半导体与芯片的奥秘它们究竟是什么
半导体与芯片的奥秘：它们究竟是什么？
在数字时代，电子产品无处不在，它们的核心部分往往是微小而神秘的半导体和芯片。对于那些对这些技术感兴趣的人来说，这两个术语可能经常被混为一谈，但实际上它们之间存在着本质上的区别。
什么是半导体？
半导体材料
首先，我们需要理解什么是半导体。半导体是一种电阻率介于金属和绝缘材料之间的物质。在物理学中，物质可以分为三类：金属、绝缘体和半导体。金属具有很高的电子迁移率，而绝缘材料则几乎没有 electrons 可以自由移动。当温度降低时，大多数固态材料都变成了良好的电隔离器，但某些特定的化合物，即硅（Silicon）及其化合物，只要其带隙足够小时，就会表现出一定程度的电子传输能力，因此它们被称为“有机”或“无机”型半导体。
半導體元件
尽管我们通常关注的是硅作为主要组成元素，但是其他如锶（Strontium）、钙（Calcium）、铟（Indium）等元素也能用作制造各种类型的半导制品，如光敏二极管、发光二极管等。此外，通过掺杂法，即向纯净硅中加入少量原子来改变其性质，可以创建PN结结构，从而产生各种功能性的元件，如晶闸管、晶振、高频放大器等。
什么是芯片？
芯片定义
一个芯片通常指的是集成在单个晶圆上的多个电路单元，这些单元形成了一个完整但高度专门化的小型计算机系统或数据处理设备。每颗晶圆可制作数千到数百万个这样的微小构造单位，从而实现复杂系统中的巨大缩减。这项技术称之为集成电路，其发明者Jack Kilby及Robert Noyce因这一贡献获得了1968年诺贝尔物理学奖。
芯片应用
由于尺寸小巧且性能强劲，现代计算机硬件依赖于大量精密加工出的高速运算模块——即存储内存以及处理信息数据流程所需的大规模集成电路。因此，每次你点击电脑屏幕或者手机触摸屏幕，都是在利用这层薄薄的一层塑料表面下面的微观世界中进行操作。而且随着技术进步，现在已经能够将这些功能嵌入到智能穿戴设备、汽车控制系统甚至家用冰箱里，使得我们的生活变得更加便捷、高效。
半導體與芯片有什么區別？
总结来说，虽然两者都是用于制造现代电子产品所必需的心脏部位，但是关键区别就在于：
概念范围：
半導體是一个更广泛的地理概念，它包括了一系列可以引起或影响电子流动的事实——从基本粒子到宏观现象。
芯片则是一个具体设计概念，由一系列逻辑网路组合起来以执行特定任务。
物理属性：
确切地说，不同类型 semiconductor materials 在不同的环境下展示完全不同的行为方式，比如当他们遇到了光照时会发生激活过程。
Chips 是基于 semiconductor 的，所以 chips 包含很多转换器和调节器，将输入信号转换成为输出信号。
目标目的：
Semiconductor materials 用作基础研究工具来探索新的科学发现，同时也是生产高性能 electronic devices 的基石。
Chips 主要由 engineer 设计，用来执行特定的 tasks 和函数，在任何需要快速数据处理的地方使用。
当然，还有一点非常重要，那就是成本问题。大多数人可能不会意识到的，是因为 silicon wafers 相比其他 material 来说非常廉价并且易于制备，而且由于它可以通过许多不同方法进行扩展，以适应各式各样的需求，使得它成为最经济有效的手段之一。但这并不意味着所有 chips 都必须使用 silicon 作为基底，因为根据需要，有时候也会选择使用其他 material 或者混合使用几种 material 来提高性能或者降低成本。
综上所述，当我们提及 "what is a chip?" 时，我们其实是在询问一个关于如何将 multitude of individual components 组织在一起形成一个 single, cohesive unit 的问题，而 "what is a semiconductor?" 则涉及更深入地探讨这个 universe 中 electron movement 的自然规律，以及我们如何利用这些规律创造出能够进行信息传递和处理的小型装置。
