- 溫度：溫度升高時，載子（電子與電洞）數量增加，導電率通常上升。
- 雜質摻雜（Doping）：加入微量特定元素可大幅改變導電類型與能力。
- 光照、電場、磁場：外部條件可控制其導電性。
- 導體：價帶（valence band）與導帶（conduction band）重疊或重疊很少，電子容易移動。
- 絕緣體：能帶間隙（Band Gap）很大（>5 eV），電子難以躍遷。
- 半導體：能帶間隙中等（通常 0.1~3 eV），在室溫下有少量電子可被熱激發至導帶，形成電子與電洞（hole）載子。
- 負溫度係數（與金屬相反）
- 光電效應、熱電效應
- 可透過摻雜實現 N型（電子為多數載子）或 P型（電洞為多數載子）
- 元素半導體（Elemental Semiconductors）
- 單一元素組成：矽（Si）、鍺（Ge）、硒（Se）等。
- 優點：製程成熟、成本低、晶體品質高。
- 缺點：電子遷移率較低、禁帶寬度較小（Si: 1.12 eV）。
- 化合物半導體（Compound Semiconductors）
- III-V 族：GaAs、InP、GaN、InGaAs 等（高速、高頻、光電元件主力）。
- II-VI 族：ZnS、CdTe 等（常用於光電）。
- IV-IV 族：SiC、SiGe（高功率、高溫應用）。
- 其他：氧化物半導體（如 IGZO 用於 TFT）、有機半導體（OLED、有機太陽能電池）。
- 有機半導體（Organic Semiconductors）
- 以碳為主的有機分子或聚合物（如聚噻吩）。
- 應用：OLED、柔性電子、有機太陽能電池（OPV）、有機薄膜電晶體（OTFT）。
- 本徵半導體（Intrinsic Semiconductor）：純淨、無摻雜，載子由熱激發產生，電子數 = 電洞數。
- 外徵半導體（Extrinsic Semiconductor）：
- N型：摻雜五價元素（如磷 P、砷 As），多數載子為電子。
- P型：摻雜三價元素（如硼 B、鎵 Ga），多數載子為電洞。
- 單晶半導體（Single Crystal）：原子排列規則（如晶圓級矽）。
- 多晶半導體（Polycrystalline）。
- 非晶半導體（Amorphous）：如非晶矽（a-Si），用於太陽能板、TFT LCD。
- 分立元件（Discrete）：二極體、電晶體、閘流體、功率 MOSFET 等。
- 積體電路（Integrated Circuit, IC）：
- 類比 IC
- 數位 IC（邏輯、記憶體、微處理器）
- 混合訊號 IC
- 功率半導體（Power Semiconductor）：SiC、GaN 用於電動車、再生能源。
- 光電半導體（Optoelectronics）：LED、雷射二極體、影像感測器（CMOS/CCD）、太陽能電池。
- 感測器與其他：霍爾感測器、氣體感測器等。
- 窄能隙：InSb、HgCdTe（紅外線偵測）。
- 中能隙：Si、Ge（主流）。
- 寬能隙（Wide Bandgap, WBG）：SiC（~3.2 eV）、GaN（~3.4 eV）——耐高壓、高溫、高頻。
3. 目前產業趨勢重點
- 矽基主流持續統治邏輯與記憶體。
- 化合物半導體（GaN、SiC） 快速成長於 5G/6G、電動車、資料中心電源。
- 先進製程：3nm、2nm 以下（GAAFET、CFET 等新架構）。
- 新興：2D 材料（石墨烯、過渡金屬二硫族化合物 TMDC）、量子點、鈣鈦礦等。
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Manufacturer |
IDM |
Intel Samsung SK Hynix Micron TI SONY Kloxia(Toshiba) Matsushita Sharp Hitachi Renesas STM Infineon NXP ADI Tower Semiconductor Tesla & Space X |
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IC Design House or IP |
ARM Nvidia Broadcom Qualcomm Apple AMD IBM MediaTek RealTek
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Pure Play Foundary |
TSMC UMC Global Foundry
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By Material
Si-based Material(Crystalline、Poly)
Compound Material(GaAs、GaN、SiC)
Lighting Compound Material(II IV Group、III V Group)
By Function(Analog or Digital)
Discrete Device
Lighting Device
Power Device
Integrated Circuit
Logic IC
Memory
Power Amplifier
Power Management IC
ASIC/ASSP(Application IC)
Discrete Device
Passive Element(R(resistor) 、L(inductor) 、C(capacitor) )
Diode(PN Diode、Schottky Diode、Zener Diode)
MOSFET(N-MOS、P-MOS、CMOS)
<=1W
>1W
BJT(NPN、PNP)
<=1W
>1W
JFET
<=1W
>1W
Power Device
Diode
Thyristor
SCR
GTO
Triac
IGBT
Transistor
Power MOSFET
MCT
IGCT
Lighting Device
LED(Red、Green、Blue、White)
Photo Diode
LD(Red、Green、Blue)
PIN Diode
Light Sensor
Integrated Circuit
MCU
CPU(Including North and South Bridge 、RISC/CISC Architecture)
GPU
TPU
NPU
DSP
Mixed Signal IC
ADC/DAC
Logic Device(NAND or NOR Based)
Combinational Logic IC
TTL Logic IC
CMOS Logic IC
Sequential Logic IC
Flip-Flop(SR/D/JK/T)
Progammable Logic Device(PLD)
Power Management IC
LDO(Low-DropOut Regulator)
Switch IC
Non-isolated Topologies
Buck
Boost
Buck-Boost
Boost-Buck
Ćuk
SEPIC
Zeta
Charge pump / switched capacitor
Isolated Topologies
Flyback
RCC
Half-forward
Forward
Resonant forward
Push-pull
Half-bridge
Full-bridge
Resonant, zero voltage switched
Memory
Main Memory
DRAM
SRAM
Program Memory(NOR Based)
EEPROM
EPROM
PROM
Storage Memory(NAND Based)
Flash Memory (Solid State Memory or Hard Disk)
Power Amplifier
Basic Type
Class A
Class B
Class AB
Class C
Class D(Duty Cycle)
Additional Type
Class E
Class F
Class G&H
OP Amp.
Oscillator
GIC
Voltage Follower
Differential Amp.
Integrator
Differentiator
Negative Resistor
ASIC/ASSP(4CIDBA)
Single Function
USB IC
HDMI IC
Bluetooth IC
Camera IC
WiFi IC
LiFi IC
Multi-Function
ASIC
ASSP
SoC
Note:4CIDBASE/Computer、Consumer(Home Appliances & Entertainment)、Communication(Mobile、Satellite、Space)、Car(Transportation)、Industrial 、Defense、Biotech(Medical、Medicine、Agriculture)、Aerospace、AI、Engineering、Science、Smart Device
ASIC：Application Specific Integrated Circuit
ASSP：Application Specific Standard Parts
SoC：System on Chip
Reference
Ｘ Ｇrok
Multi-Lingual Wikipedia
Renesas Website Engineer School
Texas Instruments Website
Qualcomm Website
Toshiba Website
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