半導體概念精選(九篇)

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第1篇：半導體概念范文

關鍵詞：電子技術；概念；現(xiàn)象；抽象；形象

電子中的概念是反映電子現(xiàn)象和過程的本質屬性的思維方式，是電子技術事實的抽象。它不僅是電子技術基礎理論知識的一個重要組成部分，也是構成電子技術規(guī)律和公式的理論基礎。論文百事通學生學習電子技術的過程，其實是在不斷地建立電子技術概念的過程。因此概念教學是學生學好電子技術的基礎，更是學好電子技術的關鍵。在實際教學中如何才能讓學生有效地掌握、理解并運用好高中電子技術概念呢，從實際教學的經驗中體會到，采用靈活多變的教學方式，激發(fā)學生的學習興趣，變抽象為形象，可以提高概念教學的效果。

一、聯(lián)系、聯(lián)想記憶法

電子技術中有很多抽象的概念，例如：電場、電力線，磁場、磁力線。電場、磁場看不到但卻實存在(可以利用實驗證明)，而電力線和磁力線不存在為了分析問題方便而畫出來的(可以看到)。利用電力線或磁力線的方向表示電場或磁場的方向，利用電力線或磁力線的疏密來表示電場或磁場的強弱。

半導體中載流子的運動也是如此：一般我們看不到，為了分析方便往往把空穴和自由電子畫出來。空穴帶正電荷，自由電子帶負電荷，主要靠空穴導電的半導體稱為空穴型半導體或P型半導體；主要靠自由電子導電的半導體稱為電子型半導體或稱為N型半導體?？昭ㄍǔＳ脠A圈O表示，P去掉尾巴就是O；電子帶負電N就可以想成三個負號。通過總結空穴、電子，P型半導體、N型半導體就比較容易記了。

二、教學實驗演示法

電子技術是一門以實驗為基礎的學科，在進行概念教學時，演示實驗法是一種行之有效的教學方法，一個生動的演示實驗，可創(chuàng)設一種良好的電子技術環(huán)境，給學生提供鮮明具體的感性認識，再通過引導學生對現(xiàn)象特征的概括形成自己的概念。

如“整流”概念的教學，用直流電源和單向半波整流電路演示，讓學生體會到外加電源的正極接二極管的正極，電源的負極接二極管的負極，二極管受正電壓，二極管導通，電路中通過大的電流IF；反之外加電源的正極接二極管的負極，電源負極接二極管的正極，電路中幾乎無電流通過。從而揭示了二極管的單向導電性。

三、電教圖像剖析法

有些高中電子技術概念，無法實驗演示也無法從生活中體驗。如PN結的形成，空穴和電子的擴散運動、漂移運動等。可以用圖像、電教手段(如FLASH動畫)展示給學生觀看。電子技術圖像通過培養(yǎng)學生的直覺，從而培養(yǎng)學生的高層次的形象思維能力，建立起電子技術概念的情景；電教手段能以生動、形象、鮮明的動畫效果，模擬再現(xiàn)一些電子技術過程，學生通過觀看、思考，就會自覺地在頭腦中形成建立電子技術概念的情景。這種方法符合“從生動的直觀，到抽象的思維”的基本認識規(guī)律，是現(xiàn)代教學中提高概念教學效果的一種重要手段。

四、興趣引導法

興趣是最好的老師，實際生活，生產實踐及現(xiàn)代高科技中一些有趣的電子技術現(xiàn)象會吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學習興趣，活躍學生的思維，提高學生的理解能力，有利于知識的掌握。

如對放大概念的認識，以門鈴的工作過程為例?？梢韵炔患臃糯笕龢O管時接好電源和音樂片，門鈴發(fā)聲，聲音很小只能在耳邊才能聽到；接著接好電源、音樂片，門鈴發(fā)聲，聲音比較大，整個班都可以聽到。使學生親身感受到門鈴發(fā)出聲響的明顯變化的現(xiàn)象。說明和分析什么是放大的概念，通過學生對“放大”現(xiàn)象切身的體會來理解掌握這一概念。利用振蕩電路組成的閃光燈電路即提高了學生的學習興趣，有利于學生對電路的分析對知識的掌握。

五、循序漸進法

循序漸進，通過復習舊知識引入新知識，是實際教學中常用的一種教學方法。通過復習已掌握的電子技術概念，并對此概念加以擴展，延伸，或使其內涵、外延發(fā)生變化從而得到新的概念。

第2篇：半導體概念范文

【關鍵詞】半導體材料與器件；雙語教學；課程內容

0 引言

隨著信息時代的發(fā)展，對光電子專業(yè)類人才的需求也越來越大。大學教育作為培養(yǎng)人才的重要基地，承擔了越來越重要的角色；向社會輸送高素質的人才，要求對光電子專業(yè)課程體系教學不斷更新改革，賦予其新時代的內涵。目前，還沒有一本合適的教材能滿足這個要求。另外，在教學方法上也缺乏行之有效的方法。

1 課程內容的構建

半導體材料與器件這門課，應該涉及到半導體材料與半導體器件兩個方面的內容，現(xiàn)有的教材在內容構建上往往偏重半導體材料，或是偏重半導體器件，很少能兼顧兩者的材料與器件的平衡。圖1為現(xiàn)有鄧志杰等編的《半導體材料》的內容構建示意圖，明顯偏重于材料，對器件部分只做了簡單的概述，如圖1所示。類似的教材還有楊樹人等編的《半導體材料》。由劉思科等編的《半導體物理學》這門課則大篇幅的介紹半導體物理相關的知識，而對半導體材料涉及較少。同樣，由Dieter K. Schroder 編寫的《Semiconductor Material and Device Characterization， Third Edition》則大部分內容介紹器件特性，而對材料方面的相關知識介紹很少。同樣，佛羅里達大學的Franky So教授編著的《Organic Electronics Materials Processing Devices and Applications》則側重于器件加工制備，Robert F. Pierret等編著的《Semiconductor Device Fundamentals》則側重于器件特性原理。

基于此，本人提出了全新的內容構建策略，該策略同時兼顧了半導體材料與半導體器件兩個方面的內容。該策略結構示意圖如圖2所示，其內容分半導體材料與半導體器件兩個部分，其中半導體材料包含：元素半導體、化合物半導體、摻雜半導體和有機半導體，半導體器件部分包含三個部分的內容，分別是器件基礎、二極管、三極管。

對比圖1、圖2不難看出，新編排的課程內容更簡潔、更全面。其實，現(xiàn)有材料的課程內容編排上有很多的弊端，如知識點內容很相似，交叉重疊性大。如元素半導體，半導體電子材料、半導體光電子材料，在內容上有很大的交疊；非晶、有機和微結構半導體與摻雜半導體有很大的重疊，所以在新方案中將其并入摻雜半導體一章中來講解，而前者并入到半導體一章中來講解?？梢钥闯?，新方案更合理、簡潔明了。

半導體材料與器件這么課程，其內容應該包含經典的無機半導體、新型有機半導體；器件內容應該包含經典的二極管、柵控二極管、三級管、結型場效應晶體管。其中，二極管的兩個重要應用，即光伏電池、發(fā)光二極管、二極管存儲器件，應該作為一個重要的章節(jié)進行介紹。

2 課程內容的組織

在課程內容的組織上，按照由易到難、循序漸進的原則，以及材料-性質-器件應用的原則，先編排材料體系，后編排器件體系。材料體系包含：有本征的p-型材料、n-型材料，非本征摻雜型的p-型材料、n-型材料，以及新型有機半導體材料，包含寬帶隙主體材料、窄帶隙材料。從材料最基本的物理特性，即電阻切入，圍繞電阻的構成因素展開內容，過渡到絕緣體、半導體、導體的概念，以及影響因素，引入到載流子濃度、摻雜、遷移率等概念，即本征的元素半導體向化合型、摻雜型半導體的思路展開。在引入材料的功函數這一概念的基礎上，引入接觸電阻、界面注入勢壘，沿著這一思路自然過渡到肖特基二極管，柵控二極管、三級管等基本的半導體器件等系列概念介紹。該課程內容體系的組織，遵循著從基礎性質到上層器件建設的原則，系統(tǒng)性、邏輯性很強，可以說是環(huán)環(huán)相扣，要求學生在學習的過程中，任何一個章節(jié)的內容都不能落下來，以避免給后繼的內容學習造成困難。同時，該課程也要求授課老師對課程體系的內容有深刻的理解和清楚的認識，做到思路清晰，講解有條有理。

3 課程內容的編譯

依照雙語教學的原則，教材應該采用全英文編寫。以往的雙語教學經驗表明，全英語的教材實施起來很困難，教學效果甚微，甚至比純母語教學的效果更差。原因很簡單，部分學生的外語底子薄，閱讀純英文課本很困難，尤其是專業(yè)英語教材，碰到長句、疑難復合句看不懂，專業(yè)名詞更是不懂，甚至憑借網絡翻譯也找不到答案。確實，專業(yè)名詞，尤其是半導體這門課的專業(yè)名詞的翻譯是比較少的。另外，有部分名詞是用構詞法得到的，詞典里根本沒有收錄。這部分學生常常抱怨，中文都看不懂，還看什么英文?。〗Y果可想而知，什么都沒學到，還不如采用中文版教材教學呢。

鑒于一門新課教材全部用英文編寫的困難，可以部分章節(jié)采用中文編寫，部分章節(jié)采用英文編寫。對于構成半導體學科的三個基礎理論，如肖特基理論、半導體能帶理論、半導體導電機理、擴散理論，采用中英文對照的形式，以便于學生理解、掌握知識點。對于半導體特有的五大特性，如整流效應、光電導效應、負電阻溫度效應、光生伏特效應和霍爾效應，應做詳細介紹；對于重要現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，如霍爾效應，可以在教材中添加“知識園地”，以增強學生學習興趣、掌握知識點。方便學生自學。

對于半導體材料部分，如元素半導體、化合物半導體、摻雜半導體、有機半導體，可以采用中文的形式撰寫。其中，元素半導體這一章內容比較難，涉及到原子在固態(tài)堆積中的排列，即晶體類型、晶格、晶胞結構等，用中文撰寫更便于學生理解。同時，配合適當晶體結構模型，如經典的正四面體結構、面心立方結構、體心結構、六方體心結構、八面體結構模型，來剖析材料的微觀結構特征。并且，這部分內容要求學生有一定的背景知識，如對物質結構這門課有初步的認識。接下來的兩章，如化合物半導體、摻雜半導體，可以簡化材料凝聚態(tài)結構的介紹。因為這兩類半導體材料分子堆積結構與元素半導體類似，只是一個衍生結構。所以這兩章的內容重點介紹化合方式以及摻雜形式。對于有機半導體，可以借鑒經典的元素半導體理論，所以結構部分可以簡化，重在介紹有機半導體材料，包含其組成、特性與經典的制備方法。

對于半導體器件部分，其器件基礎應該加以重點介紹，對于常見的半導體器件特性效應加以詳細的描述，采用地道的英語教材，如Arizona State University大學的Dieter K. Schroder.編寫的《Semiconductor Material and Device Characterization， Third Edition》里面的第一、二、三、四章部分內容。該教材系統(tǒng)闡述了半導體材料一些基本特性，如電阻率、載流子密度、摻雜、遷移率、公函、接觸電阻及界面勢壘。重點內容有Schottky barrier diodes，solar cell， bipolar junction transistors， light-emitting diodes， MOSFETs。

4 結論

本文針對半導體材料與器件這門課程的內容建設提出了全新的思路，重新編排了該課程內容，優(yōu)化了課程內容的內涵，調整了半導體材料與半導體器件這兩方面的內容比例，使內容的組織更平衡、更合理，并對課程內容的編譯提出了新的思路，采用中英文對照使得知識點的闡述更清楚、母語教學更便捷，這將為電子類專業(yè)課程的雙語教學提供新的參考。

【參考文獻】

[1]龍國智.我國高校雙語教學的現(xiàn)狀評析[J].教育論叢，2011（2）：173-174.

第3篇：半導體概念范文

總經理近藤史郎向《經濟》記者介紹公司時說：“可以把我們理解為一家創(chuàng)能、節(jié)能企業(yè)。我們的產品主要用在和能源相關的地方。我們的核心技術是電力電子設備、功率半導體及控制系統(tǒng)。在這個核心技術平臺上，我們構筑了創(chuàng)能技術平臺及節(jié)能技術平臺?！?/p>

一番解釋之后，給記者留下突出印象的是，這里的技術和能源有關，具有節(jié)能和創(chuàng)能的特點。

在經濟剛剛開始發(fā)展的階段，大量使用能源就能立即讓經濟面貌出現(xiàn)變化。但煤炭、石油等資源是有限的，同時，大量使用后帶來的污染問題，也難以解決。一個企業(yè)是否具有較高的能源使用技術，這不僅關系著企業(yè)成本的支出，也與其能否在新市場上奪得先機有著重要關系。富士電機公司作為電氣企業(yè)，發(fā)揮能源利用上的技術優(yōu)勢，便能夠讓人知道這是一家具有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)。

專注中國的能源及環(huán)境市場

《經濟》：我們知道富士電機成立于1923年，是日本最著名的電氣企業(yè)之一。但很多讀者可能還不是很清楚富士電機在中國的情況。請您介紹一下。

近藤史郎總經理（以下簡稱近藤）：我們在1965年已經開始向中國提供水力發(fā)電機，80年代，設立派遣員工事務所，并擁有中國最高的變頻器出口銷售市場占有率；90年代以后，我們在中國設立了一些工廠，主要生產馬達等產品。現(xiàn)在我們在中國有銷售網點15個，在中國從事生產及售后服務等業(yè)務的企業(yè)有25家。

《經濟》：從事生產及售后服務的企業(yè)主要分布在哪些地方？富士電機的特點是什么？

近藤：無錫富士電機有限公司有員工400多人，主要生產變頻器。生產斷路器的富士電機大連有限公司和生產各種馬達的富士電機馬達（大連）有限公司的員工數量分別為780人和460人。在上海、深圳、常熟、珠海等地也有我們的工廠，員工人數都分別達到數百上千不等。

我們的生產內容較大，但我們的基本理念很簡單，就三條：第一，強化綜合事業(yè)，不僅要保證內容的多樣化，還要在成本等方面與中國保持一致；第二，加速開拓用戶；第三，在智能電網、自動售貨機及電動汽車等方面，拓展新事業(yè)。

《經濟》：我們注意到近藤總經理特別注重能源、環(huán)境問題。這是為什么呢？

近藤：提高能源利用效率，可以為解決環(huán)境問題作貢獻，其關鍵的技術在于能源轉換。電力電子技術是實現(xiàn)高效率能源轉換最有效的手段，我們在這方面有著長年積累的經驗和先進的技術。功率半導體、電路及控制系統(tǒng)是電力電子事業(yè)的基礎，在這個基礎平臺上實現(xiàn)最合理的能源利用。

《經濟》：這些技術能夠用在什么地方？

近藤：在社會及產業(yè)各個方面均有其用途。但我們的產品比較多地用在了鋼鐵、石化、水泥、數據中心、半導體工廠及汽車的組裝廠中。

比如在制造業(yè)方面，可以用于節(jié)能、環(huán)保，用于數據中心及無塵室的節(jié)能與高效化；在水環(huán)境方面，用于污水處理廠、工廠排水等等。

強有力的半導體事業(yè)

《經濟》：我們知道，半導體事業(yè)是日本幾家綜合廠家去年虧損的主要領域。富士電機也在從事半導體事業(yè)，經營情況如何？

近藤：我們所銷售的功率半導體是指耐高壓、大容量制品，如1700V、PrimePACK、High Power Module方面的產品，與電視、數碼上使用的半導體在市場方面不一樣。

在很多核心技術上，我們的第六代、第七代IGBT電子零件技術，耐高壓IC技術及高放熱性能捆綁技術等，都是富士電機自己獨到的技術。

在智能城市概念上的新開拓

《經濟》：富士電機的生產內容超出了我們的想象，能否用一個比較具體的方式解釋一下？

近藤：最簡單的說法便是智能城市概念。在這個概念里，我們的產品用在了光伏發(fā)電、地熱發(fā)電、風力發(fā)電及火力發(fā)電方面，同時和這些發(fā)電系統(tǒng)有關聯(lián)的是電池、環(huán)境測試、智能電表、電動汽車、綠色數據中心等。在智能城市這一概念里，很多產品、系統(tǒng)都離不開富士電機的產品。

《經濟》：最近電動汽車的充電系統(tǒng)就非常引人注目。

近藤：在這方面，富士電機的產品非常多。比如馬達、電動汽車的充電器、大型電動機車上的控制基板等，就是我們生產提供的。在充電設施上，我們的充電站與智能電網聯(lián)網，可以實現(xiàn)快速充電。同時，相關的產品也用在了鐵路上。

第4篇：半導體概念范文

關鍵詞：半導體有機半導體電學性能

一、從有機半導體到無機半導體的探索

1.1有機半導體的概念及其研究歷程

什么叫有機半導體呢?眾所周知，半導體材料是導電能力介于導體和絕緣體之間的一類材料，這類材料具有獨特的功能特性。以硅、鍺、砷化嫁、氮化嫁等為代表的半導體材料已經廣泛應用于電子元件、高密度信息存儲、光電器件等領域。隨著人們對物質世界認識的逐步深入，一批具有半導體特性的有機功能材料被開發(fā)出來了，并且正嘗試應用于傳統(tǒng)半導體材料的領域。

在1574年，人們就開始了半導體器件的研究。然而，一直到1947年朗訊(Lueent)科技公司所屬貝爾實驗室的一個研究小組發(fā)明了雙極晶體管后，半導體器件物理的研究才有了根本性的突破，從此拉開了人類社會步入電子時代的序幕。在發(fā)明晶體管之后，隨著硅平面工藝的進步和集成電路的發(fā)明，從小規(guī)模、中規(guī)模集成電路到大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路不斷發(fā)展，出現(xiàn)了今天這樣的以微電子技術為基礎的電子信息技術與產業(yè)，所以晶體管及其相關的半導體器件成了當今全球市場份額最大的電子工業(yè)基礎。，半導體在當今社會擁著卓越的地位，而無機半導體又是是半導體家族的重中之重。

1.2有機半導體同無機半導體的區(qū)別及其優(yōu)點

與無機半導體相比，有點半導體具有一定的自身獨特性，表現(xiàn)在：

(l)、有機半導體的成膜技術更多、更新，如真空蒸鍍，溶液甩膜，Langmtrir一Blodgett(LB)技術，分子自組裝技術，從而使制作工藝簡單、多樣、成本低。利用有機薄膜大規(guī)模制備技術，可以制備大面積的器件。

(2)、器件的尺寸能做得更小(分子尺度)，集成度更高。分子尺度的減小和集成度的提高意味著操作功率的減小以及運算速度的提高。

(3)、以有機聚合物制成的場效應器件，其電性能可通過對有機分子結構進行適當的修飾(在分子鏈上接上或截去適當的原子和基團)而得到滿意的結果。同時，通過化學或電化學摻雜，有機聚合物的電導率能夠在絕緣體(電阻率一10一Qcm)到良導體這樣一個很寬的范圍內變動。因此，通過摻雜或修飾技術，可以獲得理想的導電聚合物。

(4)、有機物易于獲得，有機場效應器件的制作工藝也更為簡單，它并不要求嚴格地控制氣氛條件和苛刻的純度要求，因而能有效地降低器件的成本。

(5)、全部由有機材料制備的所謂“全有機”的場效應器件呈現(xiàn)出非常好的柔韌性，而且質量輕。

(6)通過對有機分子結構進行適當的修飾，可以得到不同性能的材料，因此通過對有機半導體材料進行改性就能夠使器件的電學性能達到理想的結果。

1.3有機半導體材料分類

有機半導體層是有機半導體器件中最重要的功能層，對于器件的性能起主導作用。所以，有機半導體器件對所用有機半導體材料有兩點要求:

(l)、高遷移率；(2)、低本征電導率。

高的遷移率是為了保證器件的開關速度，低的本征電導率是為了盡可能地降低器件的漏電流，從而提高器件的開關比。用作有機半導體器件的有機半導體材料按不同的化學和物理性質主要分為三類:一是高分子聚合物，如烷基取代的聚噬吩;二是低聚物，如咪嗯齊聚物和噬吩齊聚物;三是有機小分子化合物，如并苯類，C6。，金屬酞著化合物，蔡，花，電荷轉移鹽等。

二、制作有機半導體器件的常用技術

有機半導體性能的好壞多數決定于半導體制作過程因此實驗制備技術就顯得尤為重要。下面將對一些人們常用器件制備的實驗技術做簡要的介紹：

(1)、真空技術。它是目前制備有機半導體器件最普遍采用的方法之一，主要包括真空鍍膜、濺射和有機分子束外延生長(OMBE)技術。

(2)、溶液處理成膜技術。它被認為是制備有機半導體器件最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g，適用于可溶性的有機半導體材料。常用的溶液處理成膜技術主要包括電化學沉積技術、甩膜技術、鑄膜技術、預聚物轉化技術、分子自組裝技術、印刷技術等。

三、有機半導體器件的場效應現(xiàn)象

為了便于說明有機半導體器件的場效應現(xiàn)象，本文結合有機極性材料制作有機半導體器件對薄膜態(tài)有機場效應進行分析。試驗中，將有機極性材料經過真空熱蒸鍍提純之后溶在DMF溶液中，濃度是20Omg/ml，使用超聲波清洗機促進它們充分并且均勻的溶解，經過真空系統(tǒng)中沉積黃金薄膜作為器件的源極和漏極。在類似條件下，在玻璃襯底上制作了極性材料的薄膜形態(tài)晶粒，研究發(fā)現(xiàn)：

在有機極性材料形態(tài)，有塊狀、樹枝狀和針狀。不同的薄膜態(tài)形態(tài)，在不同柵極電壓VG的作用下有不同的Ids(流過器件的源極和漏極的電流)一Vds(加在器件的源極和漏極之間的電壓)曲線。

1、塊狀形貌結構的薄膜態(tài)有機器件的Ids－Vds(性能曲線，變化范圍是從－150V到15OV、柵極電壓的變化范圍是從－200V到200V。當柵極電壓Vg以100V的間隔從－200V變化到200V時，Ids隨著Vds的增加而增加，此時沒有場效應現(xiàn)象。

2、針狀形貌結構的薄膜態(tài)有機器件的Ids－Vds性能曲線，當Vds從－75V增加到75V，柵極電壓VG的變化范圍是一200V~20OV，遞增幅度是5OV。此時器件具有三種性能規(guī)律:(1)在固定的柵極電壓Vg下，當從Vds－75V增加到75V時，電流Ids也隨之增加;(2)在固定的外加電壓Vds下，當柵極電壓Vg從－2O0V增加到2OOV時，電流Ids也隨之增加;(3)如果沒有對器件施加Vds電壓，只要柵極電壓Vds存在，就會產生Ids電流，產生電池效應。

通過上述的解說我們對有機半導體器件的電學性能已有一定的了解了。下面我們即將通過試驗來揭開其神秘的面紗。

四、有機半導體的光電性能探討——以納米ZnO線(棒)的光電性能研究為例

近年來，納米硅的研究引起了社會的廣泛的關注，本文中我們將采用場發(fā)射系統(tǒng)，測試利用水熱法制備的硅基陣列化氧化鋅納米絲的場發(fā)射性能。圖11是直徑為30和100nm兩個氧化鋅陣列的場發(fā)射性能圖,其中圖11a和b分別是上述兩個樣品的I_V圖和F_N圖。從圖11a中可以看出氧化鋅納米絲的直徑對場發(fā)射性能有很大的影響,直徑為30nm的氧化鋅陣列的開啟場強為2V/μm門檻場強為5V/μm;而直徑為100nm的氧化鋅陣列的開啟場強為3V/μm,門檻場強大于7V/μm。并且從圖11b中可以知道,ln(J/E2)和1/E的關系近似成線性關系,可知陰極的電子發(fā)射與F_N模型吻合很好,表明其發(fā)射為場發(fā)射,其性能比文獻報道的用熱蒸發(fā)制備的陣列化氧化鋅的場發(fā)射性能要好[25]。這主要是由于氧化鋅的二次生長,導致所得氧化鋅陣列由上下兩層組成,具有較高的密度以及較小的直徑,在電場的作用下,更多的電子更容易從尖端的氧化鋅納米絲發(fā)射,從而降低了它們的開啟場強和門檻場強。

我們測試了硅基陣列化納米ZnO的光致熒光譜,如圖12所示。從圖中可知,600~700℃和300~400℃下熱蒸發(fā)合成的陣列化ZnO納米絲的峰位分別在393nm(虛線)及396nm(實線)。PL譜上強烈的紫外光的峰證明:合成的ZnO納米絲有較好的結晶性能和較少的氧空位缺陷。由于在高溫區(qū)合成的納米絲有較細的尖端,故有少量藍移。

通過上述針對納米ZnO線(棒)的試驗，我們能對硅基一維納米的電學性能進行了初步的探討。相信這些工作將為今后的硅基一維納米材料在光電方面的應用提供一個良好的基礎。

參考文獻

[1]DuanXF,HuangY,CuiY,etal.Indiumphos-phidenanowiresasbuildingblocksfornanoscaleelectronicandoptoelectronicdevices.Nature,2001.

[2]WangJF,GudiksenMS,DuanXF,etal.HighlypolarizedphotoluminescenceandphotodetectionfromsingleIndiumPhosphideNanowires.Science,2001.

第5篇：半導體概念范文

“今天,計算機的CPU所能集成的晶體管數目已經從上世紀70年代的數千個發(fā)展到最近的10億個以上;與此同時,CPU每秒處理百萬指令數據的成本也從3萬美元降低到0.1美元以下。這些令人驚訝的發(fā)展成果不斷驗證注射摩爾定律。在過去40多年里,這個定律一直引領半導體產業(yè)全力去實現(xiàn)更高的性能、更大的容量以及更低的成本?，F(xiàn)在,英特爾已經了最新的22nm工藝技術,以滿足對計算性能的需求。但是,隨著電子技術的發(fā)展,人們更加關注健康、醫(yī)療、交通、通信、電子社會等領域,人們需要的不僅僅是速度、性能和容量,還需要節(jié)能、環(huán)保、舒適以及安全性?！倍髦瞧职雽w多重市場半導體事業(yè)部大中華區(qū)高級市場總監(jiān)梅潤平先生說,“人們從過去創(chuàng)造技術讓生活節(jié)奏更快,演進到現(xiàn)在要讓生活更有質量,更安全、更環(huán)保并更健康?！边@些新的社會需求也在很大程度上影響到了半導體產業(yè)的發(fā)展。

“對比傳統(tǒng)的摩爾定律,我們提出了描述新發(fā)展動向的新規(guī)則,即新摩爾定律(More-than-Moore)?！泵窛櫰较壬f,“它并不是一個定律,因為它沒有像摩爾定律那樣提出某些業(yè)界可以遵循的數字化概念。但它向我們揭示了一些新的趨勢,即業(yè)界除了會延續(xù)摩爾定律對集成度、性能的追求外,還會利用更多的技術,例如,模擬/射頻、高壓電源、傳感器和驅動器、生物芯片以及SiP封裝技術等,提供具有更高附加價值的系統(tǒng)。涉及廣泛的技術領域?！?/p>

創(chuàng)新是不變的發(fā)展主題

第6篇：半導體概念范文

在惠普推出“動成長企業(yè)”概念幾年后,今年成為惠普的“動成長交付年”｡從策略到實踐的落實,制造業(yè)信息化參考架構(MIRA,Manufacturing & Distribution Industries Reference Architecture)將起到重要作用｡

“在各國高科技和半導體企業(yè)中,日本企業(yè)面臨的最大問題是創(chuàng)新,韓國企業(yè)最關心的問題是產量和利潤,中國臺灣的企業(yè)最大的問題在于全球化｡但對于中國內地企業(yè)來說,剛才提到的這三類問題都是他們所關心的｡”這是惠普亞太及日本地區(qū)企業(yè)計算及專業(yè)服務集團制造暨分銷行業(yè)總經理Kumar Narayanan對整個亞太地區(qū)的高科技及半導體行業(yè)信息化現(xiàn)狀的總體分析｡

的確,在現(xiàn)今中國,高科技與半導體行業(yè)正在迎接全球“企業(yè)轉移”與市場增長､變化的機遇與挑戰(zhàn)｡面對不斷降低成本與開拓新興市場的壓力,如何創(chuàng)造性地利用信息技術手段､著眼全球化､攜手上下游､整合業(yè)務流程､創(chuàng)新商業(yè)模式､帶動企業(yè)變革､提升企業(yè)績效,是眾多制造業(yè)企業(yè)管理決策層日益關注的問題｡

2006年4月20日,以“全球化與協(xié)作”為主題的“2006惠普高科技及半導體行業(yè)信息化論壇”在上海召開｡惠普攜手AIM､BEA､Intel､SAP等合作伙伴,廣邀國內外高科技企業(yè)的信息技術專家,就高科技及半導體行業(yè)在全球化背景下,如何運用信息技術整合供應鏈､布局全球化､實現(xiàn)IT與業(yè)務同步等問題,展開了深入交流｡

首提MIRA架構

在論壇上,Kumar首次提出了“惠普高科技及半導體制造業(yè)信息化參考架構(MIRA)”｡該體系是參照惠普的動成長企業(yè)戰(zhàn)略模型,以及高科技和半導體行業(yè)的IT應用現(xiàn)狀提出的｡

據kumar介紹,MIRA不僅能降低采用制造業(yè)IT解決方案的相關風險,有助于企業(yè)輕松過渡到下一代IT架構,而且可以幫助企業(yè)把自己的專業(yè)制造信息系統(tǒng)和企業(yè)IT系統(tǒng)整合,創(chuàng)建一個能夠支持更快地響應市場變化的IT制造環(huán)境｡

Kumar進一步表示, 惠普MIRA的很多具體組成部分,包括下一代數據中心､下一代數據倉庫等,都會在今后一段時間在全球正式公布｡MIRA是惠普公司推動的一個業(yè)務大方向,而不是單個的解決方案,它可以看成是惠普在制造行業(yè)推行的端到端架構｡

中國惠普有限公司副總裁､企業(yè)計算及專業(yè)服務集團市場營銷部制造暨分銷行業(yè)總經理謝少毅介紹說:“幾年前,我們講動成長的概念,現(xiàn)在已經形成了很多模塊｡我們將今年定為‘動成長交付年’,這就從策略變成了實踐｡現(xiàn)在有很多企業(yè)信息化失敗的例子,但是有了這樣全面的參考我想失敗就會小一些｡我們希望通過我們的‘動成長企業(yè)’戰(zhàn)略及其交付,和客戶一起適應和駕馭變化,實現(xiàn)動成長｡”

作為惠普的行業(yè)應用客戶之一,京東方光電科技集團副總裁兼CIO金錫奉表示,半導體行業(yè)是在IT應用方面最先進的行業(yè)｡中國企業(yè)是在全球范圍內競爭的,因此要把IT系統(tǒng)目標設定在最高水平上｡金錫奉認為,惠普在制造業(yè)有豐富的行業(yè)經驗,相信MIRA作為針對制造企業(yè)的信息化參考架構,會是非常有價值的｡

“一站式”解決

第7篇：半導體概念范文

經歷了平板化、高清化之后，電視機的交互化、平臺化和智能化已經成為家電產業(yè)發(fā)展的方向，電視這一存在了數十年的產品，以驚人的增長速度爆發(fā)了。

據DisplaySearch公司的報告顯示，2010年全球電視的出貨量比上年增長16％，達2.43億臺，預測2011年將續(xù)增4.9％，達2.55億臺。展望2014年可達2.88億臺，2009~2014年的年均增長率為7%。

目前，中國的電視用戶超過4億，國家廣電總局預測，到2015年，DTH（Direct-To-Home，直接到戶）衛(wèi)星直播電視的機頂盒裝機數量將達到2億臺，并計劃在2020年前完成中國電視網絡數字化進程。中國將成為世界最大的數字電視及重要配套元器件的開發(fā)和生產基地之一。

作為歐洲最大的半導體公司，意法半導體2011年收入近100億美元。在汽車半導體領域，它是中國第一、世界第三；在消費電子領域，它是全球第二、美國以外市場最大的機頂盒半導體廠商。但是，意法半導體一直將目標鎖定在中國的數字電視市場。

意法半導體一直占據著中國機頂盒芯片市場第一的寶座。它在高清音視頻編解碼、全新互連技術、3D驅動芯片、互聯(lián)網電視以及微控制器等方面都有著創(chuàng)新理念和技術優(yōu)勢。特別是針對中國市場，意法半導體總能在適當的時候推出適當的產品。

“意法半導體在中國數字電視市場擁有很強的優(yōu)勢，能夠在中國電視數字化進程中發(fā)揮重要作用?！币夥ò雽w（ST）大中華與南亞區(qū)消費電子事業(yè)部副總裁李容郁（YU LEE）這樣說。意法半導體的目標是讓中國消費者能夠在居室內體驗家庭網絡和互動多媒體。意法半導體將結合戰(zhàn)略伙伴，全力支持中國廣播電視、3D、高清機頂盒等市場的發(fā)展，利用意法半導體市場領先的完整的數字電視、寬帶網絡服務和家庭網絡解決方案滿足中國國內市場和出口市場的需求。

李容郁在意法半導體工作長達24年，他曾在五個不同的國家工作過。在計世傳媒集團副總編孫定與李容郁的交流中，深入探討了未來半導體制程的趨勢和發(fā)展，對全球半導體市場和中國半導體市場進行了預測，并展望了智能電視的未來。

制程

不僅是納米數

孫定：我們現(xiàn)在已經看到了主流的廠商都在談論22納米的制程和量產。意法半導體在制程方面有什么規(guī)劃？全球的工廠的布局是什么樣的？

李容郁：目前市場上對制程有很多誤解，只關注工藝納米數，卻不看工藝的復雜性。意法半導體目前的工藝還是32納米，因為意法半導體不做低端的產品，也不做閃存。我們注重的是SoC產品技術，這個產品技術包括模擬和數字整合的工藝，這是我們擅長的。打個比喻，20層樓的建筑和40、50層樓建筑的復雜性并不是單純的加倍，可能要幾倍。

我們在今年CCBN（中國國際廣播電視信息網絡展覽會）上推出的新系列機頂盒芯片，就是采用40納米制造工藝，支持所有的HD電視廣播和多媒體編解碼標準、雙模機頂盒、IP協(xié)議、最新的安全加密和內容保護標準、主要軟件廠商提供的重要中間件。

目前意法半導體在全球有12個主要制造基地，在10個國家設有先進的研發(fā)中心，在中國設有世界一流的封裝測試廠。

孫定：在CCBN上也看到了英特爾等廠商的身影，你如何看待芯片廠商之間的競爭？意法半導體的技術和英特爾的技術差異在哪里？

李容郁：我想最主要的不同是，意法半導體的產品更加關注速度之外的性能，例如模擬部分設計的性能、消費類產品的節(jié)能等。

意法半導體加入了ISDA（International Semicon Development Alliance)聯(lián)盟，其中有IBM、三星等知名公司，這些公司的目標就是開發(fā)先進的半導體。去年意法半導體已經將32納米的產品量產，今年將推進到28納米。

孫定：從你的介紹中，我是不是可以得到這樣的結論：意法半導體也在走向20納米，生產工藝從40納米、30納米向20納米在前進，未來20納米也會變成主要的產能。那么，什么時候會變成主要的產能？

李容郁：電視行業(yè)的芯片和電腦芯片不一樣，到目前為止，標清數字電視的SoC是80納米。這個產品在市場上也非常的暢銷，這類產品沒有必要馬上向40納米或28納米發(fā)展。

2012年的半導體市場只有2%~3%的增長，增速比較緩慢，但是在中國市場，還是會繼續(xù)較快增長。

智能電視勝負難分

孫定：作為消費電子領域的全球第二大半導體廠商，意法半導體在消費電子領域占10%的市場份額。你認為，未來智能電視產業(yè)發(fā)展狀態(tài)如何，未來的發(fā)展趨勢是什么？

李容郁：目前我們談論比較多的是互聯(lián)網電視和智能電視?；ヂ?lián)網電視可以與互聯(lián)網連接，可以聯(lián)網看視頻，不需要瀏覽器；智能電視是有操作系統(tǒng)的，帶瀏覽器和復雜應用。

智能電視的應用程序和價格是影響智能電視市場擴容速度的因素，以Google TV、Android與iOS等三大平臺系統(tǒng)發(fā)展最為迅速。但未來市場將如何發(fā)展，目前還沒有定論，因為還沒有一個成熟的產品可以獨步市場，整個產業(yè)還需要慢慢發(fā)展。

2011年，中國平板電視需求總量為3800萬臺，其中智能電視的需求量只有400萬臺，占總需求的15%；預計2012年市場需求總量將達4200萬臺，其中智能電視需求量將提升至20%，達800萬臺。可見，中國市場的潛力非常大，隨著智能電視技術及上游產業(yè)鏈的逐步完善，消費者對智能電視認知度也有進一步提升。創(chuàng)維、TCL、酷開網、百事通等國內廠商都為智能電視打造了內容和商業(yè)模式。

孫定：意法半導體今年在全球智能電視市場有哪些預期？新興市場的發(fā)展是否比歐美市場的預期稍高一些？

李容郁：雖然整體增長情況還沒有對外宣布，但意法半導體的目標就是市場增長要高于行業(yè)平均水平。

我主要負責中國和印度市場，今年新興市場可能會有7%~10%的增長。在中國，雖然增速相對前幾年略有下滑，但依然是全球增長的主力。印度的產量相對較小。

孫定：業(yè)界有傳言，蘋果下一代iTV可能會引起智能電視的革命，谷歌也在拼命發(fā)展。從電腦到智能手機再到平板，智能電視可能成為下一次革命。你能預測一下未來電視的革命性嗎？中國的智能電視發(fā)展前景會怎么樣？

李容郁：目前的產品形態(tài)無非是電視與機頂盒一體、機頂盒+顯示器，我想，在未來3~5年里，是機頂盒代替了數字電視，還是數字電視整合了機頂盒？都不會有非常清晰的贏家，但所有廠商都在努力。不僅是中國，歐洲也是相同情況。幾年前，我們沒有想過3D電視會進入家庭，我們也無法想象未來5~10年的電視會怎么樣，它的App、服務形態(tài)我們想象不到。當寬帶速率達到20MB甚至更快，整個互聯(lián)網將會改變人們的生活習慣，那時候，機頂盒、電視的使用方式和行為會完全不同。

孫定：在智能電視中，以前用MIPS核的廠商最多，近幾年也開始使用ARM核+安卓的操作系統(tǒng)。現(xiàn)在意法半導體的產品結構是什么樣的？是以MIPS的盒為主，還是慢慢以ARM為主？

李容郁：目前，意法半導體高端機頂盒產品都使用ARM的核，未來從這個產品線也會分出中、高端的產品。這個產品集成了意法半導體的優(yōu)勢和ARM的優(yōu)勢，ARM在性能、軟件的生態(tài)系統(tǒng)、功耗方面很有優(yōu)勢，而意法半導體在工藝方面有自己獨到的專長，所以這兩者結合是最好的。

目前，在市場上大概有10多種不同價格的CPU。很多新介入廠家都買ARM或者MIPS核，但意法半導體低端的產品都是自己開發(fā)的。

領先中國機頂盒市場

孫定：2011年，意法半導體在中國銷售最好的產品是什么？

李容郁：我們的銷售收入在半導體工業(yè)的五大市場上分布比較均衡，其中電信市場占28%，汽車電子占17%，消費電子占10%，計算機占14%，工業(yè)領域占9%。

在中國，銷量最好的產品還是MEMS（微機電系統(tǒng)）芯片。今年3月，MEMS傳感器出貨量現(xiàn)已突破20億大關，意法半導體的MEMS傳感器不僅被用于智能手機、平板電腦、個人媒體播放器、游戲機、數碼相機和遙控器等主流消費電子設備，還廣泛用于筆記本電腦硬盤自落體保護功能、移植設備等醫(yī)療儀器、汽車信息娛樂和導航系統(tǒng)。

孫定：許多跨國公司都提出了“分享”的概念，與中國企業(yè)和產業(yè)來分享技術、運營經驗等，或形成產業(yè)鏈的合作。意法半導體如何建立自己在中國的生態(tài)圈？與中國的電視機廠商怎樣合作？

李容郁：意法半導體成立了數字電視應用研發(fā)中心，在中國的北京、上海、臺北、深圳都有技術支持中心。在中國，我們有數字電視機頂盒產品，針對不同的市場，從最基礎的機頂盒到高端的基于安卓互動的機頂盒，都可以來提供相應的解決方案。

孫定：你來自韓國，很多人說韓國的帶寬、服務都很好，韓國的智能電視市場是怎樣的？

李容郁：韓國的寬帶跟中國的機頂盒完全不一樣，韓國有線量非常少，以衛(wèi)星、IPTV為主；中國是有線電視居多。目前中國的高清內容相對較少，美國有100多個高清頻道，韓國大概有60多個，中國目前只有幾個。高清頻道對于用戶的體驗非常重要。中國的三網融合已經發(fā)展了幾年，高清內容和機頂盒可以使用戶有更好的體驗。

總編觀察

智能電視不是PC

在采訪中,我與意法半導體李容郁深入探討了智能電視的現(xiàn)狀與趨勢。

據李容郁介紹，當今智能電視在彩電原有技術的基礎上，搭載ARM處理器、安卓操作系統(tǒng)和瀏覽器，除了收看電視節(jié)目以外，還可以上網，像平板電腦一樣安裝應用程序。這令我想起聯(lián)想CEO楊元慶的一句話：“聯(lián)想做的智能電視就是PC?！睏钤獞c還說，智能電視毫無疑問肯定會取代傳統(tǒng)電視。他認為，智能手機取代傳統(tǒng)手機有多迅速，智能電視取代傳統(tǒng)電視就有多迅速。

但是，和李容郁的一番訪談，令人對楊元慶的觀點產生了懷疑。

第8篇：半導體概念范文

SIP并沒有完全接手SOC的技術任務，2006年開始推出3DIC概念后，2008年實作已有20萬片。臺灣地區(qū)目前最重要的課題是：制訂3D IC的產業(yè)標準。異質整合，平地起高樓

如果以“高度”形容一個城市，杜拜2008年的最高建筑是160層樓高，高度705m。馬來西亞1998年的最高建筑是88層樓高，高度452m。臺灣2004年的最高建筑是101層樓高，高度508m。 電子產品，功能越加越多，走到系統(tǒng)單芯片(SOC)，為數眾多的晶體管，必須越靠越緊密。

3D IC的概念，是從SOC的痛苦中，尋求創(chuàng)新的結果，蓋起高樓吧!!簡單說3D IC是把各種不同屬性，不同制程程序的晶圓，把邏輯(IogIC)、內存(memory)、微機電(MEMS)，生醫(yī)(Bio)、電池(Bartery)等，一層層地堆棧，構筑出千層糕一般的立體IC。

3D IC，最精簡的介紹，就是“異質整合”(Hete rogeneous Integration)。

SOC帶來的痛苦

半導體產業(yè)推動辦公室(SIPO)副主任唐經洲，分析SOC所面臨的6大困難包括：“投資成本太高”，“材料發(fā)展不易”、“微影技術太過困難”、“3D晶體管架構尚未成熟”、“制程變異性難以掌握”及“散熱問題影響深遠”。

在“投資成本太高”方面，他指出，追求先進制程的SOC，65奈米制程的投資規(guī)模已高達新臺幣15億元，這樣的投資規(guī)模已經不是一般的IC公司可以投資得下去的。

在“微影技術太過困難”方面，193nm光源的微影機，在制程技術不斷微縮的挑戰(zhàn)下，雖然臺積電的林本堅博士發(fā)明了浸潤式微影技術，解決了大家花更多資金買157nm光源的微影機，但浸潤式微影技術可不是白吃的午餐，要付出的代價是要用更多的計算機運算，包括光學近接效應修正法(optICal proximitycorrection；OPC)OPC等計算機算法來做微調。

在“3D晶體管架構尚未成熟”這點，雖然有FinFET(鰭式場效晶體管)，但也還不是非常成熟普及的技術。

5個字簡介SOC，可說“又貴、又困難”：兩個字簡介SOC，就是“痛苦”。

3D IC技術優(yōu)勢

3D IC與過去IC制程概念上，并沒有太大不同，不同的是這回晶圓(Wafer)必須磨得更薄，直接在wafer上鉆洞，透過濺鍍或CVD把銅給灌進洞里。唯一新的制程是精準度要求達1μm的精密機械手臂(Handler)進行對準(alignment)，把多片wafer給連結在一起。

把SOC，SIP及3D IC三者放在一起比較。在聯(lián)機密度(interconnect density)上，半導體產業(yè)推動辦公室(SIPO)副主任唐經洲給了很好的概念，他表示，SIP與SOC的聯(lián)機密度比，大約是1比100，而3D IC則是10左右。在菜單現(xiàn)上，3D IC又能達到SOC的高復雜度。嬌小省電

3D IC在聯(lián)機密度上的優(yōu)勢，給設計所帶來的好處包括：減少外觀尺寸、減少電容與電感、提高速度、以及降低功耗等，這些好處，尤其是降低功耗，對于手持式電子產品的優(yōu)勢非常大。制造成本低

生產費用上，3D IC延長許多舊制程(例如：0.35μm)的使用年限，這些制程的機臺早就折舊得差不多了，所以，3D IC的制造成本，具有很好的成本優(yōu)勢。

異質整合

整個3D IC技術，最炫人的部分，就在于“異質整合”(Heterogeneous Integration)，這項技術讓設計者可以把許多制程特性完全不同的組件，給一片片像迭千層糕似地，往3D IC迭上去，除了電源(Energy／Power)、處理器(Processor)，內存(Memory)外，還可以有射頻(RF)、數字模擬轉換(AD／DA)、奈米組件 (Nano DevICe)、微機電(MEMS)、生化傳感器(ChemICal & Bio Sensors)等等。異質整合的3D IC讓未來的手機可像悠游卡一樣薄，還能同時擁有照相功能。

提高可靠度

由于制程上3D IC只要用10年前的主流制程就已綽綽有余，因此，相較于SOC的制程變異性高、難以掌控，3D IC所需的制程，早已千錘百煉，所以可靠度高。

3D IC主要應用

由于SOC的千難萬難，因此，2007年大家就主推SIP來幫忙。但SIP美中不足的是，在聯(lián)機密度(interconnect density)上表現(xiàn)有限，要連太多線就要打架了。

3D IC的應用從2006年萌芽后，2008年已經有20萬片芯片實作，未來增長性持續(xù)看好。其主要應用包括：3D-SIP邏輯IC(FPGA、CPU、MPU、Analog)、微機電(硅麥克風、RF，光學微機電組件等)、NOR ＆ NAND Flash內存(手機、SSD)、DRAM(服務器模塊、桌上型PC、NB)、影像傳感器(手機相機、筆電WebCam)、RF-SIP等、

3D IC市場預估樂觀

SOC又貴又痛苦，SIP又不夠應付，3D IC未來市場需求，大家一致表示樂觀。幾乎所有的市場調查機構都表示，看好3D IC未來的市場增長。

亟需：制訂產業(yè)標準

第9篇：半導體概念范文

關鍵詞：半導體；供應鏈；高級訂單承諾系統(tǒng)；線性規(guī)劃；客戶關系管理

中圖分類號：F273；TN30；TP391.9 文獻標志碼：A

Advanced available-to-promise system for semiconductor enterprise

HAN Lixi1，SHI Liang1，TONG Minglong2，WU Zhiming1

(1.School of Electronic & Electric Eng.，Shanghai Jiaotong Univ.，Shanghai 200240，China；

2. Intel Asia-Pacific Research & Development Ltd.，Shanghai 200240，China)

Abstract：To improve the customer service quality for semiconductor enterprises，the optimization on advanced Available-to-Promise(ATP) system which is based on multi-plant and multi-phrase supply chain system under the multi-customer and multi-product environment is studied. Taking the profit and customer satisfaction as object，the advanced ATP system is developed based on linear programming by taking full advantage of the substitution character among semiconductor products. The system makes use of the optimization software OPL to convert the content of the model into OPL language. The simulation experiment indicates that the method can help semiconductor enterprises to improve order response speed and make reliable decision on ATP .

Key words：semiconductor；supply chain；advanced available-to-promise system；linear programming；customer relationship management

0 引 言

隨著半導體產業(yè)競爭的不斷加劇，各公司越來越多地通過更好的客戶服務提高競爭力.半導體企業(yè)目前所面臨的挑戰(zhàn)包括：訂單呈現(xiàn)出多品種小批量趨勢(訂單多且雜)，產品生命期縮短(需要高響應速度)和客戶關系管理(客戶分層).因此，半導體企業(yè)迫切需要強大的訂單承諾(Available to Promise，ATP)系統(tǒng)迎接這些挑戰(zhàn).現(xiàn)有企業(yè)的ATP主要依賴于ERP系統(tǒng)提供的傳統(tǒng)可承諾量.由于ERP系統(tǒng)不考慮物料和產能約束且沒有優(yōu)化功能，使得ATP結果很不可靠，若采用手工分析考慮物料和產能，由于半導體的多工廠環(huán)境，通常這樣的分析需要在各個工廠內進行，然后匯總給虛擬工廠代表，需要經過多次商討，花費大量人工，而且容易打斷正常的生產計劃安排，造成生產混亂情況.

為了解決以上缺點，提出具有優(yōu)化物料和產能功能的高級ATP系統(tǒng).CLAY[1]提出1個改進的可供量承諾概念，用信息系統(tǒng)管理客戶訂單、安全庫存和提前期.WENG[2]研究MTO(Make to Order，按訂單生產模式)下的可供量承諾問題.CHEN等[3]提出可以給出承諾數量和日期的可供量承諾模型.ZHAO等[4]發(fā)表基于優(yōu)化的多階段可供量承諾模型.江道琪等[5]詳細介紹應用線性規(guī)劃(Linear Programming，LP)的生產計劃模型案例.本文針對半導體產業(yè)多工廠多階段生產供應鏈系統(tǒng)和多客戶關系、多產品市場環(huán)境下的ATP優(yōu)化問題，以利潤和客戶滿意度為目標，把半導體產品具有的成品替代特性作為約束條件進行建模，并通過仿真分析模型的應用效果.

1 問題描述

供應鏈有兩種基本的控制模式：推式(以需求預測安排生產)和拉式(以實際訂單安排生產).半導體產業(yè)采用典型的推拉結合生產控制模式.半導體前期生產(晶圓制造)的主要加工工序是化學清洗、平面光刻、離子注入、金屬沉積和氧化等，生產提前期約3個月，不能做到快速響應訂單，并且前道的產出晶圓種類較少，故不按照晶圓的預期需求量，而以生產入庫的方式生產.半導體產業(yè)后道的封裝測試可根據不同的封裝形式將晶圓加工成種類眾多的不同成品，加工時間一般在1到2周不等.故而，后道加工能以實際的訂單或者較為精確的需求預測為基礎進行生產安排.兩個生產模式通過晶圓倉庫銜接，其作用是集中收集所有前道產出晶圓，進行簡單分類處理；由于晶圓倉庫一般安排在前道工廠附近，倉儲成本較高，故而一般不設置庫存，將分類后的晶圓迅速運往各后道處理工廠.

高級ATP系統(tǒng)應處于推式與拉式之間，將推式生產過渡到拉式生產.簡言之，其作用就是基于晶圓供應量和產能得出1個可行的封裝測試方案，以最好地滿足現(xiàn)有訂單并使企業(yè)利益最大化.

所研究的生產系統(tǒng)見圖1，包括1個晶圓倉庫、3個封裝工廠、兩個測試工廠和兩個配送中心.生產流程是：由晶圓倉庫運送晶圓(2種)至封裝工廠的物料倉庫，在晶圓被封裝成半成品(3種)后，不在封裝工廠存儲，直接送往測試工廠的半成品倉庫，測試完成后，再將成品(6種)直接運至配送中心，以滿足訂單需求.根據半導體產品的替代特性(如不同頻率的同類芯片可替代使用)，將6種成品分為2個產品家族，前3種成品為1個產品家族，后3種為另1組.每個產品家族里的成員具有相互替代性，當某種產品的產出不夠時，可由其替代品滿足訂單，但售價將降低30%.

本文的ATP系統(tǒng)計算時間跨度為1個月，時間單位為d.ATP系統(tǒng)的輸入主要包括：未來1個月內的晶圓供給量；各工廠的產能；各環(huán)節(jié)的運輸時間和成本；各倉儲成本；未來1個月內的訂單，每周統(tǒng)計1次，并且按照客戶等級分為3個級別(第1級客戶最重要).輸出主要包括：每天各工廠的產量報表；各運量報表；成品分配量報表(業(yè)務員可根據成品分配量報表對訂單進行承諾).

2 數學模型

上述問題可由線性方程進行數學建模.LP是數學規(guī)劃的分支之一.當問題被描述成線性模型時，LP可以在較短時間內解決大型問題.比如，1個典型的具有150 000個決策變量的LP問題，可在1 min內得到解決.此外，LP生成的是最優(yōu)解，不受搜索初始點以及商業(yè)規(guī)則順序的影響.鑒于LP得到解的速度和質量，使用者可以通過改變輸入數據(不同的訂單需求和生產能力)模擬不同情況，以支持最終的決策.LP也同樣可以方便地修改已經存在的規(guī)則或是新增規(guī)則，得到系統(tǒng)的增強版.對于產品種類繁多、生產流程復雜的半導體制造業(yè)，LP作為1種綜合考慮多種影響因素的全局優(yōu)化方法，與其他方法相比其優(yōu)越性更為明顯.

3 模型實驗與分析

用LP求解時應用ILOG公司的OPL優(yōu)化軟件，將模型中的內容(包括目標函數和約束方程)轉化為OPL語言. 本模型在CPU為1.86 GHz，2 GB內存的PC機上運行，對于總約束數量1 872個，變量5 059個，非0系數16 750個的LP模型，平均求解時間小于20 s.

3.1 ATP系統(tǒng)基本功能實驗

在其他參數不變、物料產能受限的情況下，考慮兩種不同的成品利潤方案.方案1：成品1的利潤與其他5種成品無差異.方案2：成品1的利潤略高于其他5種成品.結果見表1.根據表中數據得出在物料產能受限的情況下，如果成品1 的利潤提高，優(yōu)化模型會優(yōu)先支持產品1的訂單，使得在維持同樣客戶滿意度的情況下(2 717個未滿足訂單)，給出利潤最大的ATP方案.

3.2 產品替代功能實驗

在其他參數不變、訂單受限的情況下，考慮當產品3由于某種意外而不能被生產的情況.方案1：模型具有成品替代功能(直接利用上文所述模型即可)；方案2：模型不具有成品替代功能(在模型約束中加入替代分配量為0的限制條件).結果見表2.由于產品3的停產，使得其訂單都不能得到滿足.但是，若開啟模型的成品替代功能，在物料和產能允許的前提下，模型將建議增加產品3的替代品(產品1和產品2)的總供應量，以供客戶選購，最大程度上滿足客戶的訂單，提高客戶滿意度.

4 總 結

研究半導體產業(yè)多工廠多階段生產供應鏈系統(tǒng)和多客戶關系、多產品市場環(huán)境下的ATP優(yōu)化問題，建立1種考慮成品替代性的LP模型，最后通過仿真實驗說明，該方法能幫助半導體企業(yè)提高訂單響應速度，作出可靠ATP決策.

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