手机电脑的芯片主要是由什么物质组成的

手机电脑的芯片主要是由什么物质组成的,第1张

手机和计算机的芯片原料都是晶片,芯片的成分是硅,硅是从石英砂中提取出来的。一块芯片由数百条微型电路板连接起来,体积非常小,充满了能产生脉冲电流的微电路。芯片内的大部分是半导体材料,大多数是硅基材料,里面的二极管、电容、电阻等等都是半导体做的。

一种半导体是一种介于像铜这样易流过的导体与不能通电的橡胶一样的绝缘体之间的材料。用单晶硅片作为基底,再用光刻、掺杂、CMP等工艺制成MOSFET、BJT等元件,再用薄膜及CMP技术制成导线,即可完成芯片制造。

值得注意的是,晶片原料硅是原子晶体,不溶于水或盐酸,表面有金属光泽。晶片中含有硅,而晶片中所含硅的主要原料为硅片,将硅片制成晶片,再加入离子变成半导体后,便可制成晶片,在地球上,硅的储存量仅次于氧,主要表现为沙子由二氧化硅构成,所以硅还是最适合芯片制造的原料。

不过地球上虽然有大量的硅储藏,但把硅从沙中提取出来的全过程要求极其精确,而且技术含量也很高。要制作芯片,首先要掌握行业内最顶尖的硅提取技术,芯片需要生产出高纯度的单晶硅,其纯度要比24 k纯金还要纯。这一步就能让众多人望而却步,可以想象一块芯片的制造有多困难。

以上内容参考  百度百科-晶片

华网石家庄3月30日电(记者 曹国厂)记者日前从河北晶龙集团了解到,其麾下位于江苏东海县的晶澳太阳能科技有限公司自主研发的“超大晶粒准单晶硅铸锭”技术取得重大突破,用生产多晶硅铸锭技术,可得到接近直拉单晶硅的高品质,且成本大大降低。

目前,这项技术已通过由连云港市科技局组织的专家组鉴定。由厦门大学光伏工程专业教授陈朝、清华大学工程热物理和材料学教授郑丽丽等7名专家组成的鉴定委员会,对“超大晶粒准单晶硅铸锭”技术鉴定后认为,“这项技术可操作性强、易推广、稳定可靠,产品性能具有单晶的优点,且氧含量低于直拉单晶,与单晶硅片相比具有很强的成本优势。”

采用新工艺制作的太阳能电池片平均效率达到17.2%以上,比传统多晶硅电池高1%左右,最高效率达18.3%。

工艺成本上,直拉单晶为160元/公斤,而准单晶铸锭仅为60元/公斤。太阳能电池总成本上,在硅原料、切片、组件等其他成本稳定的前提下,整条生产链的成本可因准单晶硅铸锭技术降低10%。

人看法:

“准单晶”,根据其物理性质,应该是介于多晶硅和单晶硅之间的一种新物质,和单晶硅多晶硅都不同,因此生产线上的铸锭、切割、扩散、清洗、CVD、印刷等肯定不一样,所以做成电池片还早着呢。这个准单晶可以看做是“原子排列相对有序的多晶硅”,排列有序那就是比较透明的,因此转换率较高就好理解。不过因为没有严格的原子排列顺序,可以预测其导电性能也是不如单晶硅,因此是不可能用作电子级晶圆的。结论就是种好点的多晶硅而已。转换率18.3%,无锡尚德多晶单晶转换率已经达到17.5%、19.5%,国外先进的SunPower今年晶硅电池转换率已经达到24.2%。同样的设备,经验和技术更重要。

准单晶物质

最早由莫斯科钢与合金研究所于2004年4月成功合成出,是一种特殊的物质称为准单晶,即其中铁、铜、铝三种原子的排列很特殊。普通单晶物质是由相同的原子形成的晶格组成的,就像一堵墙由同样的砖组成一样。而在这种准单晶物质中,虽然原子的排列有着严格的顺序,但没有普通单晶材料中到处相同的晶格。它们中原子的排列是一种几何序列:有类似晶格的排列,但没有晶格的排列重复性,晶格之间的距离永远在增大。在该物质中,3种金属原子的排列虽不像普通单晶那样具有相同的晶格,但仍具有严格的顺序,呈现出几何排列。

科研人员在解释该科研成果时指出,准单晶几乎是一个新的物理概念。20年前,在解释铝、锰原子合成的特殊材料的伦琴射线照片时提出了这一概念。在这张伦琴射线照片上能清楚的观察到铝原子和锰原子严格有序的排列。但用经典的晶体学原理却不能解释这种现象,因为普通单晶材料中禁止原子如此排

列。

科研人员研究发现,在由铁、铜、铝三种原子合成的准单晶材料中,原子的排列很特殊。普通单晶物质是由相同的原子形成的晶格组成的,就像一堵墙由同样的砖组成一样。而在这种准单晶物质中虽然原子的排列有着严格的顺序,但没有普通单晶材料中到处相同的晶格。它们中原子的排列是一种几何序列:有类似晶格的排列,但没有晶格的排列重复性,晶格之间的距离永远在增大。

科研人员在解释合成铁、铜、铝三种原子准单晶材料的方法时指出,他们使用的方法称之为机械—化学合成法,既简单传统,也很经济。在合成过程中,科研人员使用了一些特殊的物理方法,即在一特殊的装置内用重球对原材料进行长时间的冲撞和打击,直到原材料加工到原子水平,同时为了保持材料的特性,还在高温下对粉末进行了烧结。

在研究准单晶材料的性质时科研人员发现,在橡胶和聚合物底基上用这种准单晶物质制成的复合材料具有独特的性质,既有金属的性质,也具有陶瓷的特性。它们像金刚石一样坚硬,摩擦系数比任何金属都要小,比超滑氟层材料稍大一点,化学稳定性和耐摩性很高。有关专家指出,这种性能独特的准单晶材料将在工业应用上有着广泛的前景,比如,可以作各种橡胶和塑料密封塞的填充物。

据悉,俄科研人员利用机械-化学合成法已研制出2种准单晶材料:一种是铁—铜—铝;另一种是铬—铜—铝。该科研项目已获得了俄罗斯基础研究基金的资助。


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