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半導体とは?

はんどうたい

導体とは、電気を通す導体と通さない絶縁体の中間的な電気的性質を持つ物質で、現代の電子機器に欠かせない素材です。

導体とは、電気伝導性が金属(導体)と絶縁体中間にある物質のことです。代表的な素材シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)で、純粋な状態では電気をほとんど通しませんが、微量の不純物(ドーパント)を加えることで導電性を精密に制御できます。

不純物の種類によってn型(電子が多数キャリア)p型(正孔が多数キャリア)に分類され、この二種類を接合したpn接合がダイオードやトランジスタの基本原理となっています。トランジスタは電気信号の増幅やスイッチングを担い、現代のIC(集積回路)・CPU・メモリはこれを数十億個規模で微細化・集積したものです。

半導体デバイスは用途によって多様です。

  • ロジック半導体(CPU・GPU):演算処理を担います。
  • メモリ半導体(DRAM・NAND型フラッシュ):データの記憶に使われます。
  • パワー半導体:電力変換・モーター制御に使われ、EVや再生可能エネルギー機器に重要です。

半導体産業はサプライチェーンが複雑で、設計・製造・素材・製造装置の各国企業が分業しています。製造プロセスの微細化競争(現在は数ナノメートル台)が進み、地政学的な観点からも各国が国内生産能力の確保に注力するなど、現代経済における戦略物資としての重要性が高まっています。

使い方・例文

スマートフォンのCPUには数十億個ものトランジスタが集積された半導体チップが使われています。

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最終更新:

くわしい解説記事 半導体とは?電気を通したり通さなかったりする不思議な素材

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