材料深一度|「芯基建」-17:半導體咬文嚼字:從「雪埠之春」說開去

2021-02-23 材料深一度

汪煉成,中南大學特聘教授,從事第三代半導體材料和器件研究。 

雪埠之春,自然想到冰「雪」融化,冬去春來,百花盛開,一片生機勃勃的景象,確實比「謝菲之春「更多幾分詩意美。                           「Chiplet」這個詞,會馬上讓人想到「Bracelet」:一顆顆的珍珠,或瑪瑙等串起來成手鐲,和「chiplet」的概念是不是有點像呢?                  

在英國記得有次繞著謝村跑步,隨手拍照發在朋友圈,題曰「謝菲之春」。有位朋友回復道:不如叫「雪埠之春」更有那個調調。Sheffiled是英國中部一個城市,國內一般正式譯為「謝菲爾德」,留學生稱之為「謝村」,因為城區確實很小,而當地華人很多稱之為「雪埠」。雪埠之春,自然想到冰雪融化,冬去春來,百花盛開,一片生機勃勃的景象,確實更多幾分詩意美。

感覺國內將國外城市和人名習慣諧音翻譯,並且儘量避免有字面上的聯想意義,比如謝菲爾德、川普等。埠為碼頭,雪埠即為下雪的碼頭。但是謝菲爾德下雪並不那麼多(我剛去的2016年正月倒是下了一場很大很大的雪),且不是碼頭。Sheffiled如果正式譯為「雪埠」,可能多少有些誤導。新華社、中央電視臺和人民日報等官方主流媒體都將美國總統的中文譯名統一為「唐納·川普」,當然應該一些其他原因,但我覺得川普如果正式譯為「川普」,則有「四川普通話」的字面直感哈。

半導體器件物理中也有很多有意思的名詞和翻譯等。比如:

國內和港臺的教材和專業文獻等一般將「hole」翻譯為「空穴」和「空洞」。我個人感覺「空穴」更加精準傳神些:空穴容易想到「空穴來風」一詞,源於戰國宋玉的《風賦》,「枳句來巢,空穴來風」,意思是枳樹彎曲的枝丫上會招來鳥雀做窩,空穴之處會產生風。這和半導體物理和器件中的hole的原理和功能非常神似:共價鍵上的價電子被激發成自由電子,而留下空位。而只有形成空位,不是滿帶,才能移動,貢獻電流,而實現半導體器件的各種功能。電洞,當然字面意思非常貼近hole的物理本質,但是似乎缺少了一點神韻。並且「洞」這個字,讓人弱弱有「缺陷」的感覺。

2016年正月,英國謝菲爾德的大雪

國內和港臺的教材和專業文獻等一般將Laser分別翻譯為「雷射」和「鐳射」。鐳射是laser的音譯,而鐳是居裡夫人發現的新元素,元素符號Ra。鐳射,讓人想到是「鐳衰變產生的電離輻射」,這和laser的定義完全不一樣。Laser,物理本質上是受激輻射光放大,所以我覺得翻譯成雷射是很精準的。並且「激」這個字,大部分人都能理解,聯想到「激動」,「激發」等,這和雷射存在閾值和較高工作電流密度神似。

這是目前卡脖子的「熱詞」,但是並不是都能很好區分,在材料器件屬性、功能屬性和學科屬性上等有所交叉和側重。微電子包括半導體器件和封裝,而封裝則涉及到bonding線、焊接等材料和以及QFN\FC\SiP\CoWoS等封裝結構和工藝,微電子是大於半導體的。集成電路則包含半導體電晶體、電阻、電容和電感等元件及布線及封裝,實現特殊電路功能。集成電路重在架構設計和製造,集成電路行業包括了如NVIDIA,Broadcom這樣專門設計的Fabless,和臺積電等專門製造的Fab,以及如英特爾的IDM廠商。從功能上看,微電子也可以分為集成電路和分立半導體器件。

對應英文中的Wide bandgap Semiconductor(注意bandgap為一個單詞), 大部分叫寬禁帶半導體,但也有叫寬帶隙半導體的。能帶包括允許能帶(允帶)和禁止能帶(即禁帶)。Bandgap 準確翻譯是帶隙,但是帶隙並不嚴格等于禁帶?只是為了方便,且已形成大家默認共識,所以禁帶也叫帶隙?因為禁帶和禁帶之間也是存在帶隙?Donald A. Neaman 書:「The bandgap energy Eg between the top of the valence band and the bottom of the conduction band is the width of the forbidden energy band.」 也許英文叫「Wide Forbidden bandgap Semiconductor 」是更精確,但是有點冗長囉嗦。不過對應中文的「寬禁帶半導體」是更準確的。

AlInGaN半導體還有個說法是,其寬禁帶是指寬的禁帶調節範圍,調節In,Ga和Al的成分,可以覆蓋遠紅外到深紫外。英文名應該叫「Wide band gap Semiconductor」(注意band gap為兩個單詞)?

賣白菜的阿公阿姨都知道我們中國晶片被卡脖子。有時候周圍朋友會問我:「你研究晶片麼?」我確實一下不好回答。目前所談論的晶片,主要是指將各種CMOS、電晶體等半導體元器件和電阻、電容等被動元器件集成製造在半導體晶圓上,實現存儲、計算等目標功能的集成電路。而器件,主要指分立器件,包括LED、探測器、電晶體、光開關、耦合器等有源和無源器件。所以晶片並不等於器件。

半導體照明已經走進了千家萬戶,由於半導體照明和LED電視的廣告等,LED也被廣泛知曉。但是很多人,甚至包括專業人士,都會不自覺的將LED約等於半導體照明。這是由於半導體照明實在太深入人心。但LED是個半導體發光元器件,半導體照明是功能應用,是LED目前其中一個最重要的應用。LED還可以應用於顯示、通信、醫療等等需要光源的場景。

   關於LED和半導體照明的其他幾個其實易混淆概念還有:[發光效率,流明效率,Wall-Plug效率,外量子效率];[電阻,方阻,比接觸電阻率];[緩衝層,成核層];[有源區,發光區]。

前段時間和我們院段老師請教交流,其間討論到光電探測器和光電傳感器的概念。我一直對光電探測器是不是光電傳感器感到困惑,因為兩者我認為似乎並無差別,都是將光信號轉為電信號的器件。段老師則認為光電探測器並不是光電傳感器:光電探測器的入射光是人為通過汞燈、氘燈等光源加載,主要目的是研究和提升器件本身對光參數的響應度、靈敏度等,而光電傳感器的入射光是來自目標物質,如火焰、發動機燃燒機油、飛彈尾焰等,主要目的是以光為載體,研究目標物質的狀態和特徵,比如判斷飛彈型號和發動機燃燒狀態等。

這幾個概念在前段的信息光電子論壇上聽到。一般行內默認接受的詞為矽基光子學(Silicon Photonics),但是矽光的發展和研究不僅僅限於光學,微電子和光電子在進一步深度融合。以矽材料為平臺的大規模光電集成晶片將在後摩爾時代發揮重要作用,所以「矽基光電子學」似乎更合適。此外,矽基這個詞容易引起外行人誤解為「基」於矽材料的光子和光電子器件,但其實矽材料並不發光。所以有人提到是否「矽襯底光電子學」更加準確無歧義呢?

Chiplet在引領集成電路的新一輪風潮,Chiplet技術引起了AMD、Intel等的關注。chiplet 是什麼?就是小晶片,首先將複雜功能進行分解,然後開發出多種具有單一特定功能,可相互進行模塊化組裝的「小晶片」(chiplet),並最終以此為基礎,建立一個「小晶片」的晶片網絡。如將單獨的CPU,存儲器和其他關鍵系統安裝到一個相當大的矽片上,稱為active interposer,具有很厚的互連和路由電路routing circuits。「Chiplet」這個詞,會馬上讓人想到「Bracelet」:一顆顆的珍珠,或瑪瑙等串起來成手鐲,和chiplet的概念是不是有點像呢?

此外,還有[電力電子器件,功率半導體]、[通信,通訊]、[智慧,智能]、[半金屬,半導體]、[本底載流子background carrier,本徵載流子 intrinsic carrier]、[Electric, electrical, electronic]等專業詞彙的區別,深挖還確實有點意思。

比如,通信和通訊。原來上課或者報告等講到可見光communication時,真的不確定是「可見光通信」還是「可見光通訊」。直到在網上看到有對《現代漢語詞典》對「通信」和「通訊」的詞條的解讀,才算真正釋惑。附下:

「舊版《現漢》(《現代漢語詞典》第 3 版、第 4 版) 「通信」「通訊」詞條釋義:

【通信】用書信互通消息, 反映情況等:~處|我們幾年前曾經通過信。

【通信】利用電波、光波等信號傳送文字、圖像等:數字~通訊

【通訊】①利用電訊設備傳遞消息:~班|無線電~。②詳實而生動地報導客觀事物或典型人物的文章。

 新版《現漢》(《現代漢語詞典》第 5 版) 「通信」「通訊」詞條的釋義:

【通信】①用書信互通消息, 反映情況等:~處|我們幾年前曾經通過信。②利用電波、光波等信號傳送文字、圖像等。根據信號方式的不同, 可分為模擬通信和數字通信。舊稱通訊。

【通訊】①通信②的舊稱。②翔實而生動地報導客觀事物或典型人物的文章。

經比較可看出,《現代漢語詞典》第 5 版的調整,是為了說明「通信」與「通訊」各有分工,語義不同,不再通用。在「利用電波、光波等信號傳送文字、圖像等」這一意義上,須用「通信」,而不用「通訊」,如「通信兵」「通信衛星」「通信工程」 「通信技術」 「通信系統」「無線電通信」等。「通訊」則只用於與新聞報導相關的詞語,如「通訊社」「通訊網」「通訊員」等。

因此,應該是可見光通信,而不是可見光通訊。

最後,放輕鬆下,分享下其他一些堪稱絕妙的中英文名詞神翻譯:

[吃一塹 長一智A fall into the pit, a gain in your wit][讓我感謝你 贈我空歡喜Thank you for...well...nothing][突然有了軟肋 又突然有了鎧甲Like a dog, like a god][窮則獨善其身 達則兼濟天下Fxxx the world if you're rich. Otherwise, go fxxx yourself]

祝大家國慶和中秋節假日愉快!

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