半导体与导体的区别范文

导语：如何才能写好一篇半导体与导体的区别，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】 国内LED 国外LED 国内LED的发展

1 国外普通LED的测试标准有

（1）IEC60747-5半导体分立器件及集成电路；

（2）IEC60747-5-2分立半导体器件及集成电路零部件5-2：光电子器件―分类特征及要素（1997-09）；

（3）IEC60747-5-3分立半导体器件及集成电路，零部件5-3：光电子器件―测试方法（1997-08）；

（4）IEC60747-12-3半导体分立器件12-3：光电子器件―显示用发光二极管空白详细标准（1998-02）；

（5）CIE127-1997LED测试方法（1997）；

（6）CIE/ISOLED强度测试标准。

随着半导体照明产业的快速发展，发达国家非常重视LED测试标准的制订。如美国国家标准检测研究所（NIST）正在开展LED测试方法的研究，准备建立整套的LED测试方法和标准。同时，许多国外大公司的研究和开发人员正在积极参与国家和国际专业化组织，制订半导体照明测试标准。如2002年10月28日，美国LumiLEDs公司和日本Nichia宣布双方进行各自LED技术的交叉授权，并准备联合制订功率型LED标准，以推动市场应用。 在照明用白光LED标准的推动方面，进展最快的国家是日本，其中日本照明学会（JIES）、日本照明委员会（JCIE）、日本照明器具工业会（JIL）以及日本电球工业会（JEL）在2004年已订出四团体共同标准《照明用白色LED测光方法通则》，成为目前唯一针对照明用白光LED所订定的测量标准，其在初版时就已率先制订数项未曾规范过的项目，如标准LED之制造、小型模块光强度的测量法以及寿命评估方式等。

2 从八十年代初起，我国相继制定了一些与发光二极管相关的行业标准和国家标准

国内现有与LED测试有关的标准有：

（1）Sj2353.3-83半导体发光二极管测试方法；

（2）Sj2658-86半导体红外发光二极管测试方法；

（3）GB/T12561―1990发光二极管空白详细规范；

（4）GB/T15651-1995半导体器件分立器件和集成电路：光电子器件（国家标准）；

（5）GB/T18904.3―2002半导体器件12-3：光电子器件显示用发光二极管空白详细规范（采用IEC60747-12-3：1998）；

（6）半导体分立器件和集成电路第5-2部分：光电子器件基本额定值和特性（国家标准；制订中）；

（7）半导体分立器件和集成电路第5-3部分：光电子器件测试方法（国家标准；制订中）；

（8）半导体发光二极管测试方法（中国光协光电器件分会标准；2002）。

3 其中半导体光电子器件功率发光二极管空白详细规范规定内容如下

本空白详细规范是半导体光电子器件的一系列空白详细规范之，并应与下列标准一起使用。

（1）GB/T 4589.1-200X半导体器件分立器件和集成电路总规范（eqv IEC6-747-10：1991）；（2）GB/T12565-1990半导体器件光电子器件分规范；（3）GB/T 4937-1995半导体器件机械和气候试验方法（idt IEC 60749：1984）；（4）SJ/T 2355-200X半导体发光器件测试方法。

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光纤通信系统的特点

要想对其半导体光放大器在光纤通信系统中的应用进行认真的分析研究，那么就要首先对其整个光纤通信系统具有的显著特点进行分析，这样才能基于光纤通信的基础之上来更好的对其半导体光放大器进行很好的研究。光纤通信系统是一个具有自身显著特点的通信系统，其具有的特点主要有以下六点：第一，光纤通信具有容量大的特性。光纤在通信技术中能够得到如此之快的发展主要原因就是光纤能够在通信容量方面发挥显著的优势作用，具有较大的信息传输量。比如单根光纤在单方向传输的过程中所传输的信号的容量可以达到Tb／s，最高有望可以达到10Tb／s。目前在对其光纤的容量方面各个国家还在进行着不断的研究。第二，光纤通信具有长距离输送信号的特性。光纤通信除了上述具有传输容量大显著特点之外，还具有长距离传输信号的特点。光纤通信长距离传输的功能，不仅使得进行在陆地上越州之间的通信而且还可以进行穿越海洋的通信。第三，光纤通信在光纤方面的特点。光纤通信系统中的光纤针对的是色散平坦的单模光纤来说的。在近些年的研究中已经充分的验证，要想发挥光纤的显著特点那么就要在对其长距离通信的光纤线路中选择具有足够宽度的波段以此来保证光纤在通信中的作用以及功能。第四，光纤通信的波分多路的特点。要想保证光纤通信系统在传输的过程中具有更大的信号传输容量，那么就要对其光纤的通信中的线路进行增加。因此这项技术研究对于提高信息的传输容量方面是非常有必要的。第五，光纤通信具有光放大的特点。光纤被应用到通信技术中的一个较为关键的原因就是光纤在通信的过程之中具有对其光进行放大的作用。第六，光纤通信在电的通信信号方面也具有显著的特点。

半导体光放大器在光纤通信中的具体应用

上述两节对其半导体光放大器在光纤通信系统之中应用的必要性进行分析以及为了更好的研究半导体光放大器在光纤通信系统中的应用对其光纤通信系统具有的六个显著特点进行了分析。下面将对其半导体光放大器在光纤通信系统中的具体应用进行分析研究，主要从光脉冲的放大、光脉冲的压缩与整形两个具体的应用方面进行分析。半导体光放大器应用于光纤通信系统之中主要是因为半导体光放大器具有光学线性以及非线性两个特点。同时半导体光放大器在其价格以及使用寿命方面有着显著的优势。

1．半导体光放大器在光脉冲放大方面的应用。半导体光放大器在光脉冲放大方面的应用主要是运用半导体光放大器具有的光学非线性的特点。半导体光放大器在对其光脉冲进行放大的过程之中，基于载流子浓度方面不断变化的特点，在某种程度上导致半导体光放大器在其折射率方面有所变化，正因为折射率的便面当光脉冲信号穿过半导体光放大器之后其波形就会发生变化与未通过半导体光放大器之前的波形有着本质的区别。半导体光放大器在理论方面的模拟模型是Ols－son以及Agrawal两个人最早提出来的。随着科学技术的继续向前不断发展以及人们对其认识的不断增加，那么将会在原有理论模拟模型的基础之上会对其半导体光放大器在光纤通信光脉冲放大方面的功能进行不断的改进与完善。

2．半导体光放大器在光纤通信光脉冲压缩与整形技术之中的应用。光脉冲的压缩与整形这项技术在OTDM整个系统之中起着至关重要的作用。当OTDM在对其传输速率方面有较高的要求的时候，那么光脉冲的宽度就会要求的越来越严格。但是一般情况下光脉冲信号产生的脉冲是比较宽的，显然在要求较高的时候不能很好满足要求，因此光脉冲压缩与整形技术得到了广泛的关注与应用。现阶段对其脉冲的宽度方面进行有效控制就是利用半导体光放大器这个元件进行的。当脉冲信号输入到半导体光放大器之后，从半导体光放大器出来的光信号的波长就会变窄满足一定的技术要求，并且经过半导体光放大器出来的光脉冲信号具有很好的对称性。因此这就使得半导体光放大器起到了对光脉冲信号的压缩与整形的作用。

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关键词：微电子；半导体物理；教学质量；教学方法

作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院计算机与信息工程学院，副教授。（上海200090）

基金项目：本文系上海自然科学基金（编号：B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（编号：10110502200）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）13-0059-02

随着半导体和集成电路的迅猛发展，微电子技术已经渗透到电子信息学科的各个领域，电子、通信、控制等诸多学科都融合了微电子科学的基础知识。[1]作为微电子技术的理论基础，半导体物理研究、半导体材料和器件的基本性能和内在机理是研究集成电路工艺、设计及应用的重要理论基础；作为微电子学相关专业的特色课程及后续课程的理论基础，“半导体物理”的教学直接影响了后续专业理论及实践的教学。目前，对以工程能力培养为目标的微电子类相关专业，如电子科学与技术、微电子、集成电路设计等，均强调培养学生的电路设计能力，注重学生的工程实践能力的培养，在课程设置及教学上轻视基础理论课程。由于“半导体物理”的理论较为深奥，知识点多，涉及范围广，理论推导复杂，学科性很强，对于学生的数学物理的基础要求较高。对于没有固体物理、量子力学、统计物理等基础知识背景的微电子学专业的学生来说，在半导体物理的学习和理解上都存在一定的难度。因此需要针对目前教学过程中存在的问题与不足，优化和整合教学内容，探索形象化教学手段，结合科技发展热点问题，激发学生的学习兴趣，提高半导体物理课程的教学质量。

一、循序渐进，有增有减，构建合理的教学内容

目前，国内微电子专业大部分选用了电子工业出版社刘恩科等编写的《半导体物理学》，[2]教材知识内容体系完善，涉及内容范围广、知识点多、理论推导复杂、学科交叉性强。该教材的学习需要学生有扎实的固体物理、量子力学、统计物理以及数学物理方法等多门前置学科的基础知识。但是在以培养工程技术人员为目标的微电子学类专业中，国内大部分高校均未开设量子力学、统计物理学及固体物理学等相应的前置课程。学生缺少相应固体物理、统计物理与量子力学等背景知识，没有掌握相关理论基础，对半导体物理的学习感到头绪繁多，难以理解，容易产生畏学和厌学情绪。

在课程教学中教师必须根据学生的数理基础，把握好课程的内容安排，抓住重点和难点，对原有的教材进行补充更新，注意将部分量子力学、统计物理学、固体物理学等相关知识融合贯穿在教学中，避免学生在认识上产生跳跃。例如在讲解导体晶格结构内容前，可以增加2-3个学时的量子力学和固体物理学中基础知识，让学生在课程开展前熟悉晶体的结构，了解晶格、晶胞、晶向、晶面、晶格常数等基本概念，掌握晶向指数、晶面指数的求法，了解微观粒子的基本运动规律。在讲解半导体能带结构前，增加两个学时量子力学知识，使学生了解粒子的波粒二象性，掌握晶体中薛定谔方程及其求解的基本方法。在进行一些复杂的公式推导时，随时复习或补充一些重要的高等数学定理及公式，如泰勒级数展开等。这些都是学习“半导体物理学”必备的知识，只有在透彻理解这些基本概念的前提下，才能对半导体课程知识进行深入地学习和掌握。

另一方面，对于微电子学专业来讲，侧重培养学生的工程意识，“半导体物理”课程中的部分教学内容对于工科本科学生来说过于艰深，因此在满足本学科知识的连贯性、系统性与后续专业课需要的前提下，大量删减了涉及艰深物理理论及复杂数学公式推导的内容，如在讲述载流子在电场中的加速以及散射时，可忽略载流子热运动速度的区别及各向异性散射效应，即玻耳兹曼方程的引入，推导及应用可省略不讲。

二、丰富教学手段，施行多样化教学方法，使教学形象化

半导体物理的特点是概念多、理论多、物理模型抽象，不易理解，如非平衡载流子的一维飘移和扩散，载流子的各种复合机理，金属和半导体接触的能带图等。这些物理概念和理论模型单一从课本上学习，学生会感觉内容枯燥，缺少直观性和形象性，学习起来比较困难。为了让学生能较好地掌握这些模型和理论，需要采用多样化的教学方法，充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等多种信息化教学手段，模拟微观过程，使教学信息具体化，逻辑思维形象化，增强教学的直观性和主动性。同时，教师除开展启发式、讨论式等教学方法调动学生学习的主动性、积极性外，[3，4]还可以应用类比方法帮助他们理解物理概念或模型。如讲半导体材料中的缺陷及跃迁机制时，为了帮助学生理解，可以做一个类比：将阶梯教师里单位面积的座位数比做晶格各能级上的电子能态密度，把学生当作电子，一个学生坐在某一排的某个座位上，即认为这个电子被晶格束缚。当有外来学生进入教室，在教室过道上走动时，可类比为间隙式缺陷；而当外来学生取代现有学生的座位时，可类比为填隙式缺陷等等。通过类比，学生对半导体内部的点缺陷的概念的理解就清楚形象多了。

三、结合微电子行业领域的迅速发展，以市场为导向，培养学生兴趣

微电子技术的发展历史，实际上就是固体物理与半导体物理不断发展和创新的过程，[5]1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明，都与一系列的固体物理、[6]半导体物理及材料科学的重大突破有关。纵观微电子工业的发展，究竟是哪些半导体理论推动了微电子技术的发展，哪些科学家推导并得出了这些理论？他们在理论推导的同时遇到了哪些困难？这些理论规律又起源于哪些实验？到了21世纪，也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域，[5，6]即以硅基CMOS电路为主流工艺，系统芯片SOC（System On A Chip）为发展重点，量子电子器件和以分子（原子）自组装技术为基础的纳米电子学；[7]与其他学科的结合诞生新的技术增长点，如MEMS，DNA Chip等，也都于半导体科学相关。这些新的微电子发展趋势主要涉及半导体物理中的哪些知识？涉及哪些领域等？

针对以上问题，教师在讲授半导体物理的基础上，对教材进行补充更新。在保持基础知识体系完整性的同时，避免面面俱到，删减课本中一些不必要的内容，大量加入近几十年来发展成熟的新理论、新知识，突出研究热点问题，力求做到基础性和前瞻性的紧密结合，使学生在掌握基础知识的同时对微电子发展历史中半导体技术的发展趋势有一个清晰地认识，让学生能从中掌握事物的本质，促进思维的发展，形成技能；同时注重与信息化技术相结合，将近几年半导体技术的最新研究成果，如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位，半导体光电探测器在国家航天战略上的应用等，使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。将这些问题分成若干个相关的专题分派给学生，学生自行查阅和搜集资料，他们在课堂上讲述该专题，教师加以引导和帮助。这种方式不仅充分调动课堂气氛，加深他们对所学知识的理解，同时也让学生学习了半导体物理课程在微电子专业中课程体系的作用，在科学意识上加深了半导体物理课程的重要性，激发学习兴趣和欲望。

同时，为帮助学生了解学术前沿，培养专业兴趣，还可邀请校内外的专家做讲座，学生可以利用课余时间，根据自己的兴趣选择听取，加深对半导体物理课程的了解，培养专业学习兴趣。

四、总结

总之，“半导体物理学”是微电子技术专业重要的专业基础课，为后续专业课程的学习打下理论基础。在“半导体物理”教学过程中，应积极采用现代化教学手段提高学生积极性，在教学过程中合理安排教学内容，与时俱进引入科技热点，削弱传统的课本知识与市场需求的鸿沟，培养适应社会需求的微电子人才。

参考文献：

[1]张兴,黄如,刘晓彦.微电子学概论[M].北京:北京大学出版社,2000.

[2]刘恩科,朱秉升,罗晋生.半导体物理学[M].北京:电子工业出版社,

2008.

[3]陈国英.《半导体器件物理基础》课程教学的思考[J].常州信息职业技术学院学报,2007,(6):56-57.

[4]王印月,赵猛.改革半导体课程教学融入研究性学习思想[J].高等理科教育,2003,(1):69-71.

[5]王阳元,张兴.面向21世纪的微电子技术[J].世界科技研究与发展,

1999,(4):4-11.

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关键词：移动互联网；MID；3G；UMPC

毫无疑问，随着网络与通讯技术融合的不断加剧，互联网即将在中国抒写新的篇章。互联网将会“运动”起来，而移动的互联网将会更加具有生命力，它所带给电子工业的将是翻天覆地的变化。

“移动互联网”―这一当今最为时髦的词汇，随着高速度和高带宽的3G时代日益临近，马上就要变为现实了。

日前，中国移动加大了对TD-SCDMA商用网的测试规模，继首批2万个TD社会化测试客户之后，从6月5日～7月31日，已在8个城市，面向社会招募第二批社会化测试客户，规模为6万人。特别是工业与信息化部部长李毅中公开表示“TD只许成功，不许失败”的表态，更是增强了业界对中国3G网络建设的信心。

种种迹象表明，3G时代通讯与网络的融合将进一步加剧，而融合的结果就是让现在还停留在用户桌面上的互联网移动起来，而且整个电子工业也将随之发生巨大的改变。

就像无线通讯(特别是手机的出现)的兴起带给半导体业一次重新洗牌的机会一样，移动互联网的大行其道同样会带来另一次洗牌的机遇。

终端之争：谁是王者

移动互联网的兴起，自然会带动相关电子产品及设备的大规模生产，而作为接入互联网的移动终端，它的地位将同无线通讯时代的手机一样，成为杀手级电子产品。

那么，到底该如何描述移动互联网终端呢?业界对此争论不已。

以英特尔为代表的一派认为，移动互联网接入终端将是一种有着自己标准要求的电子产品，所以英特尔提出了MID(Mobile IntemetDevice)的概念。这是一种什么标准的终端呢?该互联网移动终端的显示屏幕不能大于10英寸，也不能小于5英寸，最好采用X86架构，这将会得到最佳的互联网体验。

很显然，UMPC(Ultra Mobile PC)和手机被排除在外了。英特尔野心是很大的，它在努力地创造着一个概念，一个能够让它能够在移动互联网时代继续创造垄断地位的概念，它想独自占有这个市场。

因此，已经受够了PC市场垄断折磨的厂商们，提出了不同的主张。移动互联网接入终端，应该是指那些能够自由接入并满足消费者互联网体验的所有接入终端，包括智能手机、UMPC、笔记本、PMP等等。

而这一定义可能更符合移动互联网个性化的要求，因为目前支持移动互联网最广泛的应用就是智能手机。据In-stat公司的调查数据显示，截止2008年1月，中国移动互联网活跃用户数达到5040万户，增长速度超过26％。而中国移动互联网用户渗透率虽然接近10％，但大多数是基于WAP／BREW的手机应用。

与这相对应的是，英特尔高级副总裁兼超便携事业部总经理阿南德(Anand Chandrasekher)在英特尔2008年春季信息技术峰会(IDF)上表示，新推出的移动互联网设备(MID)预计到2011年才会有巨大的商机。

架构之争：热血“三国”

现在，让我们拨开罩在接入终端名称争论表面上的面纱，深入讨论隐藏其中的嵌入式处理器的架构之争。

从技术角度讲，无论是什么移动互联网终端，都将是一款嵌入式电子产品，区别于传统的PC高复杂性，它的系统相对简单而且功耗很低。因此，这也为嵌入式领域的诸多架构提供了平等竞争的舞台。

众所周知，现在主流嵌入式处理器架构有X86、ARM、MIPS、SPARC等，而这里前两者的竞争将会引人注目。竞争的结果，将意味着一个时代的终结或者开始。

先说说X86阵营，因为其中有强大的英特尔公司，所以似乎气势逼人。

为了赢得在嵌入式世界的垄断地位，几年来英特尔不断加大在这一领域的投入。其年初推出的Atom处理器，令业界为之侧目。首先它是一款具备所有嵌入式处理器特性的产品，更为重要的是，它有着英特尔多年在PC领域建立起来的强大的生态环境。不出意外，英特尔提出的MID概念产品的核心一定是Atom芯片或其它的新一代产品，而且那些早先就同英特尔合作的终端厂商也将顺理成章地成为其客户。另外，在X86架构阵营中，还有不可小视的AMD和成盛电子，他们也都期待着在嵌入式领域打一个翻身仗。

另一个令X86阵营感到自信的是，微软依旧会坚定地站在他们一边。虽然目前微软的WinCE操作系统也支持其他的架构，但是其最近推出的专门针对X86架构进行优化的新品Windows Embedded Standard 2009，将会为X86架构增添许多优势。

然而ARM并不示弱，ARM公司董事长曾表示不排除进入PC领域，虽然此话说得有点过于意气用事，但是在移动互联网终端市场同X86平分秋色，却是一个前景可期的故事。

ARM从最初就看准了未来嵌入式领域的巨大机会，ARM中国区总裁谭军在中国进行市场推广时，讲得最多的就是ARM生态圈，即要建立的是一个包括半导体供应商、软件供应商、IC设计公司、IC制造商以及整机在内的强大的生态圈，而这个生态圈的建成将会为ARM提供一个良性的生存环境。换句话说，ARM将会得到包括TI、ST、NEC、飞思卡尔、东芝、瑞萨科技等国际半导体大厂商的支持，因为这些厂商并不想被一统到x86的世界里。

ARM架构天生就是为嵌入式产品而创造的，如今采用ARM架构的处理器早已超过了100亿颗，而且增长速度还要加快。

最后不得不提到MIPS架构，已经跨入到32位的MIPS架构，同样得到了商性能低功耗的嵌入式处理器的青睐，也许它也会异军突起。

地位之争：诸侯割据难定天下

如果大家都注意过每年全球半导体厂商的排名，就会发现英特尔公司始终占据着榜首的位置。它在PC时代建立起来的霸主地位，至今无人能撼。

然而，在已经到来的移动互联网时代，传统PC市场的增长将逐渐进入平稳期，而随着移动互联网的发展，移动终端将成为另一个杀手级应用，包括手机、UMPC等所有可以随时随地接入互联网的电子设备将会带给更多半导体厂商更多的机遇。

在各公司的业务当中，来自PC领域的销售额将会在总销售额的份额下滑，而且移动互联网业务将占据主要地位。届时，全球半导体厂商排名的顺序就会逐步发生变化，半导体企业可以凭借非X86架构获得平等的部分市场机会，从而扩大自己的市场份额，未来英特尔的地位将会受到挑战。

另外，在硬件产品越来越标准化的时代，软件将会在市场竞争中起决定作用，那些较早做出准备同软件厂商建立强大联盟的逻辑半导体企业，将会有较大的提升，而对于那些竞争仅限于提高存储容量的存储企业，排名肯定会下滑。

日前，ICInsights公司了今年第一季度数据(见：省略/html/008-5-19/2008519105656873.htm)，从中已经能够看出移动互联网产业给排名带来了影响。

英特尔不出所料地占据了榜首的位置，三星虽然其存储产品会占据销售额的很大部分，但是苹果iPhone手机里应用了三星的应用处理器，也是重要原因之一，所以它依旧排名第二，而作为全球重要无线通讯半导体产品供应商的高通，2008年第一季度销售额增长29％，排名连升4位，首次进入前10强。高通的成功得益于其在3G市场中针对WCDMA和TD-SCDMA芯片的高增长。

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1产品简介

全自动装片机（Die Bonder）是集成电路（IC）、功率IC、晶体管等产品的后道封装设备，用于将芯片从晶圆蓝膜上取出连接到框架（LEADFRAM）或基板上。

HS-DC01用于IC的封装，适用于QFN、LQFP、DIP、SOP、SOT、PLCC、TSOP、QFP、标准的BGA等的封装形式；SS-DT01适用于功率IC、晶体管T0-92、TO-126、TO-220、TO-3P、TO-251/252等的封装形式。本设备填补国内空白，替代进口设备，技术水平与国际先进水平同步，已获得发明专利四项，实用新型专利六项，软件著作权三项，待申请的专利多项。

2创新性和先进性

全自动装片机的研发技术和产品中采用的创新性技术属于集成创新，具体体现在：

1）技术创新

（1）为保证粘片精度，采用了四个摄像头定位技术和IC拾取部位轻量化技术。四个摄像头定位位置是：粘片前在线检测（摄像头1）、料盒芯片定位（摄像头2）、芯片下识别（摄像头3）、粘片定位（摄像头4）。

（2）采用计算机数字化控制气压调整拾取头技术。国外传统的粘片机吸取头采用吸取头上套弹簧来控制下压的压力，通过位移来计量负载，难以形成数字化控制。本项目电机台在与取头杆同轴的位置还设有汽缸及配套的活塞，活塞与取头杆连接，汽缸的压缩空气腔通过管路与计算机控制的电-气比例阀连通，气压调整粘片机拾取头压力实现了计算机数字化实时控制，使芯片与框架或基板有更好的黏结，保证了设备的精度，此项技术我公司申请了发明专利和实用新型专利。

2）结构创新

传统的XY平台是底层电机驱动系统直接带动上层交叉摆放的电机驱动系统，形成XY平台的上层电机驱动系统较重。本项目采取的方案是：XY电机保持在固定位置，在上层电机（X向）驱动系统的滑块上加一个Y向线性导轨，在下层电机（Y向）驱动系统滑块上装一对X向线性导轨，在导轨的滑块上加一块滑板，这个滑板与上层Y向、平台结构实现了轻型化，大大提高了运行速度，保证了设备的高速，此项技术我公司申请了发明专利和实用新型专利。

3）工艺创新

本项目技术核心工艺是晶元的拾取和放置工艺，在该工艺过程中我们采取国际先进的机器视觉定位技术和视觉图象识别技术，保证了晶圆的非接触测量、零缺陷拾取、高速度、高精度、高稳定性，实现了晶圆的自动对中。

在控制工艺和在伺服控制系统的驱动上使用PLC系统控制代替传统的单片机控制，提高了控制系统的稳定性和可靠性。所用横河电机FA-M3的PLC控制系统在中国是首次使用。

项目产品填补了国内空白，与国际先进水平同步，性能（速度、精度等）与国外同行业新出产的设备性能相媲美。

以下是和国际顶尖厂商ESEC的性能对比：

本项目于2006年通过大连市科技局组织的成果鉴定，鉴定意见为：该设备技术水平国内领先并达到了国际先进水平。

2008年10月本项目通过了科技部科技型中小企业创新基金管理中心的项目验收。验收意见为：项目在国内居领先水平，并达到国际先进水平。

3应用和市场

应用范围：本产品适用于集成电路（IC）、功率IC、晶体管的封装厂家。

用户情况：目前，我们的典型客户有江苏长电、南通富士通、南通华达微电子、佛山蓝箭、汕尾德昌（香港）等100多家大、中、小型封装测试企业。

市场前景：就今后5年的中长期发展趋势看,国内集成电路和分立器件市场将会继续保持稳定的增长态势。

2007年我国IC的封装企业已近300家，并且仍在以每年19%的增长速度在增加。在未来5～10年内，国外IC生产企业还会转移一批生产线到中国，而这些企业可以分为四大类。第一类是国际制造商；第二类是国际和本土合资的制造商；第三类是台资制造商；第四类是我国本土制造商。我国本土企业多达100多家。综合考虑国内IC封测厂家、功率IC和晶体管等封装厂家的市场规模和发展状况，封装设备的市场年需求量预计可达600台左右；对于全自动装片机的市场需求在近三年的增长率在20%到25%，市场空间在15亿元～20亿元。

本项目设备产品的经济寿命期应该在10～20年，如果本项目设备产品不断生产又不断采用以后新出现的新技术，经济寿命期应该至少在15年～20年之间。

由于国外此类产品生产也是新的产业，国内生产此类设备的厂家很少。我们的技术已经比较成熟，在技术和成本上都具有显著的优势。我们早在成立之初就建立了公司网站，通过谷歌（Google）和百度对产品进行推广；我们是中国半导体行业协会的理事单位，并且加入了中国国际招标网， 目前已经在国内半导体封装测试厂家建立了较为牢固的客户基础，佳峰品牌（JAF）在业内具备了一定的知名度。如果我公司的设备市场占有率达10%的话，每年有1亿元的市场。

4公司简介

1）公司所在行业

大连佳峰电子公司从事的半导体行业专用设备，是国家“十一五”提出的装备制造业16个重大攻关项目之一，是国家科技部02专项中（极大规模集成电路制造装备及成套工艺）重点支持的项目之一，属于高科技的新型的装备制造业（区别于传统制造业）。我公司在2008年按新标准第一批被评为大连市高新技术企业，我公司的产品被国家科技部评为2008～2009年国家重点新产品，被中国半导体行业协会评为2008年度中国半导体创新产品和技术。

我国目前在半导体装备制造方面水平很低，几乎99%以上的装备设备依赖进口，我国现在正在下大力气发展半导体行业的装备制造业，从02专项中就可看出。我公司经过这几年的潜心研发，市场销售和客户认可度很好，在半导体后道封装设备方面我公司可以和国际上的大公司如瑞士的ESEC公司和新加坡的ASM公司相竞争，我公司设备的推出使得国外设备的售价下降了近1/3，在这个行业中我公司已经有一定的基础和知名度。

2）发展国产半导体设备的必要性

（1）电子专用设备的发展直接关系到集成电路制造业自身的技术进步、自主发展和国家安全，反映了一个国家的综合国力和竞争能力，没有自己的电子专用设备就不能形成完整的产业链，也就不可能建立自主发展的电子信息产业体系。

（2）半导体设备行业技术水平高，可以带动很多相关的高技术产业的发展。

（3）我国正在由“中国制造”向“中国创造”发展，我们不能老是只挣血汗钱。

3）我公司研发的项目

（1）软焊料系列装片机（Die Bonder，型号：SS-DT01/02/03）：是封装晶体管系列的装片机，是已研发成功的产品，市场销量最大，在装片机设备方面国内只有我公司一家能与进口设备相竞争，我们的设备可直接替代进口设备，价格只是进口设备的1/3～1/2之间。

（2）点胶系列的装片机（Die Bonder，型号：HS-DC01/02）：是封装高端IC系列的装片机，此系列的设备市场容量比软焊料系列的更大些，主要封装各种型号的IC。国内只有我公司一家能生产。

（3）全自动打线机（Wire Bonder）：是装片机的下一道工序所用设备，正在研发中。

（4）芯片分选机（Die Sorter）：该设备应用于晶圆级封装（WLP）、印制电路板基芯片（COB）、印制电路板基倒装芯片（FCOB）。由于未来越来越多的WLP、FCOB封装的需求，芯片分拣机的市场会很大。该设备为全自动光机电一体化设备，用于在晶圆划片后，挑选合适的芯片（晶粒）倒装或正装到载带或其他形式的封装载体中。我公司正在开发这种设备，国内尚无一家能生产。

（5）RFID芯片倒装机：是做IC卡的专用设备，此设备国内生产厂家很少。

篇6

明星级IP成为成功要素之一

最近几年，全球半导体IP市场正在以喜人的速度成长。Gartner公司去年的报告显示，2006年半导体IP市场(指在全球公开市场上进行交易的IP)增长了24.9％，达到18亿美元，到2010年这一市场将达到27亿美元。另一家研究机构Semico Research的分析更加乐观，他们指出2006年全球半导体IP市场达到20.7亿美元，较2005年增长了16％，到2010年将增长到40.6亿美元，年均增长率保持在18.3％。

IP市场经历了近5年的发展正在逐渐迈向成熟，半导体IP的需求从标准功能的设计走向更加复杂的领域。尤其表现为明星级IP(Star IP)已经领先通用IP(Commodity IP)，并且在未来的5年内拉大差距。明星级IP市场未来5年的年均增长率高达20.7％，远远高于通用IP的13.7％。通用IP采用同一标准设计并且应用广泛，例如PLL、I／O单元、ADC等等。明星级IP是为了区别与通用IP的品牌和高性能IC模块而在几年前提出的概念，它的设计更加复杂，往往放置在更加高端的应用中，例如Wireless USB，Bluetooth 3.0等等。明星级IP为IP公司带来的利润远高于通用IP，因此Gartner也预测，Fabless公司为了在营收上能够和Foundry厂商抗衡，将会加大复杂的IP模块设计的投入。IP公司的成功要素就是必须拥有明星级的IP，像ARM、MIPS、Tensilica等拥有热门嵌入式处理器产品的公司都是属于这一类型。

相比其他的IC设计行业，IP公司只单纯提供客户IP和IP库，其利润来自专利费。除了选择开发明星级IP，成熟的IP经营模式也是保证IP公司利润的一条重要途径。目前主要的盈利方式包括IP的使用授权(licensing)，专利版税(royalty)以及培训和技术支持的费用等等。前二者是IP公司的主要收入来源，属于长期稳定的合作模式，后者除了能带来一定的收入，还可以培养客户的满意度和忠诚度。

降低国内IP需求门槛

2006年中国半导体市场已经占全球市场的22％，同时国内也出现了100家左右规模的IC设计公司。但是中国的IP市场只有5610万美元，仅为全球市场的0.027％，属于起步阶段。中国的本土IC设计公司主要分布在消费电子、电信网络和安全卡等热门领域。这些市场增长迅速，同时带来大量的IP需求。根据Semico Research的分析，到2010年中国IP市场将增长到2.47亿美元，占全球市场的6％，年均增长率高达44.9％，远超过全球市场的18.3％。

国内的IC设计公司除了少数佼佼者，大多处在初创阶段，面临着很大的成本压力，这与欧美和日本等成熟的市场截然不同。为此，IP公司也在设法提供史灵活的商业模式来缓解他们的压力。例如，有些IP公司提供免费的IP设计套件下载，使用户完成前端设计，降低用户前期投入风险和IP使用门槛，用户可以到设计基本完成后再决定是否需要购买授权。

IP模块面对的是广泛的IC设计公司，每个用户都有差异化需求，这就要求IP产品方便不同的客户使用。Synopsys公司Designware IP业务部开发总监zhang Jing-Fan表示，IP公司可以通过预先根据客户的需求设置参数，提供整合多个IP的集成方案，统一产品说明和用户手册等等方式改善产品的易用性。

IP公司成功的诀窍不仅在于采用适当的商业模式将IP授权给用户，以及开发出具有性能满足需求的产品，提供配套的开发工具和本地化的技术支持，使用户能较快而方便地完成从获得IP到完成芯片的设计也是竞争能力的体现。用户的IP服务需求比对配套的开发工具的要求还高，提供无时区差别的在线支持，以及用本土工程师提供咨询和服务都是提高售后服务的质量的好方法。

韩国模拟停播延期两年

韩国政府原计划模拟电视将于2010年12月31日停播，但于2007年4月26日重作决定，将延期2年。原先计划当数字电视普及率于2010年达到95％时模拟停播。实际上，韩国市场上尽管热销高清电视，但数字电视普及率2005年末为17.8％，2006年末增长到24％，现在预测2010年充其量不过52％，模拟电视不可能停播。因此，韩国另有一种看法认为，模拟停播很可能会延期到2015年。

丰田车首用白LED车头灯

日前丰田公司推出的最高级合成车克雷萨斯LS600h车，在世界上首次安装了白色LED车头灯。寿命1万小时，点灯时间0.1秒。预计到2010年，日本国内发售的新车，安装LED头灯的车将占5％。

白光LED由小系制作所开发。白LED技术进步显著，它的发光效率达1001m／w，高于荧光灯和一般高亮度灯。这次推出的车头灯，采用了5个4001m的白LED。

车头灯亮度，至少必须达到卤素灯的20Mcd／m2，但现有白光LED不过几Mcd／m2，因此需要将4个1mm2的大型蓝光LED放在1个封装里，用10W电力驱动，即能达到25Mcd／m2的亮度

今年连接器市场增长7.9％

根据市场调研公司Bishop&associates的数据，2007年5月，连接器产业销售增长9.5％，但是订单量仅提高4.4％，这意味积压订单略有下降，现在订货一交货时间大约是5.2周，去年为5/5周。对比2006年5月优异的表现，2007年5月增长6.6％的订货量只算是良好。

未来三个月(6、7和8月)，订单量增长相比2006年将有所平缓，这是夏季连接器销售缓和的正常表现。Bishop&associates认为销售市场在9月将反弹，并在2007年4季度保持强势。

Bishop&associates对2007年全年连接器市场的预期是保持在7.9％的增长，但还需克服几个挑战：2007年4月新的订单量仅增长了4.4％；移动／无线、消费电子和数据通信对电子的需求 相比去年有所放缓；美国汽车市场不及过去几年；美国2007年GDP可能将仅仅增长2％；CEM(品牌制造商)的库存不平衡仍将影响整个供应链；我们正在进入传统的夏季销售淡季；2007年半导体销售大幅低于SIA大干10％的预测。(这份调查摘自于连接器行业市场调查公司Bishop&Associates，更多关于连接器的信息请登陆。您也可以登录来查询更多关于亚太地区连接器市场信息。)

数字电视创造芯片商机

未来几年DTV销售火爆，将为半导体供应商创造巨大的商机。iSuppli公司预测，2006～2011年该领域中的芯片销售额将增长一倍。2011年全球DTV半导体市场销售额将从2006年的71亿美元上升到142亿美元。总体半导体销售额中包括DTV音频／视频板上的芯片，以及其它类型电视中的芯片，包括输入／输出电路、驱动器、音频与电源。它还包括电压调节器、LCD驱动器、背光变极器、等离子面板(PDP)驱动器，以及用于背投电视(RPTV)的数字光处理(DLP)、LCD和硅基液晶(LcoS)芯片。

顶级消费电子芯片供应商排行

在iSuppli的2006年顶级消费电子芯片供应商排行榜上，韩国海力士的名次上升一位至第五位，取代了日本的瑞萨科技。海力士排名上升，要归功于该公司用于PMP／MP3产品的NAND闪存销售强劲。

2006年总体PMP／MP3单位出货量为1.781亿台，比2005年的1.287亿大增38.4％。海力士2006年PMP／MP3方面的销售额达到8.31亿美元，比2005年的5.82亿美元增长42/9％。该增幅是PMP／MP3市场的三大芯片供应商中最高的。另外两家供应商是韩国三星电子和日本东芝。2006年，这三大厂商合计占总体PMP／MP3 NAND闪存销售额的97％以上。

2006年面向总体消费电子半导体的10大供应商与2005年相同，尽管名次与2005年相比有些变化。2006年消费电子半导体市场达53 1亿美元。大型垂直整合型厂商继续主宰这个市场，东芝、索尼、三星和松下分别把持着从第一到第四的位置。日本的瑞萨科技全球排名下滑三位，从2005年的第五跌至第八。整体来看，10大供应商占2006年总体消费电子半导体销售额的比例将近50％。

中国2007年电视出13量将超过国内销量

iSuppli预计中国2007年电视出口量将达到3960万台，而国内市场出货量预计为3830万台。相比之下，2006年中国国内电视出货量为3680万台，而出口量为3480万台。日本厂商退出CRT电视市场以专攻利润率较高的LCD电视和等离子(PDP)电视，其直接结果是中国电视出口上升。由于本地供应链完备，以及国际市场仍然需要CRT电视，中国自然从日本厂商手中接管了这个市场。

由于美国要求在美国销售的电视必要带有数字调谐器，中国CRT电视在向美国市场渗透正在面临越来越大的阻力。从3月1日开始，所有含有调谐器电视必须配备内置的先进电视系统委员会(ATSC)数字电视(DTV)调谐器。这将使得美国消费者能够接收数字电视信号。上述要求在第一季度对于中国电视出口产生了重大影响，当季CRT出货量比2006年第四季度减少38％，比2006年同期减少6％。中国OEM厂商对于向美国出口电视颇感踌躇，担心如果不提供ATSC调谐器可能被征收高额专利费一一每台高于20美元。

但是，中国电视厂商已经开始根据新的美国ATSC要求来调整产品，这将促进出口增长。iSuppli认为，到2011年中国电视出口市场将从2006年的3480万台增长到5450万台，年复合增长率(cAGR)为9.7％。同期中国国内电视出货量将从3680万台上升到4580万台，CAGR为4.5％。随着中国向液晶电视过渡，iSuppli预计中国电视出口将继续上升，因OEM厂商从CRT电视转向出口更诱人的和利润率更高的平板电视。

2007年中国IC市场发展平缓

根据赛迪顾问的《2007年1～6月中国集成电路产业研究报告》显示，2007上半年，在全球半导体市场持续增长与国内电子信息制造业平稳发展的带动下，中国集成电路产业继续保持稳定较快发展的势头。

据赛迪顾问统计，1～6月中国集成电路总产量达到192.74亿块，与2006上半年相比增长15.2％，全行业实现销售收入总额607.22亿元，同比增长33.2％，其增幅与2006上半年48％的超高增长相比有所回落。

从上半年国内集成电路产业链各环节的发展情况来看，集成电路设计、芯片制造与封装测试三业的表现不尽相同。虽然受到一季度全球半导体市场增速放缓的影响，但在新建生产线产能迅速拉升的带动下，国内芯片制造业与封装测试业销售额规模继续快速扩大。1～6月份，芯片制造业实现销售额184/05亿元，同比增长34.3％，而封装测试业实现销售额327.84亿元，其同比增幅更是高达36.1％。IC设计业方面，由于受到MP3、摄像头等终端电子产品市场增长乏力的影响，上半年国内IC设计业销售额同比增幅有所回落，其销售额规模为95.32亿元，同比增幅由2006上半年的50.8％大幅回落到22.8％。

综合国内外集成电路市场与产业环境来看，2007年国内集成电路产业将告别2006年43％的高增长而步入一个相对平稳的发展周期。预计全年产业规模增幅将回落到30％左右，其销售额规模预计将维持在1310亿元左右。其中芯片制造业和封装测试业将是带动产业规模扩大的主要动力，虽然2007年中国集成电路产业发展速度将有所放缓，但无疑中国仍将是2007年全球集成电路产业发展最为迅速的地区，其在全球集成电路产业中的地位也将进一步上升。预计到今年年末，中国在全球集成电路产业总销售额中所占比例将有望超过8％的份额，从而提前三年实现国家“十一五”规划提出的“到2010年国内集成电路产业规模占全球8％份额”的目标。

SEMI最新报道：2007年世界半导体制造设备微增1.1％

世界半导体制造设备业在经历了去年的好年景之后，今年据SEMI(国际半导体设备和材料协会)通过5月、6月2个月的调查作出的最新预测表明，2007年世界半导体制造设备市场将微增1.1％，达409亿美元。

篇7

尼康采用23.7x15.5mm CCD的D1x

CCD与CMOS传感器的结构比较

CCD(Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件”，是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形，但CCD没有能力记录图形数据，也没有能力永久保存，所有图形数据都会不停留地送入一个模数转换器，一个信号处理器以及一个存储设备。1970美国贝尔实验室发明了CCD。二十年后，人们利用这一技术制造了数码相机，将影像处理行业推进到一个全新领域。 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互补金属氧化物半导体”。它是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导所需的大量资料。有人发现，将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器，其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的。

CCD和CMOS在制造上的主要区别主要是CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称为金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质的区别，都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，这种转换的原理与太阳能电子计算机的太阳能电池效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱。根据此原理将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

佳能36x24mm全尺寸CMOS、400万像素CCD和600万像素CMOS

比较CCD和CMOS的结构，ADC（数模转换器）的位置和数量是最大的不同。CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至CCD边缘的放大器进行放大，再串联ADC输出；而CMOS的设计中每个像素旁边都直接连着ADC，电荷信号直接放大并转换成数字信号。造成这种差异的原因在于CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个像素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个像素的数据。

CCD与CMOS传感器的技术比较

CCD存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂而且速度较慢。而CMOS传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单，还能同时处理各单元的图像信息，速度也比CCD快很多。CCD制作技术起步早，技术成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2）隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS有一定优势。由于CMOS集成度高，各光电传感元件、电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较严重，噪声对图像质量影响很大，使CMOS很长一段时间无法投入实用。近几年，随着CMOS电路消噪技术的不断发展，CMOS的性能已经与CCD相差无几了。

佳能采用全尺寸CMOS的EOS-1Ds MarkII

CCD与CMOS传感器的性能比较

ISO感光度：由于CMOS每个像素由四个晶体管与一个感光二极管构成，还包含了放大器与数模转换电路，过多的额外设备缩小了单一像素感光区域的表面积，因此相同像素下，同样的尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。

分辨率：由于CMOS传感器的每个像素都比CCD传感器复杂，其像素尺寸很难达到CCD传感器的水平，因此，当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS时，CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器。

噪点：由于CMOS每个感光二极管都需搭配一个放大器，如果以百万像素计，那么就需要百万个以上的放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪点就会增加很多，影响图像品质。

耗电量：CMOS传感器的图像采集方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出；而CCD传感器为被动式采集，必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12~18V，因此CCD还必须有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱动电压使CCD的耗电量远高于CMOS。CMOS的耗电量仅为CCD的1/8到1/10。

成本：由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator或DSP等)集成到传感器芯片中，因此可以节省芯片的成本；而CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其中有一个像素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多，即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平，因此，CCD传感器的制造成本会高于CMOS传感器。

篇8

关键词：染料敏化 薄膜 太阳能 电池 能源

中图分类号：TM914.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0116-02

随着人类经济社会的不断发展，对能源的需求也不断增多，在过去的工业革命时代以来，尤其是21世纪以来，全球对能源的消耗每年都不断增多，所带来的环境污染问题也不断严重，大气污染、水污染、核污染等时刻都在提醒着人们需要去寻找新的能源利用点。太阳能作为一种取之不尽的能源，在利用率转化方面效率非常高，而且使用成本低，不会产生任何的污染，在所有的地区几乎都可以得到广泛应用。将太阳能转化为电能是一种典型的湿化学学科，目前研究不断深入的梁料敏化薄膜为光阳极的太阳能电池，因为其光电转换效率高得到了广泛的关注。电解质结合薄膜制成固态电池，单色光电转换率达到33%。本文通过对染料敏化薄膜太阳能电池的原理与构造进行介绍，并对目前的研究进展与成果进行分析，对未来的研究趋势进行一定的预测。

1 染料敏化薄膜太阳能电池的工作基理与构造

染料敏化薄膜太阳能电池与以往的晶体硅太阳能电池相比，在很多个方面都存在着巨大的优势，首先它的成本更低，在环保、制作工艺方面更有优势，高光电转换效率更高。染料敏化薄膜太阳能电池的组成十分简单，只是通过几种部分组合而成。主要有导电玻璃、半导体氧化薄膜、电解质、敏化材料等组成。与植物的光合作用相似，光子对于光合膜作用的结果是在合膜内外制造一个电场，制造一种光与电相互变化的环境。电子通过光合膜内向外进行传送，光子不断作用，形成了内外电流。首先在结构中有半导体氧化薄膜，当光照在上面时，光照下的染料分子内部的电子将会受到刺激，开始进入到激发状态，变为氧化态，当不稳定的电子快速地进入到相邻导带上时，就可以瞬间在导电玻璃上进行聚集，不断向外电路来输送电路。对于失去电子的染料，将会从电解质中不断得到补偿，这时电解质内部的氧化-还原把空穴送到对电极，与电子完成一次完整地循环。电流损失的主要过程是激活态的电子导入半导体氧化薄膜导带。

2 染料敏化薄膜太阳能电池最新研究进展

2.1 电极材料研究进展

基于纳米晶多孔膜材料没有内部电场，允许电解质进入到电极内部，使电荷转移更快，它与致密膜的光电传输特性有着明显的区别。目前，应用较为广泛的是TiO2晶多孔膜材料，同时也对其他的宽带隙半导体材料开始了研究。TiO2的制造方法较多，有溶胶凝胶法、水热反应法等我达近十种，目前也只是在实验阶段，并未形成产业规划。TiO2的粒径、气孔率结构优势对于太阳能电池的光电效率转换十分有用。在TiO2的基础上，研究者还进行了离子掺杂，可以对TiO2电极材料的能带结构形成影响，有利于光电转化效率进一步提升，另外在TiO2纳米晶薄膜表面上复合其他的半导体薄膜，复合膜提高了电子的传输效率。

2.2 电解质研究进展

染料敏化薄膜太阳能电池电解液的主要作用是将电子输送给染料分子，把空穴传给对电极。电解液为透明的，并不会对染料吸收光形成阻碍作用，同时可以覆盖膜，有利于电荷的传输，具有良好的透光性能与高扩散系数。为了取代电解液作为空穴传输材料制备染料化全固体太阳能电池。目前电解质多为P型半导体材料，高分子材料将是重要的发展方向，凝胶电解擀虽然流动性好，光电转换效率高，但存在泄漏的问题是其最大的缺点。随着研究的不断深入，光电性能将会在固态电解质中向着传统的液态电解质方面大力发展，甚至突破。

2.3 3TiO2纳米薄膜制备方法

目前对于纳米薄膜的制备，多采用溶胶-凝胶法、电化学沉积法、化学气相沉积法。采用溶胶-凝胶法，使用的设备相对简单，在各种规格的形状上都可以形成涂层，获得的粒径分布更加均匀，负载膜催化剂易回收，在催化反应之后更容易处理。电化学沉积法容易受到电流、电位与电解质浓度的影响，同时溶液pH值与沉积温度的变化，也会对制备的薄膜性能与结构产生一定的影响，甚至会造成沉积层成分的变化。

3 国内对于染料敏化薄膜太阳能电池的未来研究趋势

目前针对染料敏化薄膜太阳能电池的研究还处于进步阶段，虽然有了一定的成果，但离成熟还距离很远。北京大学稀土材料化学实验室的多位专家在对染料的研究已经相当深入，对电极材料的优化也有很好的效果。另外，中科院孟波等人对染料敏化太阳能电池组件以及封装技术都进行了系统化的研究，为染料敏化薄膜太阳能电池产业化发展提供了基础保障。在未来一个阶段，针对纳米TiO2的制备与敏化染料的研究将会进一步深入，在固态电解质方面，研究其代替液态电解质将是今后的研究重点，固态将是未来的趋势，适应社会的不断发展，同时它也是染料敏化薄膜太阳能电池实用化的前提条件。最后，需要对电子的导入与传输的内部运转进行深入研究，通过一定的方法使得电池进一步优化，设计出更有利于光吸收的太阳能电池，实现实用化与产业化。

4 结语

染料敏化薄膜太阳能电池的成本非常低，制作工艺相对简单，更易实现产业化方面发展，这是相对于其他太阳能电池的优势所在，但从研发阶段到实用阶段还需要很长的一段路要走，在未来，将会集中于解决提高电池的光电转化率、高效固态电解质、光感材料的探索方面的问题。随着科学技术的不断进步，染料敏化薄膜太阳能电池的前景将会更加广阔，弥补其他能源带来的环境污染问题。

参考文献

[1] 梅翠玉，王小平，王丽军，等.染料敏化太阳能电池的研究进展[J].材料导报，2011（13）：148-152.

[2] 孙旭辉，包塔娜，张凌云，等.染料敏化太阳能电池的研究进展[J].化工进展，2012（1）：47-52，111.

[3] 胡滨，刘国军，张桂霞，等.染料敏化太阳能电池中电解质的研究进展[J].化工新型材料，2009（9）：14-17.

篇9

本文提出一种基于光注入DFB半导体激光器实现的具有最佳接收灵敏度和载波可重用的SSB调制RoF系统，具体方案如图1所示。在中心局（CO），MZM工作在最大传输点，用VOA控制注入光功率，调谐主激光器的输出波长，使-2级边带被放大并锁定DFB半导体激光器，且DFB半导体激光器的输出信号其OCSR等于基站所用滤波器的反射率（dB）；同时用一个窄带PD对上行数据进行光电转换，然后用一个低通滤波器（Lowpassfilter，LPF）和误码测试仪（Biterrorratetest，BERT）分别进行低通滤波和误码测试。下行光信号经过一段光纤传输后，在基站（BS）接收端，用一个部分反射型光栅对传输后的光信号进行滤波处理，光栅的中心波长对准主激光器的波长，这样经过光栅滤波后，接收端的光信号其OCSR为零，即达到了最佳接收灵敏度的效果，然后用宽带PD进行光电转换，再用一个本振（LO）信号对其进行混频下变频，经过LPF后即可在BERT中进行误码测试；同时，光栅反射回来的光波信号经环形器引导可以作为上行链路的载波，经过调制和放大之后即可发送到SMF中实现上行链路的通信传输。这样就完成了一个完整的全双工RoF系统设计，且可以实现下行链路的最佳灵敏度接收和上行链路的载波重用，提高系统性能的同时还能降低系统维护成本。其中（a）~（e）各点的光谱示意图如图1下半部分所示。此外，在严格的单边带（Strictsinglesideband，SSSB）调制方案中只有一个边带被调制，而在本方案中，虽然信号主要调制在被放大的-2级边带上，但载波仍然有微弱的信号调制，为了区别于理想的单边带调制，可以称本方案产生的单边带调制为类似单边带调制（AnalogousSingleSideband，ASSB）。

2仿真结果与讨论

由于实验室暂时还没有对高频微波信号进行下变频处理的微波器件，所以只能对所提方案进行仿真验证。这里采用VPI软件对所提方案进行仿真验证。为了使仿真结果更加贴近实际情况，仿真中所用的参数都严格按实际情况进行设置，具体如下：SMF的色散系数为17ps/nm/km，损耗系数为0.2dB/km，非线性系数为2.6×10-20m2/W；PD的响应率为0.7A/W，热噪声系数为10.0×10-12A/，散弹噪声也考虑在内；EDFA的噪声数字设为5dB；主激光器的线宽设为100kHz，与实验室的可调谐激光器一致；CO处的MZM工作在最大传输点，BS处的MZM工作在线性工作点；信号源的频率为30GHz，LO信号的频率为60GHz；分别用27-1位、1.25-Gb/s和2.5-Gb/s伪随机序列（Pseudorandombinarysequence，PRBS）非归零（Notreturntozero，NRZ）码作为上、下行链路的基带数据信号；传输的SSB信号的OCSR设为18.5dB。此外，参考文献报道的实验结果，仿真中-2级边带与载波之间调制系数差设为20dB。BS处所用光栅滤波器用一个均匀光纤光栅来实现，其中心波长与主激光器波长一致，反射谱和透射谱如图所示。由图2可见，光栅中心波长处的透射率为-18.5dB，与下行链路传输的SSB光信号的OCSR一致。然后分别对这两路光进行相同数据信号的独立调制，其中包含-2级边带的这一路进行强调制，另一路进行弱调制，使得耦合后-2级边带与载波之间的调制系数差为20dB；然后用一个EDFA对调制后的-2级边带进行放大，使得耦合后光信号的OCSR为18.5dB；最后用一个光学耦合器把这两路光进行耦合。参数设定后运行搭建的仿真系统，其中(a)~(e)各点的输出光谱如图(a)~(e)所示。由图(a)可见，在CO处，主激光器发出的光经过MZM的最大传输点调制后产生了频率间隔为60GHz的DSB信号，频率为信号源的两倍，且OCSR为33.5dB。这些光注入到被基带数据调制的DFB半导体激光器后产生了ASSB调制信号，其中-2级边带被放大了15dB，OCSR减小为18.5dB，-2级边带与载波的调制系数差为20dB，如图（b）所示。信号传输到BS后，经过光栅滤波处理得到的光载射频信号为60GHz，且载波与-2级边带功率相等，即OCSR=0dB，如图（c）所示。需要说明的是，由于光栅透射谱具有一定的带宽，所以透射光信号中载波携带的基带数据信号将被滤除。光栅反射的重用载波如图（d）所示，可见用于传输上行链路数据的重用载波还残留有微弱的下行基带数据信号。经过上行基带数据调制后，光载波的频谱明显展宽，如图（e）所示。这些结果与所示的频谱示意图基本一致。此外，在BS处产生的微波信号如图（f）所示。由图可见，本方案最终在下行链路的接收端产生了二倍于CO信号源频率的微波信号，成功实现了微波信号的光学传输。仿真中对下行链路光载微波信号的抗色散能力进行了测试。如图4所示是基站接收的微波信号功率随传输距离变化的曲线。如图可见，本方案产生的单边带（ASSB）信号与理想单边带（SSSB）信号一样，接收端微波信号的功率大小不会像双边带（DSB）调制方案那样随传输距离的变化出现正弦衰落效应，而且其曲线斜率与所用SMF的损耗系数一致，说明本方案产生的SSB信号具有非常好的抗色散能力。仿真中还对上下行链路对基带数据信号的传输性能进行了测试，结果如图5所示。如图可见，信号无误码（BER=1×10-9）传输的功率代价都很小，下行链路只有0.27dB，而上行链路可以忽略不计。此外，接收灵敏度也都比较高，无误码接收功率都低于-17dBm。无误码时上下行基带数据信号在传输前后的眼图如图所示。从图6可见，传输前后眼图都很清晰，且张开度都很大，体现了良好的数据恢复能力。其中上行链路中上眼皮的抖动是由于载波中残留下行基带数据导致。

3结论

篇10

关键词：电子材料与元器件;教学内容;教学方法

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0090-02

一、电子材料与元器件课程简介

电子材料与元器件课程是电子科学与技术专业的基础性课程，是后续专业课的学习基础。进入21世纪后，随着以集成电路技术为基石的电子信息技术的加速发展，各类电子器件及系统都在朝着小型化、集成化的方向发展，而其中的集成化不仅意味着要尽可能地实现系统中电路的单芯片集成，而且要实现将包括声、光、电、磁等物理量感知的传感器集成在系统中，实现多功能集成[1]。

处于电子科学与技术产业链前端的电子材料与元器件是众多核心基础产业的重要组成部分，是计算机网络、通讯、数字音频等系统和相关产品发展的基础[2]。

二、电信学院电子材料与元器件课程参考教材内容的选取

我院电子科学与技术本科专业，采用科学出版社出版、王巍主编的，普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材《现代电子材料与元器件》作为“电子材料与元器件”课程的主要参考教材，其内容涵盖了电子信息技术中的主要电子材料与器件类型。笔者结合国内外研究动态、应用前景及发展趋势，并考虑我院微电子教研室及教师的研究特长以及电子科学与技术专业毕业生就业需求等多方面因素，对授课内容进行了适当的增减。

1.增强半导体材料内容。半导体材料是集成电路的基础，在信息的存储、传输、加工处理和显示方面都有重要的应用[1]。笔者授课过程中除了介绍半导体材料结构、性质、制备工艺方法外，还增加了有机半导体材料、液晶材料等相关内容，为集成电路的设计与制造、发光显示储备了扎实的半导体材料基础知识。

2.增强光电子材料与器件内容。授课时，详细介绍了光纤材料、激光材料与器件，还增加了半导体中光吸收及光电效应基础知识、光电导效应型与光伏效应型光敏器件相关内容。

3.增强敏感陶瓷材料与器件内容。除了讲解常见敏感陶瓷器件特性及应用外，增加了各种敏感器件结构、制作工艺和ZnO、SnO2等无机敏感陶瓷材料和有机敏感材料的制备方法、工艺等内容，为信息技术中传感器的设计与制作奠定扎实的基础。

4.增加了化合物晶体缺陷化学内容。鉴于我校电子科学与技术相关教师在传感器、光电、太阳能电池等方面的研究，以及国内外对于高性能敏感陶瓷材料与器件和太阳能电池等涉及到新能源材料与器件方面的迫切需求，结合笔者在纳米半导体材料与器件方面的研究，授课中增加了缺陷化学表示方法、晶体中缺陷平衡、杂质对晶体中缺陷平衡影响、晶体中点缺陷扩散与分布等相关内容。为敏感陶瓷材料制备，太阳能电池材料制备奠定良好的基础。

5.弱化磁性材料与器件内容。考虑到磁性材料的独特性，授课时只讲述磁性材料特性、应用，对于磁性元器件内容采用学生自学的方式。

三、课程教学方法改进

1.课堂讲授与研讨并行。该课程采取课堂讲授与研讨并行，学习与研讨相结合的教学方法，提倡教师与学生、学生与学生研讨问题，从而提高学生对于汲取、创造知识的兴趣。通过研讨启发学生的创新思维，使整个课堂教学成为教师为辅、学生为主，教师与学生、学生与学生互动的网状结构[3]。

研讨的内容可以为教师拟题，学生自选。采取分组讨论，并且每一组派代表到讲台上进行相应内容的讲解，所有学生进行讨论。从而促使学生主动出击去学习、解决相关问题，最终实现教师传授、学生自学研究、教师与学生相互解惑的教学模式。

2.与实验中心“联动教学”机制。我院传统课程讲授往往局限于普通的多媒体教室，学生无论是听取教师传授还是互动研讨都是凭空进行学习和理解。笔者讲授该课程是采取与实验中心“联动教学”模式，使传统的课堂讲授与研讨“搬入”实验中心相关实验室进行，学生在真实接触电子材料的制备和元器件制作的过程中，更加深入地理解所学的知识，并能够更好地启发并锻炼学生提出问题、分析研讨问题、解决问题的能力。该课程的讲授采取二分之一学时分配机制，即：一半学时在普通多媒体教室进行;一半学时在相应电子材料与元器件实验室“联动教学”进行。

3.多媒体教学与实验教学相辅相成。多媒体教学是指采用计算机和视频技术相结合的一种教学方式，与传统的教学方式不同，它有其自身鲜明的特色，如信息量输入紧凑、量多、质高，文字图像清晰直观、风格多样，内容丰富等等[4]。电子材料与元器件课程教学中，采用多媒体教学能丰富多彩地演示各种元器件结构、半导体材料的制备工艺等相应的教学内容。并且在教学过程中辅以相关的视频，让学生更加清楚地了解电子材料制备、元器件制作相关设备，更清楚地理解相应的原理。并且安排相应的配套实验，让学生真正能动手接触实物，不但可增强学生学习本课程的兴趣，而且可以提高学生对电子材料及元器件实体的感性认识，达到理论与实践相结合的目的。

4.理论考试与科学研究相结合。素质教育的电子材料与元器件课程学生评价机制应该区别于传统的仅考试评价方式，教师应将学生的平时表现、理论基础知识掌握、实践动手能力、科学研究（综合训练项目）等纳入对学生的评价体系中。课程考核除了前面提到的配套实验外，还包括平时表现、考试和综合训练情况。考试是检验学生对电子材料与元器件课程基础知识掌握程度的手段，但不宜开发学生自身科学研究的潜力，有时更无法判别学生对所学知识是死记硬背还是融会贯通。我院本课程实施过程中要进行综合训练项目，即通过分组开展综合训练题目（题目可以是教师提出，也可根据自身知识储备自拟），进行电子材料或元器件相关设计，最终形成综合训练报告，并且所做设计要分组在课堂上进行展示讲解和讨论。

5.学生对该课程授课的评价。虽然教师在进行课程设计过程中可提出一些创新性的方式方法，但毕竟只是从教师的角度去设计课程。我院在面向每一届电子科学与技术专业学生开设电子材料与元器件课程后，开展学生对本课程讲授内容、授课方式方法等的意见和建议的活动，并形成书面意见书存档。从学生角度了解学生各方面的需求，集思广益发挥学生对于本课程创新性的教学方式方法。

四、结语

本文通过对电子科学与技术专业特点以及电子材料与元器件课程性质及内容的分析，结合国内外研究动态、应用前景及发展趋势，并考虑教学单位及教师的研究特长以及电子科学与技术专业毕业生就业需求等多方面因素，对电子材料与元器件教学内容的选取、教学方式方法的改进等方面进行了改革。教学过程中增强了半导体材料、光电子材料与器件、敏感陶瓷材料与器件内容，增加了化合物晶体的缺陷化学的教学内容。对电子材料与元器件课程的教学方式方法提出了课堂讲授与研讨并行、与实验中心“联动教学”机制、多媒体教学与实验教学相辅相成、理论考试与科学研究相结合、学生对课程授课评价的改进，以便提高本课程的教学质量，提升本专业学生的专业素养。

参考文献：

[1]王巍，冯世娟，罗元.现代电子材料与元器件（第1版）[M].北京：科学出版社，2012.

[2]杨锋.浅谈电子材料与器件课程教学[J].北京：文理导航，2015，（4）.

[3]王春雨，王春青，张威，温广武.“电子材料”课程教学实践与提高措施探讨[J].石家庄：价值工程，（2010），14.

[4]于英霞，刘小敏，张益华，谢镭.多媒体教学在土木工程施工教学中的应用和实践[J].廊坊：廊坊师范学院学报（自然科学版），（2011），11（4）.

The Reform in Teaching of Electronic Materials and Component Course

ZHONG Tie-gang，JIANG Fang，ZHAO Wang

（College of Electronics and Information Engineering，Liaoning Technical University，Huludao，Liaoning 125105，China）