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張貼日期：2015/11/5 上午 03:50:55
二極體是一個電機工程師都知道的東西，圖一是一個二極體的示意圖。
圖一
二極體最大的特色就是電流只有一個方向，不可能反過來。有的時候我們要將交流電轉換成直流電，交流電就不斷地有兩種方向，如果要轉成直流電，二極體就可以派上用場。當然事情也不是那麼簡單，我們起碼要有兩個二極體才可以完成工作。這種將交流電轉換成直流電的線路，叫做整流器。
本來天下太平，整流器到處都會被用到，可是有一種情形就嚴重了，那就是在汽車的引擎裡也要有一個整流器，因為引擎轉動可以產生電流，但是這種電流是交流電，我們所要儲存的是直流電，所以引擎裡頭都有整流器。整流器的主要零組件就是二極體。麻煩來了，引擎內部的溫度高達攝氏250度，再加上二極體會有高達50安培的大電流通過，因此溫度又會再增加。所以我們的二極體就必須要耐高溫才行。
車用的半導體零件中最難做的，就是在引擎蓋下的部份。因為車子是不允許任何零組件發生問題的，如果車子在行進中發生問題，車廠要賠很大的金錢。因此，車子對於零組件都有非常嚴格的規格。以引擎內的二極體而言，它們的規格是:車子走了十萬哩以後，每一百萬輛車只能有一部車的二極體有問題。也就是說，我們的車用二極體必須是一個非常穩定的二極體，在非常惡劣的情況之下，它不會有問題。這種二極體當然是相當貴的，也要有特別的方法來製造。
請看圖二
圖二
我們發現車用二極體的一個端點變得很大，不是一條金屬線而已，而是一個圓形的東西。這個端點當然是和一個金屬板相連的，因為金屬板很大，所以熱可以散走。但是問題來了，這麼一個大的端點，如何能夠和金屬板相連呢?過去我們熟悉的焊接方法是不能用了，理由很簡單，焊接實在是不穩定的，過一陣子就會有問題，所以要用另外一種方法。這個方法其實是大家很熟悉的，就是木匠所用的卡榫。請看圖三。
圖三
我們將金屬板上打個洞，這個洞要比二極體的大端點稍微小一點，我畫得不很準確，請各位原諒。然後我們用重力將這個二極體打進去，這個重力非常大，打進去以後就非常緊了。
可是最重要的，乃是這個二極體本身的設計和製造就是與眾不同的。它們需要自己的製程，比方說，在製造過程中，他們要用特別的化學塗料，因為要讓大電流通過。而且這個塗料要非常穩定，十幾年後仍然不會破裂等等，所以這個製程本身就是公司的秘密。公司也有自己的工廠，可以製造這種特別的二極體。有趣的是，這個製程本身非常特別，但是所需要的儀器卻又是非常簡單的，並不需要非常昂貴的半導體設備。
希望大家了解的是，汽車公司是不會輕易買這種零組件的，他們當然會非常地慎重。公司的負責人告訴我，有一次有幾位來自法國車廠的工程師詢問他們的製程和設計，看了報告以後，一小時內要叫這家公司的負責人回答三十個問題。可見得他們多麼地慎重。
我們國家的半導體工業也要注意，我們應該往特別的方向走，我們應該要會做別人不會做的東西。這家公司的車用二極體就是一個例子，因為他們極端保密，也不會在大陸設廠。可是他們的產品是用在很多外國著名的汽車上，並不受到大陸的威脅。
他們花了整整五年才做出外國大車廠肯買的二極體，這種投資是值得的，因為別人要趕上，相當困難。而且車廠一旦用了你的零組件，通常他們不會換。值得注意的是，他們會要求你在十幾年內仍然要能夠供給他們這種零組件，不能說兩年之內就不再生產了，這是不行的。
我們有的時候實在不必害怕大陸對我們的威脅，我們的競爭對手不該是中國大陸，而是全世界。
李家同
清華大學、靜宜大學、暨南大學榮譽教授
博幼社會福利基金會董事長
劃撥帳號:22482053
(300)新竹市光復路清華大學資訊工程系
網站http://erdos.csie.ncnu.edu.tw/~rctlee/article/index.htm
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