很常見的半導體材料，會被用來製作微波積體電路、紅外線發光二極體、半導體雷射器和太陽電池等等元件。 _ 咦？半導體材料？那不是矽 (Si)、鍺 (Ge) 等等元素嗎？ 　 嘿嘿，除了元素之外，化合物也能做半導體喔！ 　 尤其是現在邁向 5G 的新世代，過去的半導體材料會遇到一些困境。 　 像是「矽」的導通電阻過大，易造成電能損耗，在電子裡跑得不夠快、不能做高頻，又不耐高電壓，不適合做高功率元件。 　 面對這種種缺點，製作端便需要不斷開發新的材料來尋找別的可能。 _　 目前第二代半導體材料便是以砷化鎵為主，在製作技術上較為純熟，同時能用來製作高頻元件，但它不耐高電壓，所以仍有不少優化空間。 　 你可能很好奇，有了第二代，會有第三代嗎？ 　 還真的有，像是氮化鎵 (GaN)、碳化矽 (SiC) 目前都是非常熱門的新秀，未來最適合 5G 時代的半導體材料之王會是誰呢？讓我們繼續看下去！ _　 正確用法：新時代來臨？用砷化鎵迎擊！ 錯誤用法：堅持用矽，一百年，不許變！ _ 參考資料：數位時代《5G帶動半導體新戰場，氮化鎵能當下一個材料寵兒嗎？要先克服兩大挑戰》、維基百科《砷化鎵》 _ 用科學預見半導體的未來！PanSci 泛科學現正強力徵件！邀請半導體領域專家、研究者、學生來與臺灣最大的科學社群分享你最懂的半導體科學主題～不管是評論、科普、還是圖文影音，都歡迎與我們聯繫：[email protected] _ #泛科學 #科學 #半導體 #電腦 #3C #導體 #絕緣體 #導電性 #特性 #能量 #科技 #電子 #台積電 #代工 #研發 #產業 #工程師 #工程 #電信 #手機 #製程 #知識 #新知 #技術 #矽 #砷化鎵 #能帶 #利用 #運用

史。 　 不過啊，第一顆由台灣團隊自主設計的商用 IC 其實沒成功。這到底是為~什麼呢？ _　 話說從前從前，出現了一份重要的委託，希望我國的團隊做出「高空定時器」，好取代傳統的空飄氣球控制器。 於是我們派出來曾至美國 RCA 實習的團隊，來接受這個大挑戰！ 由於是史上頭一遭，需要從無到有的生出來，製作團隊從工具的使用情境開始一步步思考：該怎麼操作它？設計時又該具備什麼哪些要素呢？ 　 在多方考量、反覆 debug 下，設計圖總算完成。 _　 緊接著讓我們來到測試階段：第一次測試順利成功！ 第二次成......等等第二次居然故障了...... 　 所以問題出在哪兒呢？把 IC 版拿到顯微鏡下一看，發現竟然少了個方塊！ 　 原來，當初為了省面積，把兩面 IC 版都做得滿滿滿，結果在鏡面反射時不小心掉了一塊啦！ 　 不過沒關係，找到了問題就解決它，依然可以順利出廠！ 它還取了一個響噹噹的名字──「CIC0001」，象徵臺灣還能再設計出 9999+顆 IC。 _ 怎知！事情突然一個峰迴路轉──東西做好了但沒法驗收啊QQ 　 原來，需求方希望能在高空驗貨，才能確保 IC 能在空中使用。 這表示 IC 不僅要承受 -70℃的溫度，電池還得很夠力，才能一路跟著飛高高。後來，即便團隊嘗試在零下 37℃ 的水箱進行測試，也沒有真正完成目標。 _　 雖然這一次的合作不算成功，不過俗話說得好「失敗為成功之母」。 第一顆自主設計 IC 的過程對於電子中心來說非常關鍵，因為它讓團隊完整學到了 IC 設計和製造細節。 此外，團隊也從中發現 RCA 公司的技術移轉合約中缺少了「光罩」這個重要環節，後來又另派人前往美國學習了相關技術。 　 走過了這一回，我們終於能說相關的技術與知識是自己的了。 _ 參考資料：吳淑敏《胡定華創新行傳》、謝錦銘《CIC-0001定時器積體電路及其應用》、財團法人孫運璿學術基金會 _ 用科學預見半導體的未來！PanSci 泛科學現正強力徵件！邀請半導體領域專家、研究者、學生來與臺灣最大的科學社群分享你最懂的半導體科學主題～不管是評論、科普、還是圖文影音，都歡迎與我們聯繫：[email protected] _ #泛科學 #科學 #半導體 #RCA #IC #設計 #design #自主 #積體電路 #歷史 #高空 #溫度 #低溫 #台積電 #股票 #發財 #高成本 #高獲利 #失敗為成功之母 #失敗 #知識 #經驗 #成功 #開啟 #未來 #心血 #前人 #足跡 #科科吐槽

溜進了一隻大肥鼠，到底會怎樣呢？　 _ 首先，哆啦Ａ夢可能會大尖叫！（等等，為什麼你出現在這？！） 　 接著可能會有人問：「外門有關嗎？」、「要不要打電話叫別人來啊？」 　 然後再有人崩潰地反問：「是要昭告天下我們把所有設備都汙染了嗎！？」 　 正當大夥七嘴八舌地討論著這尷尬的情況，終於有人提議：「不如我們直接把牠趕出去吧！」 　 （你知道這情節在哪出現過嗎？） _ 好啦，如果真有一隻老鼠像鬼滅之刃裡的忍鼠那般身手敏捷、天賦異稟，突破重重關卡，帶著一身細菌闖入無塵室！那無塵室可就得砍掉重練了。 　 這時候就得看這間無塵室是哪種無塵室，如果是追求「一絲塵粒都沒有」的半導體產業、電子工業、光學產業無塵室，即使出現小於 1 微米 (μm) 的塵粒也很母湯，得想辦法將所有塵粒通通消除。 　 這時可以利用淨化空調系統，並讓無塵室維持在正壓，使室內空氣流出去、處理過的乾淨空氣流進來。 　 接著，還得想辦法將環境中的溫度、濕度控制在一定範圍內（溫度 23 ± 2 ℃；濕度 40% ± 5%），設備才能無憂地在裡面運作。 而在醫療、醫材或食品產業的無塵室，則追求無菌、無微生物，以避免造成污染或感染， 那我們可以利用壓力下的飽和蒸汽，改變及凝固微生物蛋白質或蛋白酶系統，這便是所謂的「高壓蒸汽滅菌」。 　 又或者，使出環氧乙烷 (C2H4O) 氣體，讓它跟 DNA 產生不可逆的共價結合，殺滅細菌與真菌。 _ 即使老鼠進不了無塵室，無塵室還是有被汙染的風險哦！ 　 2018 年，NASA 一間負責研究來自外太空隕石的無塵室（像是阿波羅計畫帶回來的月球岩石），就發生了真菌汙染事件。 　 研究人員們在存儲隕石樣品前，進行了初步清洗工作，防止細菌或其他微生物孳生。 但在隕石實驗室中，有 83% 到 97% 的微生物是真菌，如果用一般無塵室的清理方式可能不太夠！ 　 這是因為真菌相當容易穿透樣品、長出菌絲分枝，導致這些樣品產生了化學變化，整組壞光光...... 　 經過這次的事件，研究人員們也特別呼籲，其他無塵室要特別注意類似的事件，否則實驗就白忙一場了！ _ 參考資料：遠見雜誌《現場直擊！台積電全球最大晶圓廠》、丁志華《漫游 IC 無塵室》、wiki《無塵室》、Science《NASA ‘clean’ room is contaminated with fungus》、疾管署《消毒與滅菌、供應中心之 消毒與滅菌、供應中心之感染管制措施》 _ 用科學預見半導體的未來！PanSci 泛科學現正強力徵件！邀請半導體領域專家、研究者、學生來與臺灣最大的科學社群分享你最懂的半導體科學主題～不管是評論、科普、還是圖文影音，都歡迎與我們聯繫：[email protected] _ #泛科學 #科學 #腦洞 #腦洞大開 #老鼠 #無塵室 #溫度 #濕度 #壓力 #塵粒 #灰塵 #微生物 #積體電路 #IC #產業 #半導體 #潔淨室 #cleanroom #濾網 #單向門 #mouse #rat #台積電 #實驗 #研究 #晶圓 #代工 #材料 #環境

介於導體和絕緣體之間，包含矽（Si）、鍺（Ge）等元素，或是砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）等化合物。 　 到底是什麼原因，讓半導體具有這樣的特性呢？ _ 不論是導體、半導體還是絕緣體，皆由許多原子整齊排列而成。上過國中理化的我們也知道，原子內含有許多的電子，而它們也是影響材料導不導電、怎麼導電的關鍵。 　 當原子們的外層電子合併彼此的能量，就會形成帶狀的「能帶區」，能量較低的稱作「價帶」(valence band)、能量比較高的則稱為「傳導帶」(conduction band)。 　 電子也和人類一樣，嚮往著穩定生活多美好、三年五年高普考（威～），會傾向往能量較低的價帶移動。因此價帶上總是充滿著電子，傳導帶反而 #查無電子 了。 _ 這樣的現象若是發生在導體身上，不用擔心！它們的價帶與傳導帶彼此重疊，電子想去哪都可以，導體也因此有著良好的導電性。 　 如果是在絕緣體身上，則會因為兩者距離遙遠，電子根本無法從價帶移動到傳導帶，也就沒有導電性了。 _ 那半導體呢？ 　 半導體中的價帶、傳導帶彼此留有完美的距離 #像極了愛情，只要位在價帶的電子獲得足夠能量，就能跑到傳導帶上自由移動，而導電性也就跟著增加囉！ 　 反之，若是能量不夠，電子就沒辦法跳到傳導帶上，此時就不具導電性！ _ 正確用法：半導體的導電性，介於有和沒有之間 錯誤用法：半導體就是全導體除以 2 啦 _ 參考資料：寫點科普《晶圓代工爭霸戰：半導體知識（前傳）》、科教館《半導體與發光原理》 _ 用科學預見半導體的未來！PanSci 泛科學現正強力徵件！邀請半導體領域專家、研究者、學生來與臺灣最大的科學社群分享你最懂的半導體科學主題～不管是評論、科普、還是圖文影音，都歡迎與我們聯繫：[email protected] _ #泛科學 #科學 #半導體 #電腦 #3C #導體 #絕緣體 #導電性 #特性 #能量 #科技 #電子 #台積電 #代工 #研發 #產業 #工程師 #工程 #電信 #手機 #製程 #知識 #新知 #技術 #矽 #砷化鎵 #能帶

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