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『簡體書』半导体简史

書城自編碼: 3800125
分類: 簡體書→大陸圖書→工業技術電子/通信
作者: 王齐 范淑琴 编著
國際書號(ISBN): 9787111713395
出版社: 机械工业出版社
出版日期: 2022-10-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 软精装

售價:NT$ 626

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編輯推薦:
名家推荐:陈左宁院士、冯登国院士、高通全球副总裁侯明娟、海康威视总裁胡扬忠力荐。
内容权威:本书作者在业内浸淫20余载,拥有大量实践经验及查证资料,每章内容都经由不同专家多次审阅,前后审阅专家30余位,以尽可能保证内容的准确性。
全景式解读:本书涵盖基础、应用及制造三条主线,并通过科学家故事、半导体企业的生存发展为读者多视角呈现半导体产业的发展历程。
內容簡介:
本书沿半导体全产业链的发展历程,分基础、应用与制造三条主线展开。其中,基础线主要覆盖与半导体材料相关的量子力学、凝聚态物理与光学的一些常识。应用线从晶体管与集成电路的起源开始,逐步过渡到半导体存储与通信领域。制造线以集成电路为主展开,并介绍了相应的半导体材料与设备。
三条主线涉及了大量与半导体产业相关的历史。笔者希望能够沿着历史的足迹,与读者一道在浮光掠影中领略半导体产业之全貌。
本书大部分内容以人物与公司传记为主,适用于绝大多数对半导体产业感兴趣的读者;部分内容涉及少许与半导体产业相关的材料理论,主要为有志于深入了解半导体产业的求职者或从业人员准备,多数读者可以将这些内容略去,并不会影响阅读的连续性。
目錄
目录 
专家推荐
卷首语
致谢
第1章 半导体的起源/1
1.1 电与磁/3
1.2 能检波的石头/13
1.3 神奇的“电灯”/17
1.4 量子世界/23
1.5 元素的奥秘/33
1.6 晶体的结构/42
1.7 自由的电子/49
参考文献/61
第2章 晶体管来了/62
2.1 接触的奥秘/63
2.2 长的一个月/72
2.3 肖克利的救赎/82
2.4 硅谷之父/91
2.5 集成电路的诞生/99
2.6 “八叛逆”与平面工艺/104
2.7 强大的近邻/112
2.8 逆风飞扬/122
参考文献/132
第3章 计算世界/133
3.1 绝代双骄/134
3.2 大型机时代/146
3.3 Wintel帝国/157
3.4 Tick-Tock/167
3.5 ARM的崛起/174
3.6 谈设计/184
3.7 应用时代/191
参考文献/198
第4章 制造为王/199
4.1 万能的生态/202
4.2 从硅到芯片/211
4.3 摩尔定律/215
4.4 蓝色巨人/227
4.5 加减法设备/235
4.6 制作之旅/242
4.7 奔腾的芯/254
4.8 筚路蓝缕/268
参考文献/276
第5章 生命之光/278
5.1 光学起源/280
5.2 从光到电/287
5.3 从电到光/293
5.4 蓝光之魅/303
5.5 最亮的光/310
5.6 阿贝成像/315
5.7 群峦之巅/327
5.8 中国之路/340
参考文献/347
內容試閱
卷首语 
在地壳中,含量最多的元素是氧与硅。人类离不开氧也离不开硅。约330万年前,古人使用硅的原始形态石块制作工具,那段时期被称为石器时代;大约6000年以前,人类逐渐抛弃了石块,进入了青铜与铁器时代。
在渐别石器时代长达万年的时光中,人类与半导体相关的历史不到两百年。在第一个百年之中,留下记载的只是几个跳动着的与半导体有少许关联的事迹。
19世纪,人类观测到了半导体的热敏特性、光伏效应、光电导效应与整流这四大特性,但这些发现没有引发足够的关注。随后几十年,半导体生活在证明与证伪的争辩之中,许多科学家认为半导体不过是在绝缘体中掺杂了一些导体杂质罢了。
20世纪的前半叶是一个科技爆发的时代,量子力学与相对论在这段时间先后出现,人类加速了向微观世界及宏观宇宙的探索步伐。与相对论相比,也许量子力学更为复杂,提出相对论的爱因斯坦,曾经说过他思考量子力学的时间百倍于相对论。
量子力学是微观世界的通行法则,起源于对黑体辐射现象的解释,在科学家不断质疑原子组成结构与电子运行轨迹的过程中抵达高潮。能带理论在此期间逐步成型,使世界上的物质被划分为导体、绝缘体与半导体。借助能带理论,科学家合理解释了半导体材料的四大特性,此后不再有人继续质疑半导体材料的存在。
半导体是一种介于导体与绝缘体之间的材料,是电子信息产业的基石。半导体材料的第一个应用是无线通信领域中使用的二极管。在二战期间,半导体材料的提纯工艺日趋成熟。战后不久,晶体管问世,硅结束了长达万年的等待,作为半导体材料而不是石块被人类重新发现。
晶体管的问世是人类科技史册中的一个重大里程碑,此后半导体材料具有了更加广阔的发展空间。潘多拉魔盒被再次打开,这一次人类收获了希望。在晶体管诞生后不足百年的时光里,人类取得的科技成就几乎超越了之前几百万年的总和。
半导体的出现使万生巨变。此后的地球,比过去“小”许多;此后的时间,比过去“快”许多;此后的人类,比过去谦卑许多。
半导体产业的理论基石是量子力学。量子力学不仅是一门知识,也是一种哲学思考。对量子力学多一些了解,会多一种看待这个世界的方式。正是因为这个原因,书中将尝试勾勒出量子力学的轮廓。
量子力学之外,半导体还与多门交叉学科相关,共同组成了复杂的半导体产业链。在这个链条中,上游是半导体设备、材料与工具软件;下游是半导体的应用,包括计算、存储、通信与其他领域;半导体制造在之间承上启下。
本书在介绍半导体全产业链的过程中逐步展开,由三条主线构成,分别为基础线、应用线与制造线。
基础线集中出现在第1章与第5章中,并贯穿全书,覆盖了量子力学、凝聚态物理与光学的一些常识。这两章的部分内容,枯燥无味并不易读,简短的篇幅也很难将这些内容完全覆盖。笔者书写这段文字时亦感枯燥无味,也不止一次想删除掉这些内容,却最终将其完整保留,因为这些枯燥与无味正是半导体产业的立基之石。
应用线的主体由第2章与第3章构成。
第2章介绍半导体的起源,以及晶体管、集成电路诞生的那段波澜壮阔。半导体产业从通信领域开始,并逐步过渡到存储领域,最终在计算领域蓬勃兴起,在整合存储与通信领域的过程中,建立了电子信息产业的基石。
第3章介绍计算世界。电子信息时代始于计算,精彩之处亦在于计算。电子信息产业的三次浪潮,大型机、PC与智能手机时代与计算领域密切相关。对通信、存储与计算领域的描述组成了本书的应用线。
制造线的部分内容出现在第2章与第5章,主体集中在第4章,围绕半导体的制造,特别是集成电路的制造展开。半导体产业的上游,即设备与材料在第2、4与5章均有介绍,是制造线的基础,也是核心。
本书第5章即最后一章介绍“光”。半导体材料与“光”直接相关的产业,包括光伏与显示领域。半导体制作离不开“光”,光刻机是最重要的半导体设备。该章在最后简述了中国半导体产业的过去、现在与未来,这段历程由希望谱写,是中国半导体人生命中的光。
在三条主线中,基础线相对晦涩,主要为18~25岁的年轻人准备,是理解半导体材料科学的关键。多数读者可以将这些内容略去,并不会影响阅读的连续性。
笔者希望更多的年长一代,愿意对这些内容多一些了解。这一代人中的绝大多数可能很难在基础科学上做出更大的突破,但是可以为年轻一代提供创新的土壤,与支撑创新所必须要有的宽容。
三大主线涉及了大量与半导体产业相关的历史。回顾这段历史不仅代表要了解过去,也是在近距离观察着今天与未来。一切历史都是当代史,相同的历史在不同的年代,有着不同的解读。历史是一面镜子,在镜中我们寻找未来。
书中出生于19世纪中叶之前的著名人物,与绝大多数诺贝尔奖获得者使用了中文名称。这里不仅是为了表示尊敬,更是因为这些人,以及与对这些人的称呼,在中文世界中已经有着约定俗成的表述。
笔者从几年之前开始准备这本书籍,期间写写停停。在此期间,重温了从电磁学开始的许多课程,在告别学生时代几十年后,对这些课程也有了一些新的体会。书籍的名称经过反复推敲,最后确定为《半导体简史》。
这本书籍我们写了又改,改了又写,每次修改必能发现新的错误,完稿后广邀好友审阅,心中依然惴惴不安,为此附上下方的公众号“南郭比特”,我们将在此处维护本书,也盼望更多的读者能够纠正本书的错误,以惠及来者。

 

 

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