半導体について

Question

『半導体』

「電気伝導性が導体と絶縁体との中間である物質。絶対零度では伝導性を示さず、温度の上昇に伴って伝導性が高くなる。ゲルマニウム・セレンなどがあるが、不純物を微量加えたn型・p型半導体のほうが実用が多く、ダイオードやトランジスタに利用。」

辞書には上記のように書かれておりますが、そもそも半導体ってどんな機械に使われているのですか？
この性質を用いて何ができるのでしょうか？
また、今は半導体業界が急上昇という記事を耳にしますが、半導体事業ってなぜ儲かっているのでしょうか？

Ta595 · Accepted Answer

こんにちは。だいたい回答は出ているようですが，一部補足しますね。

>この性質を用いて何ができるのでしょうか？
おおざっぱに言うと，
１．増幅
ある信号の小さな変化をもとに，他の信号を大きく変化させる。
２．スイッチング
ある信号の状態によって，他の信号をオンにしたりオフにしたりする。
です。

ただ，これらは半導体でないとできないか，というと必ずしもそうではありません。ポイントは，それがとてつもなく小さな素子で実現できる，という所だと思います。

>半導体ってどんな機械に使われているのですか？
増幅の例としては，携帯電話やステレオで，簡単に処理できるくらいの小さな信号の変化をもとに，人の耳で聴こえるだけのパワーを持った信号を変化させています。（電気信号を音声信号に変えるのはスピーカの役割なので，これは半導体の仕事ではありませんが）

スイッチングは，これはもう，ほぼありとあらゆる電気製品に使われます。なんらかの条件判断，計算をして動作している電気製品は，ごく単純なもの（タイマーでスイッチが切れるだけ，とか）を除いて，ほとんどが半導体のこの機能を使っています。パソコンはそのもっとも典型的な例だと思います。

また，スイッチングのもうひとつの例として，パワー（電力）制御があります。「インバーター制御」という言葉を聞いたことあるでしょうか？冷蔵庫やエアコンの温度をきめ細かく調整したり，ご飯がおいしく炊けるように火加減を調整したりするのも半導体の仕事です。

>半導体事業ってなぜ儲かっているのでしょうか？
これは他の方の回答をご参考に。残念ながら今となっては必ずしも儲かりません。

daina_man · Answer

昔トランジスターは信号を増幅するために用いてました。例えば、音声などを大きくするとかです。
今の半導体はそれとはちょっと違うのかもしれませんがよく仕組みは分かりません。ただ、最近は何でも自動化されてますよね。炊飯器しかり、洗濯機しかり。これらの家庭電化製品のほとんどに半導体が使われていますので需要は大きいでしょう。ただ生産するための設備や開発にはかなり大きな資金が必要です。しかも他のメーカーとかで同等の製品を売り出せばすぐに値段は下がりますのでそれほど儲かりませんよ。（昔大手の半導体メーカーにちょっとだけ勤めていました。）

sego · Answer

半導体とは、パソコンのメモリやＣＰＵ、携帯の制御部、電波を増幅する素子、エアコンの制御回路、車の制御コンピュータＣＰＵ、デジカメのメモリーから撮影素子まですべて半導体です。
信号などを違う信号形式に変換したり、電力を制御したりと色々な分野に応用されたシリコン製品群の総称です。

半導体が実用化する前は真空管です。つまり真空管時代に無かった電気製品類は、半導体を何らかの形で使っていると思ってよいでしょう、新幹線や電車もＩＧＢＴとゆう半導体を使っていますが、これがないと走り出せません。

dyna43 · Answer

なぜこれほど脚光を浴びているのか？
それは、下にも出てますが「真空管」の機能が半導体トランジスタに置き換わったことで、サイズが小さくなり、集積化が行える事です。
ＣＰＵなどの超高速化は集積化によるサイズ縮小によります。

また、半導体により、回路が、一つの基板状で構成することが可能になりました。基板状で抵抗・トランジスタ・配線・コイル・コンデンサなどほとんどの電子素子が製作可能です。これも製造コストを下げ、効率化につながっています。

半導体無しには今の世の中、ほぼ全てがまわりません。

「業界急上昇」は一昔前のデジタル家電ブームの一歩前ぐらいまででして、今は、プラズマテレビが１年前の半分以下の価格で売られているように、儲からない（利幅が非常に小さい。でも需要は大きい）分野になっています。今後は、シリコンに頼らない新しい半導体分野（もうすでに色々出てますが）が伸びていくはずです。

ytrewq · Answer

今は、ゲルマニウムやセレンはほとんど使われていません。高周波や光関係など一部用途を除いて全てシリコンです。
　半導体部品はほとんどの家電製品に使われていますし、自動車にも数多く使われています。いまや電気を使う製品で半導体が使われていないものを捜すほうが難しいくらいです。

半導体産業は非常に大きな設備投資を必要とし、国際的な競争が激しい業界です。
昔は米国のＴＩやモトローラ、ＮＳなどが大手でしたが、ＮＥＣ、東芝、富士通、日立、三菱など日本メーカーが、世界市場でかなりのシェアを占めるようになりました。しかし、その後、韓国メーカーなどの台頭によって、国内メーカーはシェアを落としてしまいました。
その結果、国内大手各社は半導体部門を切り離してメモリー専業のエルピーダとマイコンなどのルネサスに統合することによって、合理化をして生き残りを図っています。
唯一インテルがパソコンのＣＰＵを独占することによって、高収益を確保しています。

Ta595 · Answer

#5です。こんにちは。皆さんへの補足拝見しました。

>半導体メーカーってどういうところがあるんでしょうか？
>また何をしているんでしょうか？
主要メーカは#4さんがすでに回答しておられます。韓国で有名なのは三星（サムソン），LGでしょうか。あと台湾にも何社かありますが，私も名前を覚えていません。おそらく一般には知られていないと思います。何をしているかといえば，半導体を作っています(^^;

>プラズマテレビ業界が調子がいいので、その部品にあたる半導体業界の調子もよいと言う事でしょうか？
そうです。実際は，プラズマテレビに限らず，特に最近普及した電子機器（パソコン，携帯，DVD，デジカメ等々）は半導体をたくさん使いますので，それらの売れ行きは半導体メーカの業績に大きく影響します。

>シリコンに頼らない半導体って何ですか？
質問者さんご自身が，
>ゲルマニウム・セレンなどがある
と書かれたように，シリコン以外にも半導体の特性を持っている物質があります。用途ですが，やはり#4さんがお答えになっていますが，
>高周波や光関係など一部用途を除いて全てシリコンです。
という高周波，光関係などです。もうちょっと具体的に言うと，通信機器（携帯電話など）と，レーザ（DVDの信号読み取り，発光ダイオードなど）です。一時話題になった青色発光ダイオードも，この仲間ですね。

ちょっと専門用語多めですが，以下のサイトなどご参考に。
http://www.sei.co.jp/sc/com_semi/tokucyou.html
http://www.sei.co.jp/sc/com_semi/youto.html

>真空管って何ですか？
>トランジスタとダイオードの相違点を教えて下さい。
>インバータって何ですか？
これらのご質問にこの場で回答するのは，分量的にほぼ不可能ですし，私もそれをきちんと説明できる自信がありません。ということで，wikipedia様に丸投げしてしまいます。ごめんなさい。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93%E7%B4%A0%E5%AD%90

かなり読み応えがありますが，このあたりから順に追っていけばよいかと思います。

半導体について

昔トランジスターは信号を増幅するために用いてました。

この回答への補足

半導体とは、パソコンのメモリやＣＰＵ、携帯の制御部、電波を増幅する素子、エアコンの制御回路、車の制御コンピュータＣＰＵ、デジカメのメモリーから撮影素子まですべて半導体です。

この回答への補足

なぜこれほど脚光を浴びているのか？

この回答への補足

今は、ゲルマニウムやセレンはほとんど使われていません。

この回答への補足

こんにちは。

この回答への補足

#5です。

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　今は、ゲルマニウムやセレンはほとんど使われていません。