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2019年三支一扶公共基礎:讓中興和華為陷入困局的芯片,你了解多少?

2019-06-17 11:07:10 公務員考試網 http://www.vorsha.tw/ 文章來源:華圖教育

近兩年,美國倚仗自己掌握的先進核心技術,相繼對中興和華為兩家中國企業停供芯片,使之陷入不小的困局。這背后深刻的問題卻是中國存在核心技術方面的短板,高端芯片大量依靠進口。“芯”痛之下,中國如何破局,成為所有中國人最為關心的問題。

“芯片之戰”是中美貿易戰中非常重要的一環,這樣熱門的話題,極易在事業單位考試中出現。為了幫助各位考生在將來的考試中能夠拿下寶貴的幾分,接下來小編將為大家簡單梳理一下芯片的相關知識。

要了解芯片是什么,首先要知道什么是半導體和集成電路,也就是要弄清楚半導體、集成電路和芯片之間的關系。

考點1:什么是半導體

一、半導體的概念

我們通常把導電性差的材料,如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介于導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。

二、半導體材料

半導體材料很多,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。

分類 介紹
元素半導體 鍺、硅、硒等,硅在商業應用上最具有影響力
化合物半導體 第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)
第Ⅱ和第Ⅵ族化合物(硫化鎘、硫化鋅等)
氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物)
由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)
非晶態的玻璃半導體、有機半導體

三、半導體的應用

半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。如二極管就是采用半導體制作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品,如計算機、移動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。

四、半導體的分類

半導體的分類,按照其制造技術可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類。其中規模最大的是集成電路,占到半導體市場的81%。所以,半導體產品中大部分是集成電路。

五、半導體的特性

半導體五大特性∶摻雜性,熱敏性,光敏性,負電阻率溫度特性,整流特性。

★在形成晶體結構的半導體中,人為地摻入特定的雜質元素,導電性能具有可控性。

★在光照和熱輻射條件下,其導電性有明顯的變化。

★某些硫化物的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應。

考點2:什么是集成電路

一、集成電路的概念

集成電路是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然后封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。

集成電路發明者為杰克·基爾比(基于鍺的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于硅的集成電路)。現代集成電路是由杰克·基爾比在1958年發明的,他因此榮獲2000年諾貝爾物理獎。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。

二、集成電路的分類

(一)按功能結構劃分,集成電路可以分為模擬集成電路、數字集成電路和數/模混合集成電路三大類。

模擬集成電路用來產生、放大和處理各種模擬信號,指幅度隨時間變化的信號。例如半導體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等。而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號,指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如3G手機、數碼相機、電腦CPU、數字電視的邏輯控制和重放的音頻信號和視頻信號。

(二)集成電路按制作工藝可分為半導體集成電路和膜集成電路。

(三)集成電路按用途可分為電視機用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。

考點3:什么是芯片

芯片是半導體元件產品的統稱。在電子學中是一種把電路(主要包括半導體設備,也包括被動組件等)小型化的方式,并時常制造在半導體晶圓表面上。

芯片又稱微電路、微芯片,是內含集成電路的硅片,體積很小,常常是計算機或其他電子設備的一部分。芯片是集成電路的載體,由晶圓分割而成。

考點4:半導體、集成電路和芯片的關系

半導體是一類材料的總稱,集成電路是用半導體材料制成的電路的大型集合,芯片是由不同類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產品。

用一個形象的例子比喻,半導體就是各種做紙的纖維,集成電路是一沓子紙,芯片是書或者本子。

試題練習:

1. 下列科技領域的重大進展,不屬于20世紀“新四大發明”的是( )。

A.1906年圣誕前夜,雷吉納德•菲森登在美國馬薩諸塞州采用外差法實現了歷史上首次無線電廣播

B.1946年,世界上第一臺電子數字積分計算機——埃尼克在美國賓夕法尼亞大學莫爾學院誕生

C.1954年,莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發電站投入運行,標志著人類和平利用原子能時代的到來

D.1978年,利用半導體材料研制成的超大規模集成電路,集成度達10萬以上,電子技術進入微電子時代

【答案】A

【解析】20世紀“新四大發明”是指:原子能、計算機、半導體、激光器。不包括無線電,故答案為A。

2. 鍺,硅,硒電阻率受外界條件影響極大,在電子技術和無線電技術中有廣泛應用,這樣的材料屬于( )。

A. 導體B. 絕緣體C. 半導體D. 超導體

【答案】C

【解析】鍺、硅、硒都屬于半導體。故本題選擇C項。

3. ( )是一塊超大的集成電路,是一臺計算機的運算核心和控制核心,它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。

A.PUB.GPUC.CPUD.NPU

【答案】C

【解析】中央處理器(CPU)是一塊超大規模的集成電路,是一臺計算機的運算核心和控制核心。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。PU,聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯的簡稱,它是一種高分子材料。GPU,圖形處理器,又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片,是一種專門在個人電腦、工作站、游戲機和一些移動設備(如平板電腦、智能手機等)上圖像運算工作的微處理器。NPU是蛋白質凈利用率,蛋白質生物價值沒有考慮在消化過程中未吸收而丟失的氮。故本題選擇C項。

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