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导读转眼间，中秋国庆假期即将结束。为了不给高速公路添堵，易建军一直待在家里，也算是对假期的贡献。然而，这个假期真的不太平。除了美国总统大选，诺贝尔奖正在陆续颁发，最大的新闻与科技有关，除了苹果 s预定10月14日发布的iphone12，是我们国产手机品牌，其出货量已经占到了全球的半壁江山。但是网友们不高兴的是，除了华为 s的麒麟芯片，这是国产的，其他品牌都成了国外的组装厂。芯片真的很难造吗？下面剑君就带大家分析一下制作芯片的基本材料——硅(si)。
从沙子中提取的贵重硅如上所述，硅是目前制作芯片的主要半导体材料，硅在很多普通沙子中以二氧化硅(sio2 _ 2)的形式存在。
硅以二氧化硅(sio2)的形式存在于许多沙子中
而制作芯片的硅原料对硅的纯度要求很高，要达到99.9999%，也就是说，一百万个硅原子中最多只能有一个杂质原子。在如此高的要求下，硅原料只能提纯多次。说到的硅精炼，就不得不提到被誉为“第一炼硅专家”的林兰英教授半导体之母。她是我国微电子学和光电子学的奠基人之一，20世纪50年代为我国成功研制出第一颗硅单晶、第一颗无位错硅单晶和第一台高压单晶炉。可以说，许多电子器件的半导体材料，如我们后来使用的收音机，都得益于林教授 的研究成果。
四价元素半导体材料硅硅(si)是四价元素，也就是说它的原子核最外层有四个电子，如下图所示。
硅原子示意图
经过一系列的提炼，单晶硅材料的结构是比较稳定的，因为一个原子的最外层电子和另一个原子的最外层电子形成了电子对，称为共价键，如下图所示。
共价键
掺入一些元素，硅可以根据人自动进行电流开关工作。;的愿望。
在某些条件下，半导体材料可能带电，也可能不带电。要达到人们想要的，一般是在硅材料中再加入一种元素，达到电流控制的目的。
例如，当加入五价元素磷(p)时，磷的外层有五个电子，即比硅多一个电子。当磷掺杂到硅中时，硅中的自由电子数量可以增加。这种半导体材料被称为n型半导体。因为它可以增加自由电子的数量，所以它也可以减少硅原子中的自由电子的数量。比如加入三价元素硼(b)，可以从硅原子中获得一个电子，从而使硅原子失去一个电子。这种材料被称为p型半导体。当这两种不同的掺杂半导体放在一起时，变成了pn结，再加上导线、外壳等等就可以封装成各种晶体管。
芯片(集成电路)
这样，我们可以通过改变外部条件(如电压)来打开或关闭pn结。当许多pn结聚集在一起，就成了集成电路。根据一定的设计要求，可以达到传递指令信息的目的。
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随着信息技术的发展，人们越来越关注半导体材料。改变或寻找更好的原材料可能是实现自主芯片制造的好方法。
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