gòu)劃分,集成電路可以分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和數(shù)/;旌霞呻娐啡箢。
模擬集成電路用來產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號,指幅度隨時間變化的信號。例如半導(dǎo)體收音機(jī)的音頻信號、錄放機(jī)的磁帶信號等。而數(shù)字集成電路用來產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號,指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如3G手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電腦CPU、數(shù)字電視的邏輯控制和重放的音頻信號和視頻信號。
(二)集成電路按制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路和膜集成電路。
(三)集成電路按用途可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦(微機(jī))用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。
考點3:什么是芯片
芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。在電子學(xué)中是一種把電路(主要包括半導(dǎo)體設(shè)備,也包括被動組件等)小型化的方式,并時常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。
芯片又稱微電路、微芯片,是內(nèi)含集成電路的硅片,體積很小,常常是計算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。芯片是集成電路的載體,由晶圓分割而成。
考點4:半導(dǎo)體、集成電路和芯片的關(guān)系
半導(dǎo)體是一類材料的總稱,集成電路是用半導(dǎo)體材料制成的電路的大型集合,芯片是由不同類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產(chǎn)品。
用一個形象的例子比喻,半導(dǎo)體就是各種做紙的纖維,集成電路是一沓子紙,芯片是書或者本子。
試題練習(xí):
1. 下列科技領(lǐng)域的重大進(jìn)展,不屬于20世紀(jì)“新四大發(fā)明”的是( )。
A.1906年圣誕前夜,雷吉納德•菲森登在美國馬薩諸塞州采用外差法實現(xiàn)了歷史上首次無線電廣播
B.1946年,世界上第一臺電子數(shù)字積分計算機(jī)——埃尼克在美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生
C.1954年,莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發(fā)電站投入運行,標(biāo)志著人類和平利用原子能時代的到來
D.1978年,利用半導(dǎo)體材料研制成的超大規(guī)模集成電路,集成度達(dá)10萬以上,電子技術(shù)進(jìn)入微電子時代
【答案】A
【解析】20世紀(jì)“新四大發(fā)明”是指:原子能、計算機(jī)、半導(dǎo)體、激光器。不包括無線電,故答案為A。
2. 鍺,硅,硒電阻率受外界條件影響極大,在電子技術(shù)和無線電技術(shù)中有廣泛應(yīng)用,這樣的材料屬于( )。
A. 導(dǎo)體B. 絕緣體C. 半導(dǎo)體D. 超導(dǎo)體
【答案】C
【解析】鍺、硅、硒都屬于半導(dǎo)體。故本題選擇C項。
3. ( )是一塊超大的集成電路,是一臺計算機(jī)的運算核心和控制核心,它的功能主要是解釋計算機(jī)指令以及處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。
A.PUB.GPUC.CPUD.NPU
【答案】C
【解析】中央處理器(CPU)是一塊超大規(guī)模的集成電路,是一臺計算機(jī)的運算核心和控制核心。它的功能主要是解釋計算機(jī)指令以及處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。PU,聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯的簡稱,它是一種高分子材料。GPU,圖形處理器,又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片,是一種專門在個人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動設(shè)備(如平板電腦、智能手機(jī)等)上圖像運算工作的微處理器。NPU是蛋白質(zhì)凈利用率,蛋白質(zhì)生物價值沒有考慮在消化過程中未吸收而丟失的氮。故本題選擇C項。
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