台股交易量約有7成由電子股貢獻,其中又以IC產業為領頭羊,但你真正認識晶圓和晶片嗎?讓台灣被全世界看見的晶片,是怎麼做出來的,又有哪些企業是一定要認識的IC龍頭?
大家都知道台積電是護國神山,和世界第一名的晶圓代工廠,不過,你知道晶圓和晶片到底是什麼,又有多重要嗎?
認識晶圓和晶片之前,先認識半導體
地球上的各種物質和材料具有不同的導電性,導電效果好的稱為「導體」,無法導電的稱為「絕緣體」,介於導體和絕緣體之間的就是「半導體」。
在半導體中加入某些雜質,就能改變和控制半導體的導電性,並將它做成電子元件,例如在矽裡加入微量的砷、磷或硼,就能製成電晶體,而電晶體是晶片最重要的元件之一。由於矽的物理性質穩定,是最常被使用的半導體材料,近年又研發出第 2 代半導體砷化鎵、磷化銦,和第 3 代半導體氮化鎵、碳化矽、硒化鋅等。
導體-導電效果好,如:金、銀、銅、鐵、鋁、鉻……
半導體-導電效果介於導體和絕緣體之間,如:矽、鍺、砷……
絕緣體-完全不導電,如:橡膠、玻璃、陶瓷、塑膠……
科普時間:晶圓是用沙子做成的,你相信嗎?
自然界中的矽,通常是以二氧化矽或矽酸鹽等型態,存在於沙子、土壤和岩石之中,而且矽是地殼中含量僅次於氧的元素,換句話說,自然界裡到處都有晶圓的原料。但要取得可以使用的矽,必須用高溫還原二氧化矽,把純矽提煉出來。
矽不是金屬,物理性質比較接近於碳,外觀是深灰色晶體狀,反光的時候帶有藍色,所以看起來像是金屬。
晶圓和晶片到底是什麼呢?
晶圓(Wafer)是以半導體製成的圓片,過去主要以矽為原料,故也常稱為矽晶圓。經過一連串加工程序,就能在晶圓上刻出電路,再切割成許多相當於指甲大小的晶片(Chip),就像是一次做好一大塊蛋糕或一大片披薩,再切片販售。
晶片的正式名稱是「積體電路」(Integrated Circuit),簡稱為 IC,是一種集合電晶體、二極體、電阻器、電容器等元件的小型化電路,主要用來處理數位訊號、邏輯運算和儲存資料,簡單來說,就像是電子產品的大腦。一片晶片可以容納數億個電晶體,可想而知,晶片製造是多麼精密的技術。
沒有晶片,世界會滅亡!
所有的電子產品都需要晶片,包括電腦及周邊設備、通訊產品、消費性電子、汽車工業等。由於人類對電子產品的依賴度越來越高,而且晶片生產的速度跟不上需求的增加,因此晶片近年來被各國視為「戰略物資」。