Góc công nghệ

I. Chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn (Semiconductor) là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Chúng có thể là các nguyên tố tinh khiết (silicon, germanium) hoặc các hợp chất (gallium arsenide, cadmium selenide). Tính bán dẫn có thể thay đổi khi có tạp chất và nó phụ thuộc vào loại tạp chất thêm vào

II. Tính chất của chất bán dẫn?

• Tính chất vật lý: Khi nhiệt độ tăng, các electron hóa trị nhận năng lượng và có thể di chuyển khỏi vị trí ban đầu của mình, tạo thành electron tự do và giúp chất bán dẫn dẫn điện.
• Tính chất hóa học: Chất bán dẫn có khả năng hấp thụ các nguyên tử ngoại lai, quá trình này gọi là “làm độc”. Quá trình làm độc giúp tăng cường hoặc điều chỉnh tính chất dẫn điện của chất bán dẫn. Ví dụ, việc thêm các nguyên tử phosphor vào silicon sẽ tạo thành chất bán dẫn loại n, trong khi thêm nguyên tử bor sẽ tạo thành chất

III. Tại sao gọi là chất bán dẫn?

Tên gọi “bán dẫn” xuất phát từ tính chất điện của chất bán dẫn, nằm giữa hai loại vật liệu khác nhau: chất dẫn điện và chất cách điện.

• Chất dẫn điện: Những vật liệu này dẫn điện tốt vì chúng có nhiều electron tự do di chuyển dễ dàng trong vật liệu, ví dụ như kim loại.
• Chất cách điện: Những vật liệu này không dẫn điện, vì electron của chúng bị giam giữ chặt chẽ và không thể di chuyển. Ví dụ như cao su hoặc gốm

Chất bán dẫn nằm ở vị trí trung gian giữa hai loại trên. Ở nhiệt độ thấp, chất bán dẫn hoạt động giống như chất cách điện, vì ít electron tự do và họ không dẫn điện tốt. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng hoặc áp dụng một lượng năng lượng ngoài (như ánh sáng), số lượng electron tự do trong chất bán dẫn sẽ tăng lên và chúng trở thành dẫn điện tốt hơn.

Vì chất bán dẫn không dẫn điện tuyệt đối giống như kim loại và cũng không hoàn toàn cách điện như cao su, chúng có tên là “bán dẫn”, có nghĩa là chúng có khả năng dẫn điện ở mức trung bình

IV. Chất bán dẫn được phân loại như thế nào?

• Chất bán dẫn tinh khiết (chất bán dẫn thuần) là chất bán dẫn không có tạp chất, điển hình là Silicon hay Germanium. Chúng còn được gọi là chất bán dẫn nguyên tố nhóm IV. Mỗi nguyên tử của nguyên tố nhóm IV có 4 electron ở lớp ngoài cùng liên kết các nguyên tử Si khác bằng liên kết cộng hóa trị tạo nên chất bán dẫn trung hòa về điện ở điều kiện nhiệt độ thấp.
  • Điện trở suất của chất bán dẫn thuần rất cao khi ở nhiệt độ thấp và giảm nhanh khi nhiệt độ tăng.
  • Độ dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết tỷ lệ thuận với nhiệt độ
  • Hệ số nhiệt điện trở của chất bán dẫn thuần có giá trị âm.

• Chất bán dẫn pha tạp chất
  • Chất bán dẫn loại P: (chất bán dẫn dương Positive) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, xảy ra khi tạp chất như boron chỉ có ba electron trong lớp vỏ hóa trị. Khi một lượng nhỏ được chất có hóa trị III được tích hợp vào tinh thể, nguyên tử chất đó có thể liên kết với bốn nguyên tử silicon theo liên kết cộng hóa trị. Tuy nhiên, vì nó chỉ có ba electron để cung cấp nên một lỗ trống được tạo ra. Lỗ này này mang điện tích dương nên chất bán dẫn pha tạp theo cách này được gọi là chất bán dẫn loại P
  • Chất bán dẫn loại N: (chất bán dẫn âm Negative) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm V, xảy ra khi tạp chất là một nguyên tố có năm electron trong lớp vỏ hóa trị. Khi một lượng nhỏ chất có hóa trị V như photpho được thêm vào cấu trúc tinh thể của silic, mỗi nguyên tử sẽ liên kết với bốn nguyên tử silicon liền kề. Vì photpho có 5 electron trong vỏ hóa trị của nó nên chỉ sẽ có bốn trong số đó được liên kết với các nguyên tử silic lân cận theo liên kết cộng hóa trị còn electron hóa trị thứ năm bị bỏ lại không có gì để liên kết, trở thành điện tử tự do. Chất bán dẫn được tạo ra theo cách này mang điện tích âm và được gọi là chất bán dẫn loại N

V. Chất bán dẫn thường được sản xuất từ những vật liệu gì?

• Silicon (Si): Là vật liệu bán dẫn phổ biến và thống trị nhất trong công nghiệp chế tạo vi mạch. Silicon có ưu điểm về sự ổn định, tính chất cơ học và dễ sản xuất ở quy mô lớn
• Germanium (Ge): Trước khi Silicon trở nên phổ biến, Germanium đã được sử dụng rộng rãi. Ngày nay, nó vẫn được sử dụng trong một số ứng dụng cụ thể và trong các hợp chất bán dẫn
• Gallium Arsenide (GaAs): Có tốc độ hoạt động nhanh hơn nhiều so với Silicon, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao như viễn thông
• Indium Phosphide (InP): Cũng thường được sử dụng trong viễn thông và các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao.
• Gallium Nitride (GaN): Được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng cao và tần số cao, cũng như trong các diode phát sáng LED màu xanh và trắng.
• Silicon Carbide (SiC): Đặc biệt phù hợp với các ứng dụng chịu nhiệt độ cao và điện áp cao.
• Các hợp chất bán dẫn khác: Bao gồm các vật liệu như GaP, GaN, AlAs, và nhiều loại khác được sử dụng trong các ứng dụng cụ thể

VI. Chất bán dẫn dùng để sản xuất chip bán dẫn?

• Chất bán dẫn được sử dụng để sản xuất chip vì bản chất độc đáo của chúng trong việc kiểm soát dòng điện. Trái ngược với chất dẫn điện, chất bán dẫn cho phép kiểm soát dòng điện thông qua việc điều chỉnh cường độ và hướng dòng chảy, điều này tạo ra một cơ sở lý tưởng cho việc tạo ra các mạch điện tử phức tạp
• Khi kích thước của các thiết bị điện tử giảm, cần có khả năng kiểm soát chính xác dòng điện ở mức cực nhỏ, và chất bán dẫn làm được điều đó. Hơn nữa, tính năng của chất bán dẫn có thể được điều chỉnh thông qua quá trình “dop” (thêm các nguyên tử khác vào cấu trúc vật liệu) cho phép các nhà thiết kế chip tạo ra một loạt các tính năng khác nhau trên một chip duy nhất

VII. Những lĩnh vực nào ứng dụng của chất bán dẫn?

1. Trong thiết bị điện tử hàng ngày: máy tính, máy xách tay để bàn, điện thoại…
2. Trong y học: Nhiều thiết bị y tế, từ máy quét MRI, CT đến máy đo nhịp tim, sử dụng chất bán dẫn để tăng cường độ chính xác và hiệu suất, phục vụ cảm biến chuẩn đoán từ xa
3. Trong công nghiệp ô tô: Chất bán dẫn giúp hỗ trợ và tăng cường nhiều tính năng trên xe, từ hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống phanh ABS đến các hệ thống giải trí cũng như các thông tin xuất hiện trên bảng điều khiển. Ngoài ra, chất bán dẫn cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển xe điện và xe tự lái, giúp chúng trở nên an toàn và hiệu quả hơn.
4. Trong viễn thông: Với sự giúp đỡ của chất bán dẫn, chúng ta có thể truyền dữ liệu ở tốc độ cao hơn, với băng thông rộng hơn và độ tin cậy cao

Sưu tầm

Hãy cùng VietIS Edu tìm hiểu về lĩnh vực được quan tâm và có độ đánh giá vô cùng “hot trend” tại thị trường công nghệ Việt Nam và toàn cầu nha

I. CHIP bán dẫn là gì?

Chip bán dẫn hay còn gọi là vi mạch bán dẫn - ic (integrated circuit), là một loại vi mạch thành phần điện tử phức tạp được tạo thành bằng cách tích hợp hàng trăm hoặc thậm chí hàng tỷ thành phần điện tử nhỏ trên một lớp chất dẫn như silic để thực hiện chức năng điện tử. Chip bán dẫn thường bao gồm một số linh kiện điện tử như transistor, điốt, và các linh kiện khác... được tích hợp trên một mảng bề mặt nhỏ. Chip bán dẫn thường có kích thước nhỏ gọn chủ yếu là mạch tích hợp và có khả năng thực hiện nhiều chức năng khác nhau.

Các thành phần và mạch được chế tạo trên chip bán dẫn thông qua quy trình công nghệ chấp mối điện tử và quy trình chế tạo chip.

Chip bán dẫn có nhiều ứng dụng trong công nghệ điện tử và thông tin, từ vi xử lý, bộ nhớ, điện tử tiêu thụ ít năng lượng, viễn thông, máy tính cá nhân, điện thoại di động, thiết bị di động, đến các thiết bị nhúng và nhiều lĩnh vực khác…

II.Quy trình sản xuât Chip bán dẫn:

Quy trình sản xuất chip bán dẫn bao gồm các bước sau đây:
1. Khảo sát thiết kế: Quá trình này bao gồm việc nghiên cứu và phân tích yêu cầu kỹ thuật của chip bán dẫn cùng với việc xây dựng một thiết kế phù hợp.
2. Chế tạo wafer: Wafer là một tấm mỏng và phẳng được làm từ chất liệu bán dẫn như silic, được sử dụng như một bản mẫu để tạo ra các chip bán dẫn. Trong quá trình này, wafer được tạo ra thông qua các phương pháp như phủ một lớp chất phản ứng lên bề mặt wafer, sau đó đánh bóng và phủ lớp phân cách bảo vệ.
3. Hình thành mạch điện: Wafer được sử dụng để tạo ra các mạch điện trên bề mặt. Quá trình này bao gồm việc ets và in các lớp mạch điện trên wafer, sử dụng các công nghệ như photolithography và etsing.
4. Gắn mạch điện: Sau khi mạch điện được hình thành trên wafer, các thành phần điện tử như transistor, điốt, capacitor và resistor sẽ được gắn lên mãi mạch. Quá trình gắn mạch điện có thể sử dụng các phương pháp như gắn dính, hàn nhiệt độ cao hoặc hàn nhiệt độ thấp.
5. Kiểm tra và kiểm tra chất lượng: Chip bán dẫn sẽ trải qua các quy trình kiểm tra và kiểm tra chất lượng để đảm bảo rằng chúng hoạt động đúng và đáng tin cậy.
6. Gói chip: Sau khi kiểm tra và kiểm tra chất lượng hoàn tất, chip bán dẫn được bao gói trong các gói chip để bảo vệ và tạo kết nối với các linh kiện khác trong hệ thống điện tử.
7. Kiểm tra thử và kiểm tra cuối cùng: Chip bán dẫn đã được gói sẽ trải qua các quy trình kiểm tra thử cuối cùng để đảm bảo chúng hoạt động đúng và đáng tin cậy trước khi được xuất xưởng

III.Các ứng dụng của chip bán dẫn là gì và chúng được sử dụng ở đâu?

Chip bán dẫn là một thành phần quan trọng trong điện tử và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau:

• Điện thoại di động và máy tính bảng: Mỗi chiếc điện thoại di động hoặc máy tính bảng đều có nhiều chip bán dẫn để điều khiển các tính năng của thiết bị, bao gồm màn hình hiển thị, camera, cảm biến và vi xử lý.
• Máy tính: Chip bán dẫn là thành phần cốt lõi của mỗi máy tính hiện đại, được sử dụng để điều khiển các tính năng của máy tính, từ bộ nhớ và ổ cứng đến bộ xử lý và kết nối internet.
• Các thiết bị gia đình thông minh: Các thiết bị như tivi, máy giặt, tủ lạnh và máy lạnh thông minh đều sử dụng nhiều chip bán dẫn để điều khiển tính năng của chúng.
• Xe hơi: Chip bán dẫn được sử dụng trong hệ thống động cơ và hệ thống an toàn của các loại xe hơi, bao gồm phanh ABS, phanh tay điện tử, hệ thống khởi động thông minh và nhiều tính năng khác.
• Công nghệ y tế: Chip bán dẫn được sử dụng trong nhiều thiết bị y tế, bao gồm máy đo huyết áp, máy chụp X-quang và thiết bị y tế trợ giúp.
• Công nghiệp sản xuất: Chip bán dẫn được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, bao gồm máy móc tự động, thiết bị đo lường và điều khiển quá trình sản xuất

Sưu tầm

Sự vượt trội về tầm nhìn và kinh doanh về công nghệ AI của Tesla có nguy cơ đem lại thảm hoạ cho hàng trăm triệu công việc tay chân, gia công, lắp ráp đơn giản như ở Việt Nam.

• Điều này được chứng minh rất rõ khi Tesla đã thử nghiệm thành công và sẽ sản xuất hàng loạt con robot Optimus Gen2, con robot này có trí tuệ nhân tạo ở mức rất cao cụ thể chỉ cần xem video là học được cách làm như người và đặc biệt có đôi bàn tay rất khéo léo

hơn hẳn con Atlas của Boston Dynamics.

• Tuy nhiên, điểm đột phá ở đây không chỉ là Optimus Gen2 mà còn là

cụ thể: Tesla bot sẽ đem cho thuê với giá 40$/ngày và có thể làm việc cật lực 16 giờ/ngày nên tính ra chi phí chỉ có 2.5$/giờ, thấp hơn rất nhiều mức lương công nhân ở các nước như Việt Nam, Trung Quốc, Ấn độ, ... và đương nhiên là chất lượng, kỷ luật công việc cao hơn nhiều, lại hoàn toàn không có chuyện nhảy việc hay ăn cắp…

• Tính toán tài chính chi tiết của mô hình kinh doanh cho thuê Tesla bot

, có thể hiểu đại ý như sau: chi phí chế tạo 15.000 $ bạn có thể sử dụng tốt trong 10 năm, khi cho thuê với giá 40$ /ngày sẽ đem lại doanh thu 14.400$ /năm và mức lợi nhuận là 41%...

Tuy nhiên, việc sản xuất hàng trăm triệu con Optimus Gen2 cũng mất nhiều năm, có thể là 5-7-10 năm. Đối với Tesla thì hoàn toàn là việc có thể sẽ làm được.

Bức tranh thế giới về ngành công nghiệp robot thông minh đã dần hiện ra rất gần các bạn sẽ nhìn thấy hàng trăm triệu con bot này được đưa đến các công xưởng, nhà máy, công ty dịch vụ, ...bởi hang Tesla.

Như vậy, với việc sản xuất đồng loạt cạnh tranh của nhiều hãng với số lượng lớn như trên cộng thêm trong quá trình sản xuất trí thông minh của các con bot sẽ được tiếp tục được nâng cấp lên Gen 3, Gen 4… thì bài toán chi phí giá thành sản xuất, bảo trì cho những con robot sẽ được giảm nhiều nữa và các bạn sẽ thấy mô hình kinh doanh và mức lợi nhuận sẽ thay đổi như thế nào so với mức tạm tính ở trên…

Câu trả lời ngay là:

Không thể bảo vệ được, sẽ có nhiều bên ăn cắp được hoặc có khi đã bị ăn cắp từ lâu và nếu GPT trở thành siêu thông minh, super intelligence, AGI, ... thì chắc chắn sẽ rất nhanh có nhiều GPT nhái thậm chí độc hại nguy hiểm hơn và chúng ta nên sẵn sàng cho những kịch bản này 

Theo như phân tích thì GPT có cấu trúc 3 phần:

• Code (đáng kinh ngạc là chỉ tầm 500 dòng lệnh C)
• 1000 tỉ tham số cũng chỉ tầm 2TB
• Khối lượng lớn dữ liệu cũng chỉ tầm 45TB (ví dụ lấy từ Common Crawl),

Bạn nghĩ quá nhỏ bé không nếu so với những trung tâm dữ liệu khổng lồ của các mạng xã hội đầy các hình ảnh và video từ động vật, con người, hoạt động xã hội, giải trí ...Tất nhiên, OpenAI đã áp dụng rất nhiều các biện pháp bảo vệ được mô tả trong các ảnh & video với những tiêu chuẩn rất cao, nhưng vốn là một dịch vụ online trên cloud đem thương mại hoá như hiện nay thì không thể chống lại các cuộc tấn công mạng nếu có thông tin nội gián, những kẻ phản bội nằm ngay trong hàng ngũ nhân viên IT của OpenAI hoặc của trung tâm dữ liệu, ...Và ... thực tế rõ ràng là ngay cả các cơ quan chính phủ như bộ quốc phòng, cơ quan an ninh tình báo của Mỹ và nhiều quốc gia cũng thường xuyên bị tấn công lấy cắp dữ liệu thì GPT và OpenAI chắc chắn sẽ không phải là ngoại lệ…Hãy đưa quan điểm của bạn chia sẻ với chúng tôi nhé ^^