随着人工智能、物联网、智能制造等新兴产业的兴起,半导体技术日益成为21世纪最为炙手可热的技术和产业之一。半导体技术也因此成为年轻工程师们追求梦想的首选学科。但半导体技术庞杂繁复,该学些什么?我们可以总结以下几个方面:
半导体材料是半导体器件的基础,而器件物理则是从基础上论述器件结构和工作原理。对于半导体工程师来讲,这两个方面是首要考虑的。半导体材料分为硅、锗、化合物半导体等,每一种材料都有着各自的特性和适用的领域。而器件物理则主要探讨材料的能带结构、载流子输运、pn结原理、MOS场效应管原理、发光二极管原理等方面。理论结合实践,不断探索新的半导体材料与结构,方能使半导体技术不断创新。
半导体技术的重要组成部分之一就是集成电路(IC),而IC的设计,是半导体技术中最核心最关键最富挑战性的方面之一。IC设计涉及的领域广泛,包括模拟电路设计、数学运算电路设计、数字电路设计、系统级芯片级集成电路等,而每一个领域都有着自己独特的设计原理和流程,要掌握这些内容,需要不断学习不断实践。
半导体工艺是一种将设计的芯片在特定的材料上刻写出来的技术,可以说是半导体技术在工程领域实施的重要手段。半导体工艺又分为微电子学工艺和大规模集成电路工艺两个领域。半导体工艺要求掌握先进的光刻技术、辅助基板制备、干法腐蚀等等技术,而且对设备操作、生产风险等方面都需要熟知。
半导体技术的封装与测试技术是保证半导体产品品质、可靠性的关键环节。封装技术可分为单芯片封装和多芯片封装两大类,而测试技术则从集成电路的成品测试、芯片功能测试一直到最终系统测试,可谓半导体制造的收官之技。给定半导体器件特性,需要全面熟悉封装与测试技术,从而提高器件生产的品质与效率。