来源：老罗话指数投资
1. 能带
导体，咱能理解，绝缘体，咱也能理解，不好理解的，怕是半导体了
原子组成物质时，会有很多电子混到一起，但2个相同电子没法待在一个轨道上，于是，很多轨道就分裂成了好几个轨道，这么多轨道挤在一起，不小心挨得近了，就变成了宽宽的大轨道。在量子力学里，这种细轨道叫能级，挤在一起变成的宽轨道就叫能带
有些宽轨道挤满了电子，电子不能移动，宏观上表现为不能导电有些宽轨道空间很空旷，电子自由移动，宏观上表现为导电
有些满轨道和空轨道挨的太近，电子可以毫不费力从满轨道跑到空轨道上，于是就能自由移动，这就是导体如果两条宽轨道之间有空隙，电子单靠自己跨不过去，表现为不导电如果空隙的宽度在5ev之内，给电子加个额外能量，也能跨到空轨道上，跨过去就能自由移动，表现为导电。这种空隙宽度不超过5ev的固体，有时导电、有时不导电，所以叫半导体
2. 半导体
半导体 Semiconductor 是指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料
下面有点烧脑细胞
3. 掺杂特性
半导体的电导率并不是一成不变的，它会随着掺入杂质元素、受热、受光照、受到外力等种种外界条件，而在绝缘体和金属之间电导率区间内发生变化，这些特性使得半导体衍生出了较为丰富的应用场景
一种是掺入Ⅴ族元素（常用的有磷P、砷As），V族元素相比Ⅳ族的外层电子多出一个，多出的电子能够作为导电的来源，这种掺杂手段被称为N（Negative）型掺杂
另一种是掺入Ⅲ族元素（常用的有硼B、氟化硼BF2），Ⅲ族元素相比Ⅳ族的外层电子少一个，这种缺少电子的空位被称为空穴，空穴同样能够导电，对应的掺杂手段被称为P（Positive）型掺杂
PN 结
把PN这两种半导体面对面放一起会咋样？不用想也知道，N型那些额外的电子必然是跑到P型那些空位上去了，一直到电场平衡为止，这就是大名鼎鼎的“PN结”(动图来自《科学网》张云的博文)
PN结具有单向导电性，电流只能从这一头流向另一头，无法从另一头流向这一头
如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极，多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流，称为正向电流
如果加个反向的电压，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少，故反向电流是很微弱的，电阻很大
下面举个例子加深理解
为什么张无忌给女的输内力就要脱衣服，男的不用？
针对张无忌传输内功：假设男性为P型掺杂，女性为N型掺杂，内功为电子运动形成的电流，则有：男–男传输内功时，载流子在同掺杂半导体内运动，其情形相当于在电阻中运动，不需要克服势垒
当男–女传输内功时，电子在PN结中运动，需要克服势垒(衣服)才能流动，因此需要降低势垒
4. 光电特性
光生电：在PN结处没有可以自由移动的电子和空穴，但是晶格原子外层有许多被束缚的共价电子。光照能使共价电子获得能量，脱离晶格原子的束缚，变成可以自由移动的电子和空穴。而电子和空穴都是构成电流的成分，因此光照可以使PN结产生电流。PN结光生电的特性使它能够制备成雪崩二极管、 PIN二极管，这些器件 广泛应用于光探测器、太阳能电池等 领域
5. 四大分类
半导体在应用上可以分为四类产品，分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器，详细分析请持续关注本公众号（史晨星 shichenxing1）
分立器件：单个的二极管、三极管、功率半导体器件（如LDMOS、IGBT等）都属于分立器件。它们相比集成电路的缺点就是体积大，但是在一些场合（如超大功率、半导体照明），分立器件比集成电路更具优势
光电子器件（photoelectron devices）是利用电-光子转换效应制成的各种功能器件。光电子器件应用范围广泛，包括光通讯、光显示、手机相机、夜视眼镜、微光摄像机、光电瞄具、红外探测、红外制导、医学探测和透视等多个领域
6. 全球
据WSTS最新数据，2018年全球半导体市场规模达到4780亿美金，预测2019年全球半导体市场规模将达到4901亿美金
根据 IC Insights、 Gartner数据，2018 年全球集成电路设计产值为 1139 亿美金，集成电路封测产值为 560 亿美金，IC 制造环节的产值约为 2233.8 亿美金，设计、制造、封测环节的产值占比分别为 29%、57%、14%
从市场结构来看，中国和美洲（主要是美国）已经成为全球半导体前两大消费市场，2018 年，其市场规模占比分别为 32%、22%，其次是欧洲和日本
8. 应用
根据 IC Insights 数据，2018年集成电路的主要下游应用可分为电脑（36.6%）、通信（36.4%）、消费电子（11.0%）、汽车（8.0%）、工控（8.0%）、军用（6.5%），预计2023 年通信市场将超越电脑成为集成电路最大的下游市场，占比有望达到 35.7%，汽车市场占比也有望较 18 年提升 1.8pct
9. 中国三大政策
全球各国对半导体产业均有各种支持
中国三大政策
2014年6月24日，国家集成电路推进纲要发布，国家集成电路产业投资基金正式设立
中国制造 2025 彰显国产化决心
10. 信息产业基石
集成电路被称为现代工业的“粮食”，在信息时代，电脑、手机、家电、汽车、高铁、电网、医疗仪器、 机器人、工业控制等各种电子产品和系统都离不开集成电路。美国更是把集成电路产业称为未来 20 年从根本上改造制造业的四大技术领域之首
11. GDP 正相关
全球半导体行业的增速波动与全球GDP波动的相关性呈现高度一致（2010 至今，相关系数为 0.57）
12. 贸易逆差首位
集成电路产品已成为我国最大宗进口商品。根据我国海关总署数据，自 2015 年以来我国集成电路进口金额长期超出原油，2018 年我国集成电路进口总额超过 3100 亿美金
13. 卡脖子
欧美国家为保护半导体技术，制订了一系列技术出口限制政策，而对中资的海外并购也制订各项审查措施
集成电路领域严重的进口依赖，影响到我国的信息安全、金融安全、国防安全、能源安全， 中兴、华为事件更是为我们敲响了警钟
最后看一个视频：芯片内部结构
万亿市场的半导体全解析：两大特性，三大政策，四大分类
