半导体论文十篇
时间：2023-04-06 22:49:00
半导体论文篇1
改革开放以来，经过大规模引进消化和90年代的重点建设，目前我国半导体产业已具备了一定的规模和基础，包括已稳定生产的7个芯片生产骨干厂、20多个封装企业，几十家具有规模的设计企业以及若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，大体集中于京津、沪苏浙、粤闽三地。
我国历年对半导体产业的总投入约260亿元人民币（含126亿元外资）。现有集成电路生产技术主要来源于国外技术转让，其中相当部分集成电路前道工序和封装厂是与美、日、韩公司合资设立。其中三资企业的销售额约占总销售额的88%（1998年）。民营的集成电路企业开始萌芽。
设计：集成电路的设计汇集电路、器件、物理、工艺、算法、系统等不同技术领域的背景，是最尖端的技术之一。我国目前以各种形态存在的集成电路设计公司、设计中心等约80个，工程师队伍还不足3000人。2000年，集成电路设计业销售额超过300万元的企业有20多家，其中超过1000万的约10家。超过1亿的4家（华大、矽科、大唐微电子和士兰公司）。总销售额10亿元左右。年平均设计300种左右（其中不到200种形成批量）。
现主要利用外商提供的EDA工具，运用门阵列、标准单元，全定制等多种方法进行设计。并开始采用基于机构级的高层次设计技术、VHDL，和可测性设计技术等先进设计方法。设计最高水平为0.25微米，700万元件，3层金属布线，主线设计线宽0.8-1.5微米，双层布线。[1]目前，我国在通信类集成电路设计有一定的突破。自行设计开发的熊猫2000系列CAD软件系统已开发成功并正在推广。这个系统的开发成功，使我国继美国、欧共体、日本之后，第四个成为能够开发大型的集成电路设计软件系统的国家。目前逻辑电路、数字电路100万门左右的产品已可以用此设计。
前工序制造：1990年代以来，国家通过投资实施“908”、“909”工程，形成了国家控股的骨干生产企业。其中，中日合资、中方控股的华虹NEC（8英寸硅片，0.35-0.25微米，月投片2万片），总投资10亿美元，以18个月的国际标准速度建成，99年9月试投片，现已达产。该工程使我国芯片制造进入世界主流技术水平，增强了国内外产业界对我国半导体产业能力的信心。
在前8家生产企业中，三资企业占6家，总投资7.15亿美元，外方4.69亿美元，占66%.目前芯片生产技术多为6英寸硅片、0.8-1.5微米特征尺寸。7个主干企业生产线的月投片量已超过17万片，其中6～8英寸圆片的产量占33％以上。
目前这些企业生产经营情况良好。2000年，七个骨干企业总销售额达到56亿元人民币，利润7.5亿元，利润率达到13%.同年全国电子信息产业总销售额5800亿元人民币，利润380亿，利润率6.5%.
封装：由于中国是目前集成电路消费大国，同时国内劳动力、土地资源价格相对便宜，许多国外大型集成电路生产企业在中国建立了合资或独资集成电路封装厂。
国内现有封装企业规模都不大，而且所用芯片、框架、模塑料等也主要靠进口，因此大量的集成电路封装产品也只是简单加工，技术上与国际封装水平相差较远。主要以DIP为主，SOP、SOT、BGA、PPGA等封装方式国内基本属于空白。
集成电路封装业在整个产业链中技术含量最低，投入也相对较少（与芯片制造之比一般为10：1）。我国目前集成电路年封装量，仅占世界当年产量的1.8%～2.5%，封装的集成电路仅占年进口或消耗量的13%～14.4%，即中国所用85%以上的集成电路都是成品进口。
2000年，我国集成电路封装业的销售收入超过130亿元，其中销售收入超过1亿元的14家，全年封装电路近45亿块，其中年封装量超过5亿块的5家。
材料、设备、仪器：围绕6英寸芯片生产线使用的主要材料（硅单晶、塑封料、金丝、化学试剂、特种气体等）、部分设备（单晶炉、外延炉、扩散炉、CVD、蒸发台、匀胶显影设备、注塑机等）、仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）、部分仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）国内已能提供。
芯片制造设备，我国只具备部分浅层次设计制造能力，如电子45所已有能力制造0.5微米光刻机等。
半导体分立器件：2000年，全年分立器件的销售额60亿，产量341亿只。
供需情况和近期发展形势
20世纪90年代，我国集成电路产业呈加速发展趋势，年均增长率在30%以上。2000年，我国集成电路产量达到58.8亿块，总产值约200亿人民币（其中设计业10亿，芯片制造56亿，封装130亿）。如果加上半导体分立器件，总产值达到260亿元。预计2001年，集成电路产量可达70亿块。
2000年，全球半导体销售额达到1950亿美元，我国半导体生产从价值量上看，占世界半导体生产的1.6%（含封装、设计产值），从加工数量看占全世界份额不足1%（美国占32%，日本占23%）。
从需求方面看，据信息产业部有关人员介绍，2000年，国内集成电路总销售量240亿块，1200亿人民币。业内普遍估计，今后10年，半导体的国内需求仍将以20%的速率递增，估计2005年，我国集成电路国内市场的需求约为300亿块、800亿元人民币；2010年，达到700亿块、2100亿元人民币。
从近几年统计数字分析看，国内生产芯片（包括外商独资企业的生产和在国内封装的进口芯片）占国内需求量的20%～25%，但国内生产部分的80%为出口，按此计算，我国集成电路产业的自给率仅4%～5%.但是，有两个因素影响了对芯片生产自给率的准确估计。首先是我国集成电路的产品销售有很大一部分通过外贸渠道出口转内销，据信息产业部估计，出口转内销约占出口量的一半。如此推算，国内半导体生产满足国内市场的实际比重在12%～15%.实际上，国内生产的芯片质量已过关，主要是缺乏市场信任度，而销售渠道又往往掌握在三资企业外方手中。
但芯片走私的因素，可能又使自给率12%～15%的估计过分夸大。台湾合晶科技公司蔡南雄指出：官方统计，1997年中国大陆进口集成电路和分立器件约50亿美元，但当年集成电路进口实际用汇达95.5亿美元。[2]近几年大力打击走私，这一因素的作用可能有所减弱。但无论如何，我国现有半导体产业远远落后于国内需求的迅速增长则是不争的事实。
由于核心部件自给能力低，我国的电子信息产业成了高级组装业。著名的联想集团，计算机国内市场占有率是老大，利润率仅3%.我国电子信息制造业连年高速增长，真正发财的却是外国芯片厂商。
由此，进入1990年代以来，我国集成电路进口迅速增长。1994～1997年，集成电路进口金额年均递增22.6%；97年进口金额为36.48亿美元，96.06亿块。[3]1999年，我国集成电路进口75.34亿美元，出口（含进料、来料加工）18.89亿美元。
2000年6月，国家《软件产业和集成电路产业的发展的若干政策》（国发18号文件）。在国家发展规划和产业政策的鼓舞下，各地政府纷纷出台微电子产业规划，其中上海和北京为中心的两个半导体产业集中区，优惠力度较大，投资形势也最令人鼓舞。目前累计已开工建设待投产的项目，投资总额达50亿美元，超过我国累计投资额的1.5倍，未来2-3年这几条线都将投入量产。
天津摩托罗拉：外商独资企业，总投资18亿美元，在建。2001年5月试投产，计划11月量产。
上海中芯：1/3国内资金，2/3台资（第三国注册）。投资14亿美元。2001年11月将在上海试投产。
上海宏立：预计2002年一季度投入试运行，16亿美元。
北京讯创：6寸线，投资2亿美元。
友旺：在杭州投资一条6寸线，10亿人民币左右，已打桩。
目前我国半导体产业和国际水平的差距
总体上说，我国微电子技术力量薄弱，创新能力差，半导体产业规模小，市场占有率低，处于国际产业体系的中下端。
从芯片制造技术看，和国际先进水平的差距至少是2代。[4]尽管华虹现已能生产0.25微米SDRAM，接近国际先进水平（技术的主导权目前基本上还在外方手中），国内主流产品仍以0.8-1.5微米中低端低价值产品为主。其中80%～90%为专用集成电路，其余为中小规模通用电路。占IC市场总份额66%的CPU和存储器芯片，我国无力自给。
我国微电子科技水平与国外的差距，至少是10年。[5]现有科技力量分散，科技与产业界联系不紧密。产业内各重要环节（基础行业、设计、制造工艺、封装），尚未掌握足以跨国公司对等合作的关键技术专利。
半导体基础（支撑）行业落后：目前硅材料已有能力自给，各项原料在不同程度上可以满足国内要求（材料半数国产化，关键材料仍需进口）。
但如上所述，几乎所有尖端设备，我们自己都不能设计制造，基本依赖进口。业内认为我国半导体基础行业和国际水平差距约20年。
一般地说，西方对我引进设备放松的程度和时机，取决于我国自身的技术进展，所以我国半导体设备技术的进步，成为争取引进先进设备的筹码（尽管代价高昂）。如没有这方面的工作，设备引进受到限制，连参与设备工艺的国际联合研制的资格也没有（韩台可以参与）。
已引进的先进生产线，经营控制权不在我手中，妨碍电路设计和工艺自主研发现有较先进的集成电路生产线（包括华虹NEC、首钢NEC），其技术、市场和管理尚未掌握在中国人手中。其原因是“自己人”管理，亏损面太大。现有骨干企业不是合资就是将生产线承包给外人，技术和经营的重大决策权多在外方代表手中。经营模式还没有跳出“两头在外”模式。
这也说明，我国现有国有企业经济管理机制，尽管有了很大进步，但还没有真正适应高科技产业对管理的苛刻要求，高级技术人才和营销人才更是缺乏。
“某厂…最赔钱的×号厂房，包出去了。这也怪了。台湾人也没有带多少资金技术，还是原来的设备和技术，就赢利。
“我问承包人，人还是我们的人，厂房技术还是我们的，为什么你们一来就行了？他说”体制改变了“。我问体制改了什么，是工资高了？也不是。他们几个人就是搞市场。咱们中国市场之大，是虚的。让人家占领的。
“10多年前我在美国参观，他们的工厂成品率是90%多，我们研究室4K最高时成品率50%多，当时这个成绩，全国轰动。我参观时问，你们有什么诀窍做到90%多？美国人说没有什么诀窍，就是经常换主管，新主管要超过上一任，又提高一步。主管到了线里，就是general，…说炒就炒。咱们国家行吗？我们这些领导都是孙子…半导体的生产求非常严格的纪律。没有这个东西绝对不行。你想100多道工艺，每一道差1%，成品率就是零。所以这个体制，说了半天没有说出来，一是市场，一是管理。”[6]但无论如何，我们半导体产业的“管理”和“市场”这两大门坎，是必须跨过去的。深化国企改革、发挥非国有经济的竞争优势，在半导体领域同样适用。
由于没有技术和经营控制权，导致我们的半导体产业遇到两方面困难。首先，国内单位自行设计的专用电路上线生产，必须取得生产厂家的外方同意，有的被迫转向海外代工，又多一道海关的麻烦；关系国家机密的芯片更无法在现有先进生产线加工（或者是外方以“军品”为名拒绝加工，或者是我方不放心）。
其次，妨碍了产学研结合、自主设计和研发工艺设备。例如中国科学院微电子中心已达到0.25微米工艺的中试水平，但因先进工厂的经营权不在自己手中，无法将自有工艺研究成果应用于大线试生产。
工艺技术是集成电路制造的关键技术。如果我方没有自主设计工艺的技术能力，即使买了先进生产线也无法控制。目前合资企业中，中方职工可以掌握在线的若干产品的工艺技术，但无法自主开展工艺技术研究。5年后我方将接管华虹NEC，也面临自己的工艺技术能否顶上去的问题。工艺科研领域目前所处的困境如不能及时摆脱，则仅有的研究力量也会逐渐萎缩，如果不重视工艺技术能力的成长，我们就无法掌握芯片自主设计生产能力。
设计行业处于幼稚阶段由于专业电路市场广阔，目前国内各种类型的设计公司逐渐增加。但企业普遍规模偏小、技术水平较低，缺乏自主开发能力。
由于缺乏技术的积累，我国还远没有形成具有自主知识产权的IP库，与国外超大规模IC的模块化设计和S0C技术差距甚远。设计软件基本用外国软件，即使设计出来，也往往因加工企业IP库的不兼容而遭拒绝。
集成电路的设计与加工技术是相互依存的。因为我国微细加工工艺水平落后，人才缺乏，目前不具备设计先进电路的水平，更没有具备设计CPU及大容量存储器的水平。也有的客户眼睛向外，不愿意在国内加工，但到国外加工还要受欺负。尽管我们花了100%的制版费，板图也拿不回来。
超大规模集成电路的设计，难度最大的是系统设计和系统集成的能力，最需要的人才是系统设计的领头人，这是我国最缺的人力资源。国内现有人才多数是设计后道的能力，做系统的能力差。国内现有环境，培养这样的人才比较难。
国内的设计制造行业，就单个企业来说很难开发需要高技术含量的超前性、引导性产品。多数民营中小企业只能跟在别人后面走仿制道路（所谓反向设计）。反向设计只能适应万门以下电路的设计开发。故目前还无法与国外先进设计公司竞争。
缺乏市场信任度由于总体技术水平低，市场多年被外国产品占领，自己的供给能力还没有赢得国内市场的信任，以致出现外商一手向国内IC厂定货，再转手卖给国内用户的现象。这是当前外（台）商大举在国内投资集成电路生产线的客观背景。
国内设计、制造的产品往往受到比国外产品更严格的挑剔，要打开市场需要更多的时间和精力，这就难免被国外同行抢先。半导体市场瞬息万变，竞争十分残酷，而我国对自己的半导体产业，似取过分自由放任态度，几乎完全暴露在国际竞争中。有必要对有关政策上给以重新评估。
我国电子整机厂多为组装厂，自己设计开发芯片的极少，由于多头引进，整机品种繁多，规格不一，批量较小，成本高。另外，象汽车电子、新一代“信息家电”等产品市场很大，但需要高水平且配套的芯片产品，而我国单个电路设计企业无力完成，设计和生产能力还尚待磨合。如欲进军这方面的市场，需要高层有明确的市场战略和行业级的协调。我国微电子行业目前因技术能力所限，可适应市场领域还比较狭窄，又面临着国际市场的巨大压力。要争得技术和资本的积累期和机会，必须有政府的组织作用。
还没有形成完整的产业体系从整体看，我国半导体产业还没有形成有机联系的生态群，或刚刚处于萌芽状态，产业内各环节上下游间互补性薄弱。目前少数先进生产能力，置于跨国公司的全球制造～营销体系内，外（台）商做OEM接单，来大陆工厂生产，国内芯片厂商被动打工。国家体制内的科研力量和现有生产体系的结合渠道不顺畅，国内科技型中小型民营（设计）企业和大型制造企业的互补关系正在建立中。
“集成电路设计与生产都需要有很强的队伍，能够根据国内整机的需要设计出产品，按照我们的工艺规则来生产。他的设计拿过来我们能做，做好了能够测试，测试以后能够用到整机单位去应用。这条路要把它走通。另外还有一批人能够打开市场。其他的暂时可以慢一点。”[7]所以，目前我国微电子领域与国际水平的差距，并非单项技术的差距，而是包括各环节在内的系统性的差距。单从技术和资金要素来看，“908”“909”工程的实践，可以说是试图以类似韩国的大规模投资来实现生产技术的“跨越”。但实践证明，单项发展，不足以带动一个科技-产业系统的整体进步。不仅要克服资金、人才、市场的瓶颈，也要克服体制、政策的瓶颈，非此不能吸引人才，不能调动各方面的积极性。
我国半导体产业发展的现有条件
经过20年的发展和积累，特别是近年来我国电子信息产业的高速发展，半导体产业在我国经济、国防建设中的重要地位，以及加快发展的必要性，已基本形成共识。应该说，我国已经在多方面具备了微电子大发展所必须的条件。
首先是经过多年的引进和国家大规模投资，已形成一定产业基础，初步形成从设计、前工序到后封装的产业轮廓。广义电子产业布局呈现向京津地区、华东地区和深穗地区集中的态势，已经形成了几个区域性半导体产业群落。这对信息知识的交流，技术的扩散，新机会的创造，以及吸引海外高级人才、都十分重要。
技术引进和国内科研工作的长期积累，也具备了自主研发的基础。“909”工程初步成功，说明投资机制有了巨大进步，直接鼓励了外商投资中国大陆的热情。尤其在通讯领域，国内以企业为主导的研发机制取得了可喜发展。
其次，国内投资环境大幅度改善。尤其是沿海经济发达地区，市场经济初见轮廓，法制和政策环境日益改善，人才和资金集中，信息基础设施完备，各种类型的民营企业已开始显现其经营管理能力，已有问鼎高效益高风险的微电子领域的苗头，各种类型的设计公司正在兴起。
近两年来，海外半导体产业界已经对我国大陆的半导体业投资环境表示了极大兴趣。外（台）商对大陆的半导体投资热，虽然并不能使我们在短期内掌握技术市场控制权（甚至可能对我人才产生逆向吸附作用），但有助于形成、壮大产业群，有助于冲破西方设备、技术封锁。长远看是利大于弊。
人才优势。国内软件人才潜力巨大，而软件设计和芯片设计是相通的。这是集成电路设计业的有力后盾。
再次是随着国内电子产品制造业的飞速发展，半导体产业市场潜力巨大。1990年代，我国电子产品制造业产值年均增长速度约27％，1999年为4300亿元人民币，2000年达5800亿（总产值1万亿）。其中，PC机和外部设备年增率平均40％以上，某些产品的产量已名列世界前茅；互联网用户和网络业务的年增率超过300％；公用固定通讯交换设备平均每年新增2000万线，预计2005年总量将超过3亿线；手机用户数每年增长1500-2000万户，2001年已突破1亿户。各类IC卡的需求量也猛增。据信息产业部预计，我国电子产品制造业未来5年平均增长率将超过15%（一般电子工业增长率比GDP增长率高1倍）。预计2005年，信息制造业的市场总规模达到2万亿。
最后是国家对半导体产业十分重视。官方人士多次表示：要想根本改变我国的电子信息产业目前落后状况，需要“十五”计划中，把推进超大规模集成电路的产业化作为加速发展信息产业的第一位的重点领域。并相应制定了产业优惠政策。这些政策将随着产业的发展逐步落实并进一步完善。
注释：
[1]陈文华，1998年。
[2]《产业论坛》1998年第18期。
[3]陈文华，1998年。
[4]《关于加快我国微电子产业发展的建议》，工程科技与发展战略报告集，2000年。
[5]叶甜春，2000年。
[6]吴德馨院士访谈录，2001年3月。
半导体论文篇2
半导体(LED)封装导读：本文将对环氧树脂封装塑粉的成分、特性、使用材料加以介绍，希望对IC封装工程师们在选择材料、分析封装机理方面有所帮助。 半导体(led)封装业占据了国内集成电路产业的主体地位，如何选择电子封装材料的问题显得更加重要。根据资料显示，90％以上的晶体管及70％~80％的集成电路已使用塑料封装材料，而环氧树脂封装塑粉是最常见的塑料封装材料。本文将对环氧树脂封装塑粉的成分、特性、使用材料加以介绍，希望对IC封装工程师们在选择材料、分析封装机理方面有所帮助。 1.LED封装的目的 半导体封装使诸如二极管、晶体管、IC等为了维护本身的气密性，并保护不受周围环境中湿度与温度的影响，以及防止电子组件受到机械振动、冲击产生破损而造成组件特性的变化。因此，封装的目的有下列几点： (1)防止湿气等由外部侵入； (2)以机械方式支持导线； (3)有效地将内部产生的热排出； (4)提供能够手持的形体。 以陶瓷、金属材料封装的半导体组件的气密性较佳，成本较高，适用于可*性要求较高的使用场合。以塑料封装的半导体组件的气密性较差，但是成本低，因此成为电视机、电话机、计算机、收音机等民用品的主流。 2.封装所使用的塑料材料 半导体产品的封装大部分都采用环氧树脂。它具有的一般特性包括：成形性、耐热性、良好的机械强度及电器绝缘性。同时为防止对封装产品的特性劣化，树脂的热膨胀系数要小，水蒸气的透过性要小，不含对元件有影响的不纯物，引线脚(LEAD)的接着性要良好。单纯的一种树脂要能完全满足上述特性是很困难的，因此大多数树脂中均加入填充剂、偶合剂、硬化剂等而成为复合材料来使用。一般说来环氧树脂比其它树脂更具有优越的电气性、接着性及良好的低压成形流动性，并且价格便宜，因此成为最常用的半导体塑封材料。 3.环氧树脂胶粉的组成 一般使用的封装胶粉中除了环氧树脂之外，还含有硬化剂、促进剂、抗燃剂、偶合剂、脱模剂、填充料、颜料、润滑剂等成分，现分别介绍如下： 3．1环氧树脂(EPOXY RESIN) 使用在封装塑粉中的环氧树脂种类有双酚A系(BISPHENOL-A)、NOVOLAC EPOXY、环状脂肪族环氧树脂(CYCLICALIPHATIC EPOXY)、环氧化的丁二烯等。封装塑粉所选用的环氧树脂必须含有较低的离子含量，以降低对半导体芯片表面铝条的腐蚀，同时要具有高的热变形温度，良好的耐热及耐化学性，以及对硬化剂具有良好的反应性。可选用单一树脂，也可以二种以上的树脂混合使用。 3．2 硬化剂(HARDENER) 在封装塑粉中用来与环氧树脂起交联(CROSSLINKING)作用的硬化剂可大致分成两类: (1)酸酐类(ANHYDRIDES); (2)酚树脂(PHENOLICNOVOLAC)。 以酚树脂硬化和酸酐硬化的环氧树脂系统有如下的特性比较： 弗以酚树脂硬化的系统的溢胶量少，脱模较易，抗湿性及稳定性均较酸酐硬化者为佳； 以酸酐硬化者需要较长的硬化时间及较高温度的后硬化(POSTCURE)； 弗以酸酐硬化者对表面漏电流敏感的元件具有较佳的相容性； 费以酚树脂硬化者在150-175~C之间有较佳的热稳定性，但温度高于175~(2则以酸酐硬化者为佳。 硬化剂的选择除了电气性质之外，尚要考虑作业性、耐湿性、保存性、价格、对人体安全性等因素。 3．3促进剂(ACCELERATO OR CATALYST) 环氧树脂封装塑粉的硬化周期(CURING CYCLE)约在90-180秒之间，必须能够在短时间内硬化，因此在塑粉中添加促进剂以缩短硬化时间是必要的。 现在大量使用的环氧树脂塑粉，由于内含硬化剂、促进剂，在混合加工(COMPOUNDING)后已成为部分交联的B-STAGE树脂。在封装使用完毕之前塑粉本身会不断的进行交联硬化反应，因此必须将塑粉贮存于5℃以下的冰柜中，以抑制塑粉的硬化速率，并且塑粉也有保存的期限。如果想制得不用低温保存，且具有长的保存期限(LNOG SHELFLIFE)的塑粉，则一定要选用潜在性促进剂(LATENT CATALYST)，这种促进剂在室温中不会加速硬化反应，只有在高温时才会产牛促进硬化反应的效果。目前日本已有生产不必低温贮存的环氧树脂
半导体论文篇3
LED（“L ightEmittingDiode”） 的缩写，中文译为“发光二极管”， 是一种可以将电能转化为光能的半导体器件。LED 的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的芯片，在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个 p-n 结，当注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能转换为光能。不同材料的芯片可以发出红、橙、黄、绿、蓝、紫色等不同颜色的光，“发 光二极管”也因此而得名。 节能和环保是 LED 最大的特点，在我国具有非常重要的现实意义，作为一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，LED(发光二极管)耗电仅为白炽灯的1/10，节能荧光灯的 1/3，而寿命却是白炽灯的 100 倍，发展 LED 产业有利于发展我国的低碳经济。我国照明用电约占总电量的 12%，保守估计 2010 年我国总发电量将达到30，000 亿度，照 明用电将达到约3，600 亿度，如 果能节约一半的照明用电就是1，800亿度，且节约能源消耗和二氧化碳气体的减少排放，并可实现无汞化，对于我国可持续发展及环境保护具有重要意义。 感谢多年来业界专家、媒体、营销实践者对『老姜智造的关注与支持，『 老姜智造推出的《2010 年中国LED 照明企业品牌发展报告》共分三篇，此次的报告为『品牌传播篇分报告，希望对照明业界营销实践者有所帮助，再次感谢！ 第一章 产业发展前景——市场庞大的产业盛宴 从全球布局上看，半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。随着市场的快速发展，美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产，加快抢占市场份额。根据全球 LED 产业发展情况，预计 LED 半导体照明将使全球照明用电减少一半，自2007 年以来澳大利亚、加拿大、美国、欧盟、日本及中国台湾等国家和地区已陆续宣布将逐步淘汰白炽灯，发展 LED 照明成为全球产业的焦点。 中国 LED 产业起步于 20 世纪 70 年代，其中 LED 半导体照明产业起步于 90 年代初。经过近 40 年的发展，中国 LED 产业已初步形成了包括 LED 外延片的生产、LED 芯片的制备、LED 芯片的封装以及 LED 产品应用在内的较为完整的产业链，并且金融危机以来始终保持高速的发展。 关于产业发展鉴于老姜『智造将在后续推出 LED 照明产业专项报告，在此老姜以数据为产业之序带大家一起来看下组数据： 2008 年我国半导体照明总产值近700 亿元，其中芯片产值19 亿元，封装185亿元，应用产品产值450 亿元，芯片、封装和应用产值之比为1∶9∶22。 2009 年，中国LED 外延产业规模达到 7 亿元，占整体产业的3.2%；芯片产业规模达到19.3 亿元，占整体产业的 8.8%。 2009 年包括衬底、外延、芯片、封装在内的中国半导体照明(LED)工业销售总产值达1000 亿元，与2008 年相比，同比增长30%以上， 2010 年，中国 LED 照明产业产值将超过 1500 亿元，较 2008 年翻倍。预计最快在2015 年，LED 在中国照明市场的占有率将达到20%，带动产业规模达5000亿元，中国将进入全球LED 照明市场前三强。 中国LED 产业已经形成珠三角、长三角、北方地区、江西及福建地区四大半导体照明产业聚集区域，上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七大国家半导体照明工程产业化基地。 目前，我国led 行业年产值上亿企业已超140 家，其中大陆LED 从业人员超过80 万，预 计2010-2012 年新增人才需求达 60 万，研究机构20 多家，企业4000 多家；其中上游企业 50 余家（完整统计 62 家），封装企业 1000 余家，下游应用企业 3000余家，70%集中于下游产业。 全文下载：2010年中国LED照明品牌发展研究报
半导体论文篇4
关键词 半导体物理学 课程探索
中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）02-0001-01
信息技术的基础是微电子技术，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。《半导体物理学》是微电子技术的理论基础，是电子科学与技术、微电子学等专业重要的专业基础课，其教学质量直接关系到后续课程的学习效果以及学生未来的就业和发展。但是，《半导体物理学》具有理论性强、教学模式单一、教学内容更新慢等特点，使得学生在学习过程中存在一定的难度。因此，本文从课堂教学实践出发，针对目前教学过程中存在的问题与不足，对微电子专业的《半导体物理学》课程进行探索。
一、教学内容的设置
重庆邮电大学采用的教材为电子工业出版社刘恩科主编的《半导体物理学》，该教材具有知识体系完善、涉及知识点多、理论推导复杂、学科交叉性强等特点，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。另外，我们开设的学生对象为微电子相近专业的学生，因而在课程内容设置时有必要考虑学生知识水平及其知识结构等问题。虽然微电子学相近专业开设了大学物理等课程，但是大部分专业未开设量子力学、固体物理及热力学统计物理等前置课程，学生缺少相应的背景知识。因此，我们在《半导体物理学》课程内容设置上，需要将部分量子力学、固体物理学及统计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。
从内容上，依据课程大纲《半导体物理学》主要分为两大部分，前半部分着重介绍半导体的电子状态及对应的能带结构，电子有效质量、杂质和缺陷能级、载流子的统计分布，半导体的导电性与非平衡载流子，在此基础上进一步阐述了费米能级、迁移率、非平衡载流子寿命等基本概念；后半部分对典型的半导体元器件及其性能进行了深入分析。基于以上分析，半导体物理课程对授课教师要求较高，需要教师采用多样化的教学手段，优化整合教学内容，注重理论推导与结论同相关电子元器件的实际相结合，使学生较好地理解并掌握相关知识。
二、教学方法与教学手段
为了让学生能较好地掌握《半导体物理学》中涉及的理论及模型，需要采用多样化的教学方法和手段。基于《半导体物理学》课程的特点，在传统黑板板书基础上，充分利用PPT、Flash等多媒体软件，实物模型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，从而达到提高课堂教学质量的目的。
三、考核方式的改革
为了客观地评价教学效果和教学质量，改革考核方式是十分必要的。针对《半导体物理学》课程特点，对考核方式作如下尝试：（1）在授课过程中，针对课程的某些重点知识点，设计几个小题目，进行课堂讨论，从而增强学生上课积极性及独立思考能力；（2）学期末提交针对课程总结的课程论文，使学生在对课程有更深入了解的同时激发学生的创造积极性。
《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。要实现《半导体物理学》这门课的全面深入的改革，还有待与同仁一道共同努力。
参考文献：
[1]汤乃云.微电子专业“半导体物理”教学改革的探索[J].中国电力教育，2012，（13）.
半导体论文篇5
关键词：半导体器件物理；教学改革；探索与实践
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0222-03
一、引言
随着全球信息化进程的加快，微电子产业得到了迅速的发展，作为向社会输送技能型人才的高职院校，培养微电子专业学生具备一定理论基础和较强的实践创新能力显得尤为重要。《半导体器件物理》是高职院校微电子专业的一门重要的专业基础课，主要讲授的是半导体特性、PN结原理以及双极型晶体管和MOS型晶体管的结构、工作原理、电学特性等内容，该课程教学的目的是让学生掌握微电子学专业所用的基本器件知识，为学习集成电路工艺和设计打下理论基础。
二、目前课程面临的问题
1.学生的知识基础的不足。要系统而深入地学习《半导体器件物理》课程，一般要求具备量子力学、固体物理及统计物理等前导课程的基础知识。高职院校的学生，虽然是高中起点，但其中有很多文科毕业生，物理、数学基础较差，缺乏现代物理学方面的基本概念和相关理论知识，面对《半导体器件物理》课程的学习，知识上难以顺利衔接。
2.缺乏适合高职学生的教材。高职院校的微电子专业通常起步较晚，目前适合高职教育的《半导体器件物理》教材很少，比较成熟的几乎全部都是本科教材，其基础知识起点较高、数学推导繁杂，内容覆盖太广，不能适应高职学生的需求[1]。
3.教学模式的限制。《半导体器件物理》这门课理论性很强，通常把它定位于纯理论课程，在教学模式上通常以板书为手段，以讲授为主。其实，这门课是一门理论性和实践性并重的专业基础课，要求学生在掌握知识的同时学会科学的思维方法、具备开放的研究能力。但是传统的教学模式对这些能力的培养是一个束缚。
4.教学资源的匮乏。在教学过程中为提高教学效率、增强学生兴趣，强调充分应用现代教育技术和手段。但本课程缺乏直观生动、富有动态变化，切实反映物理过程的辅助用PPT，另外，网络资源很少，学生无法通过现代信息技术手段来实现自主学习。
三、课程教学改革探索与实践
1.编写适合高职学生的教材。基于高职学生的特点和培养高技能应用型人才的目标，在教学内容的选择上应以必须、够用为度，突出基础性、实践性。例如在半导体材料特性这一部分，我们注意和高中物理的衔接，删去K空间、布里渊区等过于艰深内容，增加了原子物理的基本概念，顺利引出能带论。在讲双极和MOS器件时，我们将半导体器件版图的内容渗透到教学内容中，让学生形成基本概念，有利于和《半导体集成电路》、《集成电路版图设计》等课程的衔接；同时引入半导体器件工艺流程，为学习《半导体制造工艺》打下基础，课程的实践性也得以体现。另外，教学过程中的数学推导尽可能简洁或者略去，注重通过图例阐述物理过程，避免学生的畏难情绪。
本课程的内容按照知识内在的逻辑关系，可以分为三个模块。集成电路的设计与制造是围绕着半导体材料特性展开的，是微电子专业课程的基础；PN结原理是双极型晶体管的基础、半导体表面特性是MOS型晶体管的基础；我们把这三块内容确定为基础模块。常规的半导体器件不是双极性型的就是MOS型的，集成电路的基本单元也就是这两种类型的晶体管，这是后续课程学习的关键，也是岗位职业能力的基础。我们把这两块内容定为核心模块。功率器件、太阳能电池、LED属于新兴的产品，对他们的结构原理的介绍也是有必要的，归为拓展模块。教学过程中要夯实基础（模块），突出核心（模块），介绍拓展（模块）。以期打好后续课程的基础，全面培养学生的职业能力。基于上述教学内容选择及组织形式，在多年教学实践的基础上，我们编写了一本文字浅显易懂、图例直观明了、论述明白流畅、数学表达简洁、理论联系实际、内容够用即可的校本教材。通过试用学生反映较好，为教学工作带来极大的便利。目前，教材《半导体器件物理》[2]已由机械工业出版社正式出版。
2.推进理实一体化教学改革。以前，教师通常将这门课当成一门理论课来上，以教师讲课为主，实行的是填鸭式的灌输教育，大部分学生对这种教学模式不感兴趣。笔者以为，《半导体器件物理》这门课是理论性和实践性并重的一门课程。在教学改革中我们将半导体实验嵌入其中，作为理实一体化项目。把原来的验证性实验改变为探究性实验，让学生通过实验现象自行分析研究，发现规律、得出的结论，从而提高学习积极性，增强感性认识，最终达到切实掌握知识的目标。
以PN结的正向特性——肖克莱方程为例，肖克莱方程的引入是个难点，完整的推导至少需要一个课时，作为高职院的学生来说，能听懂的是少数。现在我们讲完正向导通的物理过程之后，运用半导体管特性图示仪测量出PN的正向特性曲线（如图2），然后直接引入肖克莱方程：
I=I■exp■-1
我们根据实测曲线给出理想曲线（如图3）并进行对照，通过对比发现差异，然后介绍阈值电压及其产生机理。这样既避开了烦琐的数学推导，又使得阈值电压的概念能够牢固的掌握。
目前课程运用的理实一体化项目有14个，如表1所示，占约占总课时的30%。
3.采用多元化教学方法。为了帮助克服学生学习“半导体器件物理”课程理论性较强和抽象难懂的困难，我们在实际的教学过程中，多采用启发式和讨论式教学，将理论学习和实践练有机结合起来，增强学生创新思维和参与意识。在课堂教学中，采用启发式教学，注重师生互动，改变以往的灌输教育，使学生真正参与进来，加强他们学习的主动性，提高教学效率。采用讨论式教学可以使学生在学习中由被动变为主动。在课堂上教师提出一些问题，让学生自己查阅相关文献寻找解决的办法。然后就该问题组织学生展开讨论。例如MOS管栅电极两边出现电场峰值，会降低击穿电压，应当怎么改善？在讨论过程中教师总结和点评时，要指出为什么对，为什么错[3]。在教学过程中，课程组设计完成一套多媒体课件，注重反映重要的概念与公式以突出基本概念和基本计算，展示器件等图例，既方便说明问题，又可以减少板书时间，将更多的时间留给学生交流讨论。PPT中还表现了物理现象的变化过程，将抽象理论知识动起来，大大激发了学生的学习热情，加深了学生对理论知识的深刻理解。
4.将版图设计软件引入教学。Cadence virtuoso是一款功能强大的版图设计软件，运用cadence配套的specture仿真工具，也可以对半导体器件进行仿真分析，在这方面cadence软件也有不俗的表现。下面采用该软件对mos特性曲线在不同器件参数下进行量化分析。
图1是标准NMOS器件的特性曲线仿真结果，宽长比为1μm∶1μm；改变其宽长比为1μm∶10μm，特性曲线仿真结果如图2。通过对比让学生理解半导体器件结构参数的改变将造成电学特性的变化，掌握如何合理选择参数的方法。在教学过程中利用版图设计软件来进行仿真，增强了学生的感性认识，有助于学生的对理论知识的理解。同时让学生初步接触专业软件，为后续的《集成电路版图设计技术》等课程打下基础。
5.建立课程网站。目前，课程已建立了网站，将课程信息、教学内容、多媒体课件、课外习题及答案等材料上网。课程网站的设立共享了教学内容，指导学生学习方法，方便学生自主学习。
四、总结与展望
在《半导体器件物理》课程改革的探索实践过程中，我们使用课程组编写的适合高职学生的教材，推进理实一体化的教学模式，在教学过程中恰当的运用启发、讨论等教学方法、制作直观、动态的PPT辅助教学，收到了良好的教学效果，学生在学习过程中的畏难情绪明显减少，主动性得到了显著提升，和往届相比，学习成绩获得一定的提高，后续课程的老师反映学生对基本概念的掌握更为扎实，教学改革获得了初步成效。
目前已建立了《半导体器件物理》课程网站，但是缺乏互动。下一步的设想是：利用学校的Kingosoft高校网络教学平台，创建了《半导体器件物理》教学网站，开展网络化教学。要设立多媒体课件、课程录像、网络资源、交流论坛、课程信息、课外习题、习题解答等栏目，积极拓展学生的学习空间，加强学生之间、教生之间的交流，以期方便不同理论基础的学生进行学习，提高学生的自主学习能力，进一步调动了学习的主观能动性。
参考文献：
[1]陈国英.《半导体器件物理基础》课程教学的思考[J].常州：常州信息职业技术学院学报，2007，（6）.
[2]徐振邦.半导体器件物理[M].北京：机械工业出版社，2013.
[3]李琦，赵秋明，段吉海.“半导体器件物理”的教学探讨[J].南京：电子电气教学学报，2011，（2）.
半导体论文篇6
关键词 半导体物理 教学改革 教学质量
中图分类号：G047 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）19-0007-02
从第一个半导体点接触式晶体管发明以来，半导体产业已经成为了国民经济重要的组成部分，世界各国均竞相大力发展本国的半导体产业，以期在国际舞台的较量中争得主动权。因此，它关系到国民经济整体效益和国家安全，关系国家前途的重要战略产业。现代半导体科学的迅猛发展、知识的不断翻新、竞争的不断深入、对人才素质要求的不断提高都给我国半导体产业的发展提出了严峻挑战，也给半导体物理基础教育提出了新的、更高的要求。
半导体物理主要介绍了半导体材料和器件中的重要物理现象，阐述了半导体物理性质和理论，确定了半导体有关物理量的实验方法。半导体物理是微电子类相关专业，如电子科学与技术、微电子、集成电路设计等专业核心重点课程，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。但是，由于半导体物理的学科性很强，理论较为深奥，涉及知识点多，理论推导繁琐，对于学生的数学物理的基础要求较高，学生在学习的过程中存在一定的难度。因此，对授课教师提出了更高的要求，不仅要对半导体物理有充分的理解，还要熟悉半导体工艺和半导体集成电路设计。同时，必须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，丰富教学手段，结合科技发展热点问题，探索教学改革措施，激发学生的学习兴趣，提高半导体物理课程的教学质量。
一、优化整合教学内容
重庆邮电大学采用的教材为刘恩科主编的《半导体物理学》（第七版，电子工业出版社），该教材是电子科学与技术类专业精品教材。同时，半导体物理课程学科领域发展极为迅速，新的理论和研究前沿不断涌现，研究领域不断扩展，学科交叉渗透性越来越强，知识更新也很快。针对以上问题，授课教师应与时俱进，在保持课程知识结构与整体系统性的同时，对教学内容进行合理取舍，压缩与其它课程重叠的内容，删除教材中相对陈旧的知识，密切跟踪科技前沿与研究热点，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能对半导体的发展历程和发展趋势有一个清晰的认识，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，互联网搜索最近几年半导体技术的最新研究成果，以多媒体录像及图片的形式，使学生能及时掌握前沿发展趋势，激发学生的学习热情，培养学生的科学精神。例如，在正式开始《半导体物理学》相关内容课程教学前，应将前置课程中重要的基本知识贯穿于教学过程中，以免造成学生认识上的巨大跳跃感；在讲解半导体能带结构前，增加适量学时讲授近论物理知识，使学生了解原子中电子能级和电子壳层分布，掌握泡利不相容原理、玻耳兹曼分布律和玻尔频率条件等微观粒子运动的基本规律。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，才能对现有课程知识有更深入的了解和掌握。否则将造成学生理解上的障碍，最终导致学生失去继续学习的兴趣。 因此在授课内容的选择、排列上要遵循循序渐进的原则。再例如在讲授半导体元器件的结构及性能时，适当补充半导体器件的制备工艺，结合半导体器件的制备视频，让学生结合某种半导体器件分析其结构与性能。
二、强调基本概念与物理模型，提高教学质量
半导体物理课程涉及到的基本概念和物理模型较多，仅凭教材中的定义理解这些概念和模型，学生很难完全掌握。教师授课时应重在与应用相结合，以必需、够用为度，结合实用性和先进性，力求内容精简、重点突出、概念明确、说理清晰。将书本上的理论推导与结论同相关实验相结合，使学生对抽象的课堂相关知识能顺利地转化为直观认识，增强教学效果。实践是检验真理的标准，在理论教学的同时，适当安排学生进行相关实验操作，观察实验现象，既加深了对理论的认识，锻炼了动手能力，又能通过做实验使学生切身体会到一个物理结论是怎样体现了理论和实践的完美统一，从中领悟出科学研究的普遍方法和过程。
部分深奥的物理模型，学生比较难以理解，教师应运用恰当的类比，进行形象分析，加深学生对物理模型的理解，增加学生的学习兴趣。例如讲电子能态密度以及电子密度的概念，部分学生较容易混淆的概念。为了帮助学生理解，教师可以通过教学楼里面的学生人数与半导体中的电子数目进行类比：同楼层不同的教室对应不同的能态，教室里座位数对应能态的数目，把学生当作半导体中的电子。这样计算电子能态密度就相当于计算教室里单位面积的座位数，计算半导体电子浓度就相当于计算教室单位面积内学生人数。一个学生坐在某一排的某个座位上，即认为这个电子态被电子占有。通过这种生动形象的类比，学生对这两个概念的理解就清楚多了。半导体物理课程中理论推导和数学上的近似处理较多，繁琐的公式推导增加了学生对物理模型理解的难度。物理模型和简单的数学推导用多媒体或视频的形式展示给学生，复杂的数学推导则采用黑板板书的形式加以讲解，这样能适当地把物理模型和公式推导分开，使学生在彻底理解物理模型的基础上掌握理论推导。
课前预习和课后练习也是提高课堂教学的两个重要的环节。应适当给学生布置相关的课后作业，引导学生进行独立思考，在下一堂课开始安排一定的时间进行个别回答或集体讨论，及时解决学生的疑惑，从而形成可持续发展的模式。
三、考核方式的改革
为了客观地评价教学效果和教学质量，针对半导体物理课程特点，对考核方式作如下尝试：1.考试是课程教学过程中一个非常重要的环节，平时成绩是衡量学生平时学习表现的主要指标，所以本课程考核方式之一采用期末试卷笔试与平时成绩结合的方式；2.在授课过程中，针对课程的某些从实验得出的理论结论，开放实验室，让学生分组协作完成实验结验证，从而将课本知识转化为实践动手能力。
四、结束语
总之，半导体物理是电子科学与技术专业专业基础核心课，在教学过程中合理安排教学内容，采用现代化教学手段，不断进行教学改革，提高了半导体物理课程的课堂教学效果，为学生后续专业课程的学习奠定了扎实的基础，培养适应社会需求的专业型人才。
参考文献：
[1]汤乃云.微电子“半导体物理”教学改革的探索[J].中国电力教育，2012，（13）：59-60.
[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，2011.
半导体论文篇7
论文关键词：《万有引力理论的成》就教学设计
1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2、掌握应用万有引力定律计算天体质量的两种方法。3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。（二）过程与方法1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。2、了解天体中的知识。（三）情感、态度与价值观体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点
教学重点
根据已知条件求天体质量。
教学难点
根据已有条件求中心天体的质量及解决天体运动的思路与方法。
教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、总结规律。
教学过程
知识回顾：
1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。
2、解决匀速圆周问题的一般思路是什么？
3、万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？
4、重力和万有引力的关系？
引入新课
师：阿基米德在研究杠杆原理后说了一句振奋人心的话：“给我一个支点，我可以撬起地球！”同样给你一个天平，能否称出地球的质量呢？
生：不能。
师：地球的质量不能用天平直接称量，那么用什么办法才能称出地球的质量呢？
新课教学
一、科学真是迷人--------称量地球的质量
1、教材上提供了一种称量地球质量的方法，我们一起去看看是如何称量地球质量的？
引导学生阅读教材完成下面问题
（1） 推导出地球质量的表达式初中物理论文，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？
（2）表达式成立的依据是什么？
2、思考：利用万有引力的知识还有没有其他方法能够计算出地球的质量？
帮忙：（同学讨论完成）
某同学根据以下条件，想要计算地球的质量。已知引力常量G，月球绕地球公转的半径为 r ，月球绕地球公转周期为T ，你能帮助他计算出地球的质量吗？
提示：（1）月球在做什么运动？
（2）解决这类运动的思路是什么？
3、总结：求解地球质量的方法：
方法1：若不考虑地自转的影响，地面上物体的重力等于地球对它的引力。
方法2：若已知地球一卫星的轨道半径和线速度、角速度或周期其中之一，也可求得地球的质量。
练习1：
算地球的质量，除已知的一些常数（G,g)外还须知道某些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有哪些组：
A. 已知地球半径R
B. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v
C. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T
D. 地球公转的周期 及运转半径
通过对上题D项的分析引导学生实现知识的迁移中国知网论文数据库。从而把求解地球质量的方法推广到求解其他天体的质量。
4、知识迁移：
受到地球质量求法的启发，能否求出太阳、月亮等其他天体的质量呢？如果能求，需要哪些已知条件？如何求？
学生讨论完成上面问题。
5、小结：求解中心天体质量的方法：
方法1：表面重力加速度法：
若已知天体表面的重力加速度与天体的半径，可利用万有引力与重力的关系求得。
方法2：环绕天体法：
若已知天体一卫星的轨道半径和线速度、角速度或周期其中之一，可利用万有引力与向心力的关系求得。
提醒：
1.利用上述方法求天体质量时，只能求中心天体的质量，不能求环绕天体的质量。
2.在求天体质量时，地球的公转周期、地球的自转周期，月球绕地球的运行周期可做为已知条件用。
练习2：
A、B两颗行星，质量之比为MA/MB=p半径之比为RA/RB=q初中物理论文，则两行星表面的重力加速度为（ ）
A、p/qB、pq2 C、p/q2D、pq
练习3：
某一绕月卫星的轨道半径为r，周期为T，月球的半径为R，求
（1）月球的质量M为？
（2）月球的密度ρ为？
（3）若该卫星贴近月球表面飞行，则月球的密度ρ为？
二、发现未知天体
学生通过阅读教材，阐述海王星、冥王星的发现过程。
三、考题回顾
宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为 L.已知两落地点在同一水平面上。
求（1）该星球表面的重力加速度g。
（2）若该星球的半径为R，万有引力常数为G，求该星球的质量M和密度ρ
四、课堂小结：
1、如何求解天体的质量。
2、运用万有引力定律解决天体问题的一般思路是什么。
五、作业：
1、完成教材课后习题。
2、完成练习册23、24页习题。
六、板书设计：计算天体的质量（只能计算中心天体的质量）
（1）表面重力加速度法
万有引力理论的成就（2）环绕天体法
发现未知天体：海王星、冥王星的发现
半导体论文篇8
关键词：有机电子学 ssh 非平衡输运问题
一、引言
近几年对有机纳米结构中的非平衡输运的理论研究已迅速发展起来，特别是将非平衡格林函数（negf）方法同密度泛函理论（dft）相结合的dft+negf方法从物理和化学的角度解释了很多实验现象。但是该方法对负微分电阻和双稳态导电开关效应的解释一直未能令人满意，究其根源来自于dft只能给出系统基态的性质，而这两种实验现象则和系统的激发态相关。基于这一思想，研究负微分电阻和双稳态导电开关效应等新现象可以采用能够很好描述有机体系元激发性质的su-schrieffer-heeger（ssh）模型同negf结合的计算方法（ssh+negf）。计算结果合理地解释了相关的实验现象，并在一定程度上预言了有机自旋电子学可能的新物理现象，主要包括：（1）偏压在有机形成的强电场会使有机体系的价带顶同导带底交叠，从而诱导绝缘态-金属态的相变，使得派尔斯相消失；（2）负微分电阻和双稳态导电开关效应都同非平衡极化子密切相关，前者来自于自掺杂极化子的湮灭，后者则来自于偏压导致的非平衡极化子的产生，负微分电阻效应更可以增强有机自旋阀结构的巨磁阻效应。
二、有机电子学中的非平衡输运问题
1、有机电子学中偏压导致的绝缘体——金属相变
负微分电阻和双稳态导电（cs）开关的发现，使得利用单个分子作为电器开关的分子电子学迅速发展起来。作为下一代可实用技术，分子电子学器件应呈现大的开关比（>50:1），且应是分子的内禀性质并具有可控性。人们为探讨导电开关机制提出了一系列模型，如：构形变化、电荷效应和极化子模型。然而，这些均不能很好解释实验中所观察到的分子开关中大的内禀开关比。下面为另一种可能的机制，导电开关中大的内禀开关比用偏压导致的派尔斯相消失以及能级交叉来控制。
大多数分子器件都采用短链 -共轭有机分子作为散射区材料，并制成“金属——分子——金属”三明治结构。链式纳米尺度的有机分子属于有机半导体（oses）。有机半导体的主要特性表现为派尔斯不稳定性，即电子——声子（e——ph）强相互作用导致单双链交替，并在最高已占分子轨道（homo）与最低未占分子轨道（lumo）之间形成一个相对较大的能隙。无论散射区是由自下而上的单层自组装技术还是自上而下的光刻技术制成，派尔斯不稳定性很大程度上限制碳原子的 电子，并使得有机半导体电导率较低。显然，非局域的电子将有助于提高有机半导体的导电性。要产生这种电子，一种方法是使非线性激发（孤子或极化子）作为电荷载流子，另一种方法是直接消除派尔斯相。升高温度可能会使得派尔斯相消除，从而导致绝缘体——金属转变。
利用时间——偏压映射方法，可计算得到时金属/有机半导体/金属系统中扫描偏压与电流的关系（图1）。图中可清楚的看到滞后的导电开关性质。体系中有机半导体层选取40个格点，长度大约为5nm，这与实验材料尺寸一致。图1中包括了实验中所观测的特性：（1）一个明显的双稳开/关态，分别对应于开关比大于20：1的低/高电阻态；（2）电压为 (~4.5 v)时，局域电流出现最大值 ，且电流与有机半导体的尺寸和金属——有机半导体耦合大小呈非线性关系（从几纳安到几微安）；（3）开启电压 (~3.7 v)处为高电流（开关通）的状态；（4）加入正向或反向偏压可得到重复开关和读数。图1中的插图为开启电压 与有机半导体链长 的非线性关系，这证明结果在不同尺寸的有机电子学器件中具有一般性。
图1. 有机半导体链长 、线性扫描偏压比为 且 时金属/有机半导体/金属电子模型的扫描偏压与磁滞电流的关系
2、有机自旋阀系统中电荷转移极化子诱导的负微分电阻
半导体论文篇9
【关键词】 半夏泻心汤；小柴胡汤；伤寒论；随证加减；灵活运用
【中图分类号】R2222 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517（2016）20-0001-03
The Analysis of the Relationship between Banxia Xiexin Decoction and Xiaochaihu Decoction
GONG Jie
Nanjing University of Chinese Medicine，Nanjing 220000，China
Abstract：Banxia Xiexin decoction and Xiachaihu decoction come out of Treatise on Febrile Diseases written by ZHANG Zhongjing.They have many similar parts in pathogenesis，primary syndrome， the use of herbs， the way of decoction and modern clinical applications，etc，although they they may be quite different in primary symptom.So the paper put forward such a new point that Banxia Xiexin decoction is changed from Xiaochaihu decoction and discuss it from the Treatise on Febrile Diseases，the decoction of herbs，pathogenesis，primary syndrome，herbs and modern clinical applications.This fully reflects theflexible way of ZHANG Zhongjing exploring nature from the phenomenon.This way has guiding significance to add and subtract with the certificate in clinical.
Keywords：Banxia Xiexin Decoction； Xiaochaihu Decoction；Treatise on Febrile Diseases； Add and Subtract with The Syndrome； Flexible Use
半夏泻心汤与小柴胡汤皆是出自《伤寒论》的现代临床常用方，但在很多教材中因划分的依据不同而未将两者紧密联系起来，因此初学者很难将两者联系起来进而探知两者之间的关系。笔者将从伤寒原文、病机主症、应用、药物组成、煎法来探析两方的关系，从而揭示仲景在《伤寒论》中从现象中探本质、灵活善变的遣方用药原则，对理解和运用临床方药随证加减有一定的指导意义。
1 探析半夏泻心汤与小柴胡汤关系
11 小柴胡汤之变方――半夏泻心汤 原文149条：“伤寒五六日，呕而发热者，柴胡汤证具，而以他药下之，柴胡汤证仍在者，复与柴胡汤，此虽已下之，不为逆，必蒸蒸而振，却发热汗出而解。若心下满而硬痛者，此为结胸也，大陷胸汤主之；但满而不痛者，此为痞，柴胡不中与之，宜半夏泻心汤。”
原文149条主要辨小柴胡汤误下后的三种转归以及治疗，其一为复与柴胡汤，其二为大陷胸汤，其三即为该条文重点引出的半夏泻心汤。从条文中可以看出疾病最初“伤寒五六日，呕而发热”乃邪入少阳，应属小柴胡汤证而医者误用他药引起的变化[1]。既然是由小柴胡汤证发展而来，半夏泻心汤的药物又与小柴胡汤高度重合，那么张仲景在选方用药是否是直接在小柴胡汤的基础上加减得来的呢？若是按此思路推断，大陷胸汤同为变证也应由小柴胡汤加减而来，可实际上两者的药物却无一相同，这又该如何解释？
如若从病机以及病势来分析，上述问题便可迎刃而解。病机分析：大陷胸汤，“心下满而硬痛”为水热互结于胸膈，治宜泻热逐水破结，显然小柴胡汤的功效已不适合；半夏泻心汤，“满而不痛”为寒热错杂、中焦痞满、升降失司（脾寒胃热、胃不弱肠不足），治宜寒热同调、散结消痞，与小柴胡汤和解少阳、调达枢机的治法在本质上是相通的，也正因此《方剂学》将两者同归于和解剂类[2]。病势分析：大陷胸汤满而痛，半夏泻心汤满而不痛，在病势上前者明显重于后者，因此后者由于病势较轻在选药仍可以沿用小柴胡汤，而后者病势较重，小柴胡汤中的药物已经无法满足则需要重新选药。故从经文的联系上，可推出半夏泻心汤是小柴胡汤变方的观点。
12 病机主症及应用 原文96条：“伤寒五六日中风，往来寒热，胸胁苦满，嘿嘿不欲饮食，心烦喜呕，或胸中烦而不呕，或渴，或腹中痛，或胁下痞硬，或心下悸、小便不利，或不渴、身有微热，或咳者，小柴胡汤主之。”经文例举了往来寒热、胸胁苦满、嘿嘿不欲饮食、心烦喜呕等小柴胡汤证的主症，充分应证了其邪犯少阳、胆火内郁、枢机不利之病机。
原文149条中可知半夏泻心汤证乃小柴胡汤证误下导致少阳邪热乘虚内陷，致寒热互结，脾寒胃热升降失司，而成心下痞。以心下满而不痛，呕恶，肠鸣下利为主症（痞、呕、利三大主症）。
“满”是痞证的主要特点之一，那么小柴胡汤主症中所提胸胁苦满之“满”是否与之相同呢？在此只能说两者在本质上是相同的，都描述患者满闷的自觉症状，都可以算作“痞”，不同点在于两者病位不同：一个病在胸胁另一个则在心下。
两方单独应用时所治疾病也有相同，如消化性溃疡、功能性消化不良、慢性腹泻、胆囊炎、慢性乙型肝炎等。此外，小柴胡汤与半夏泻心汤合用化裁以治疗各种胃脘疾病，如慢性萎缩性胃炎、胆汁反流性胃炎等，也同样取得很好的疗效[3-4]。
半夏泻心汤与小柴胡汤在病机、主症、应用上的相同之处，都可以用来论证本文的观点；而不同之处也可以通过从疾病发生发展的趋势分析得出半夏泻心汤证乃小柴胡汤证基础发展而来的观点。
13 药物组成 半夏泻心汤中药物：黄连、干姜、黄芩、半夏、人参、大枣、炙甘草。
小柴胡汤中药物：柴胡、生姜、黄芩、半夏、人参、大枣、炙甘草。
从药物组成来看，半夏泻心汤可以是直接由小柴胡汤易柴胡为黄连，易生姜为干姜而来。这样的观点是否成立呢？接下来就从两者用药的不同以及相同之处分别论证。
小柴胡汤证中有“心烦喜呕”症状，则以生姜半夏为伍和胃降逆止呕，并取生姜走表之性以引邪达表；方中柴胡为君，性苦平入肝胆经，透泄少阳之邪，并能疏泄气机之郁滞，使少阳之邪得以疏散，柴胡与黄芩相伍一散一清、升降并用、邪正兼顾乃和解少阳之基本配伍。半夏泻心汤则将小柴胡汤的生姜换干姜，此做法是根据疾病的病机而做出的选择即取干姜走里且可驱里寒的功效特点，而相比之下生姜为解表药功在发汗且可引邪达表不适用于半夏泻心汤的脾寒之根本；方中以黄连代替柴胡，则是以黄连与黄芩相伍泄热开痞、降泻心火，而不取柴胡之和解枢邪的功效。加减药物之后，半夏泻心汤之半夏、干姜与黄芩、黄连配伍则达寒热平调、辛开苦降之功，体现舍性取用的配伍特点[5]。从以法统方的角度来说，通过小柴胡汤简单加减后得到的半夏泻心汤，其治法与病机完全相应。
小柴胡汤证与半夏泻心汤证两者病机中都有脾胃失和、升降失司，因此半夏泻心汤保留有人参、大枣、炙甘草以益气健脾、扶正祛邪。
如此分析之后，半夏泻心汤是在小柴胡汤基础上直接加减而来的是可以说得通的，而仲景的思路也可由此推测一二。
14 去滓再煎 《伤寒论》原文中两方的煎法同为“煮取六升，去滓，再煎，取三升”。纵观全书，使用“去滓再煎”[6]的方剂共七首：小柴胡汤、大柴胡汤、柴胡桂枝干姜汤、半夏泻心汤、生姜泻心汤、甘草泻心汤、旋覆代赭汤。到底什么是“去滓再煎”？张仲景又为何要对这七首方剂采用“去滓再煎”的方法呢？
所谓“去滓再煎”是用水煮中药待煎至总量一半时，去滓，后再继续煎至四分之一，通过此法可以达到和解少阳、调和寒热、表里双解的效果，故多用于治疗虚实并见的病证。
单纯从方剂的命名可将上述七首方简单分为以小柴胡汤为代表及在其基础上加减的方剂、以半夏泻心汤为代表治疗痞证的方剂。这样一来使用该煎法的方剂只有上述两类。
然而，后世学者对张仲景为何要使用去滓再煎法持有不同的观点。
最为常见也是目前各大教材所接受的观点――调和药性。去滓再煎在一定程度上延长了煎药的时间，有利于提高药物溶出量、加大调和药味的效果。但也有人对此提出了反对的意见，既然是调和药性以助和解之功且多用于和解剂，那么小柴胡汤与桂枝汤的合方柴胡桂枝汤，同样和解表里则也应用去滓再煎的煎法，而事实上并非如此，因此该观点也并不是无懈可击。还有其他很多观点，但每种观点都可举出一些例子来反驳。那么是否有这样的可能性？即张仲景在行医过程中发现小柴胡汤使用去滓再煎法后疗效更佳，便在写《伤寒论》时将小柴胡汤采用去滓再煎的方法记录其中，而在遇到半夏泻心汤证病人时发现其与小柴胡汤病证有相通之处，在“病症相应，药证相应”的指导原则下对小柴胡汤的治疗思路的做出调整，原方药物基础上加减药味便有了半夏泻心汤，在《伤寒论》的后期整理时研究半夏泻心汤证后将之归类于痞证。这样一来，半夏泻心汤是由小柴胡汤加减而来的，同属一源，便直接沿用了去滓再煎的煎法。这样既能解决后世医家对该法的争论，也可以证明半夏泻心汤是小柴胡汤的加减方的观点。
2 探讨临床方药随证加减
21 随证加减 临床治疗的疗效往往与医者选方用药的精准有着密切联系，而中医学理论体系素以辨证为核心。如果辨证不清，组方思路、用药再精准也无法取得临床预期的疗效，此则体现了辨证的重要性。因此临床医家临床用药多以“随证加减”为首要指导原则。
“随证加减”并不是意味着随意加减药味，而依然要遵循“主证不变主药不变”的基本方法。以《伤寒论》中的桂枝汤为例加以说明。桂枝汤由桂枝、芍药、甘草、生姜、大枣组成，具有解肌发表调和营卫的功效，主治外感风寒表虚证。在此证的基础上若见“项背几几，反汗出”则加葛根，达升津舒经之效；若肌表不和，痰饮咳喘者，则加厚朴、杏仁，达降逆平喘之效；若因误下而兼见胸满，则去芍药，以解肌散邪。此外随证加减也包括药量、剂型的变化。
22 灵活运用 “随证加减”乃是中医理论体系中浓重的一笔，在临床用药的指导中也有着不可替代的地位。但临床上有很多医者以此为终身奉行之圣，恪守于此，此种想法便不可取了。
《素问・阴阳应象大论》言：“故重阴必阳，重阳必阴”，揭示了阴阳互根，万物消长的原理。遣方用药“随证加减”本身并没有错，以此为指导原则也没有错，但物极必反，若过分拘泥该法而不知灵活变通便有失偏颇。只要把握疾病的病因病机及发生发展过程，有时运用“随症加减”也未尝不可。即善从现象探求本质、灵活善变的思想，此则与“异病同治，同病异治”有异曲同工之妙。而上文中对于小柴胡汤和半夏泻心汤两者关系的论证过程更能体现这一观点，若是仲景一味拘泥于随证加减的原则，那么两种不同的证是不可能采用同样的方的。古人云：不以规矩不能成方圆；但同样有人提出：体无常规，言无常宗，物无常用，景无常取。灵活善辨才是中医辨证施治的核心思想。
3 结语
半夏泻心汤与小柴胡汤同为千古名方，也为后世临床之常用方。通过从伤寒原文、病因病机及运用、方药组成、煎法（去滓再煎）四方面探析两方之间的关系，可初步证实半夏泻心汤确实是小柴胡汤的加减方的观点。深入了解两方之间关系后，在今后的临床中无论是对两方各自单独加减还是合方加减应用都有一定的指导意义。通过论证半夏泻心汤乃小柴胡汤之变方的观点，更能揭示《伤寒论》是一部理论联系实际的辨证论治的经典之作，而仲景本人更是善用从现象中探求本质、灵活变通的组方用药之法，这对临床医者对随证加减的理解和灵活运用有很大的指导意义。
参考文献
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半导体论文篇10
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