Home 葛麗筆記科技 小學生都能懂! 半導體是什麼? 類比半導體與數位半導體

小學生都能懂! 半導體是什麼? 類比半導體與數位半導體

by Geli
semiconductors

你可能買過台積電的股票,也可能認識在台積電工作的員工,或最近在夜市跟nVIDIA執行長黃仁勳合照,有沒有想過為何最近常看到他出沒呢,難不成是饒河街夜市哪攤特別好吃嗎? 這我們之後慢慢說~~(當然不是要說吃的)

除了台積電又快摸到600塊,台菜哪間好吃之外,剛剛提到的這2間公司都是在半導體產業鏈,在全世界佔有數一數二重要的地位,特別是AI正疾速發展的這個moment。

無所不在的半導體:掌控電的關鍵角色

「世界上最遙遠的距離,是我在你面前你卻沒發現」,人客阿,這就是半導體本人的心聲。

只要有需要使用電的地方就有半導體的存在,想一想什麼地方需要電,還是乾脆說什麼地方不需要電?

如果你有信心把身邊的電子產品或電器拆掉又組裝回去的話,把它開來看,可以看到有一片黑黑綠綠的東西叫主機板,板上有一塊一塊方形用錫焊接在上面的半導體元件和晶片。

如果你已經把機器拆了,那給你一個讚,畢竟你可以親手摸到半導體本人,不會拆的人也沒關係,因為組合回去需要一些練習,偷偷跟你們說,我們也可以用google圖片。

手機、平板、遊戲機、電視、微波爐、冷氣,更大的汽車、交通工具、工廠設備等等,所以說半導體在我們的生活中無處不在,這三個字是不是也沒有那麼陌生了呢?

類比半導體:開關、放大與轉換

那這些小小的方形物體們,又有什麼功能呢? 半導體大致可以分成類比半導體和數位半導體,這篇先來說說類比半導體。

那什麼又是類比呢?

類比訊號是指光、聲音、溫度等自然現象,這個訊號呈現的是一段連續的波型。

類比半導體是機器和外界的橋梁,它可以將光、聲音、溫度等自然現象,這種連續漸變的訊號轉為電流訊號(數位訊號),也可以將被干擾或過於微小的訊號強度增強,並控制訊號的進出。

想像一下喔~

就像我們人的感覺,今天太陽大的很刺眼,阿不然來帶一下墨鏡,或是感覺又變冷了,來穿個厚外套。

今天太陽大的很刺眼→光的強度

感覺又變冷了→溫度

光的強度和溫度通過半導體,就會被轉成數位訊號給機器。

反之,也可以把數位訊號轉換成類比訊號哦

總而言之,類比半導體有開關、放大、轉換的功能,以上只是一個小小的例子幫助理解。

因為應用範圍過於廣泛,下面列幾個現在應用比較多的例子給大家~

手機與行動裝置: 行動裝置上的感測器、音訊處理、顯示驅動、通信和電源管理等。像是加速度計、陀螺儀、放大器等。

醫療設備: 在醫療設備中的各種感測器、生理監測、影像處理以及用於治療和診斷的設備。例如,心電圖機、血壓計、影像診斷設備等。

車用電子系統: 汽車中使用了大量的類比半導體,包括引擎控制、感測器、娛樂系統、防護系統等。

物聯網(IoT)設備: 物聯網設備包括各種連接的感測器和裝置,包括溫度感測器、光感測器、運動感測器等,用於監測和控制物聯網中的各種應用。

音頻處理和音響系統: 類比半導體在音訊處理器、音效放大器、音訊轉換器等方面應用廣泛。這包括家庭音響系統、耳機、音樂播放器等。

數位半導體:思考

數位半導體的「數位」可以把它理解成「機器看得懂的資訊」,而數位半導體就是用來處理機器的計算、控制與儲存。

想一想如果是我們的大腦,哪個功能最重要呢?

是思考對吧?

因此負責「處理」功能的CPU與GPU是電腦發展相當重要的2種數位半導體,但GPU對於現今科技發展的重要性,又高出CPU許多,怎麼說呢?

CPU主要是用來處理一般事務,像是開機、上網、看影片或文書處理等等。

而GPU是圖像處理器,專門用來處理圖片、圖像。

講幾個跟GPU相關的市場需求:電競、挖礦、創作者(影像)、深度學習、生成式AI、VR、AR等,至於這些應用為何跟GPU有高度相關,以後可以慢慢解釋,但也要看有沒有人有興趣XD

全世界做GPU設計的公司就nVIDIA、Intel、AMD,而nVIDIA的市佔率就高達八成以上,由此可知為何nVIDIA如此被市場所關注。

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