内容简介
半导体行业现在是世界上最大、最有价值的行业之一，与我们的生活、工作和学习密切相关。这本书是为非专业人士提供的科技指南，介绍与半导体有关的各种基础知识，包括物理、材料和电路，分立元件和集成电路系统、应用和市场，以及半导体的历史、现状和未来。
这本书适合所有对半导体感兴趣的读者。中学生完全可以读懂这本书，专业人士也可以从中了解到市场、投资和政策制定方面的信息。
目录
第1章 半导体基础知识
1.1电和导电性
1.2硅——关键的半导体
1.3半导体简史
1.4半导体价值链——我们的路线图
1.5性能、功率、面积和成本（PPAC）
1.6谁使用半导体？
1.7本章小结
1.8半导体知识小测验
第2章 电路构件
2.1分立元件：电路的构件
2.2晶体管
2.3晶体管结构
2.4晶体管如何工作
2.5晶体管如何工作——用水来比喻
2.6 FinFET与MOSFET晶体管
2.7 CMOS
2.8怎么使用晶体管
2.9逻辑门
2.10本章小结
2.11半导体知识小测验
第3章 构建系统
3.1不同层次的电子产品——系统是如何配合的
3.2集成电路设计流程
3.3设计过程
3.4 EDA工具
3.5本章小结
3.6半导体知识小测验
第4章 半导体制造
4.1制造业概述
4.2前端制造
4.3循环——金属前和金属后工序
4.4晶圆检测、良率和故障分析
4.5后端制造
4.6半导体设备
4.7本章小结
4.8半导体知识小测验
第5章 把系统连接起来
5.1什么是系统？
5.2输入/输出 （I/O）
5.3 IC封装
5.4信号完整性
5.5总线接口
5.6电子系统中的功率流
5.7本章小结
5.8半导体知识小测验
第6章 常用电路和系统元件
6.1数字和模拟
6.2通用的系统元件——SIA框架
6.3微型元件
6.3.1微处理器和微控制器
6.3.2数字信号处理器（DSP）
6.3.3微型元件市场总结
6.4逻辑
6.4.1特殊用途的逻辑
6.4.2中央处理单元
6.4.3图形处理单元
6.4.4 ASIC与FPGA
6.4.5 ASIC或FPGA——选择哪个呢？
6.4.6片上系统
6.4.7逻辑市场总结
6.5存储器
6.5.1存储器堆
6.5.2易失性存储器
6.5.3非易失性存储器
6.5.4非易失性的主存储器
6.5.5辅助存储器（HDD与SSD）
6.5.6堆叠式芯片存储器（HBM与HMC的比较）
6.5.7存储器市场总结
6.6光电、传感器和促动器、分立元件（OSD）
6.6.1光电
6.6.2传感器和促动器
6.6.3 MEMS
6.6.4分立元件
6.6.5分立元件与电源管理集成电路 (PMIC)
6.6.6光电、传感器和促动器、分立元件的市场摘要
6.7模拟元件
6.7.1通用模拟IC与ASSP的比较
6.7.2模拟元件市场总结
6.8信号处理系统——把组件放在一起
6.9本章小结
6.10半导体知识小测验
第7章 射频和无线技术
7.1 射频和无线
7.2射频信号和电磁波谱
7.3 RFIC——发射器和接收器
7.4 OSI参考模型
7.5射频和无线——大画面
7.6广播和频率监管
7.7数字信号处理
7.8 TDMA和CDMA
7.9 1G到5G（时代）——进化和发展
7.10无线通信和云计算
7.11本章小结
7.12半导体知识小测验
第8章系统结构和集成
8.1宏架构与微架构
8.2常见的芯片架构：冯·诺伊曼架构和哈佛架构
8.3指令集架构（ISA）与微架构
8.4指令流水线和处理器性能
8.5 CISC与RISC
8.6选择ISA
8.7异构与单片集成——从PCB到SoC
8.8本章小结
8.9半导体知识小测验
第9章半导体行业——过去、现在和未来
9.1设计成本
9.2制造成本
9.3半导体行业的演变
9.3.1 20世纪60年代至80年代：完全集成的半导体公司
9.3.2 20世纪80年代至21世纪初：IDM+无厂化设计+纯代工厂
9.3.3 2000年至今：无厂化设计公司+代工厂+少量的IDM+系统公司的内部设计
9.4代工厂与无厂化设计——反对IDM的理由
9.5行业前景
9.5.1周期性收入和高度的波动性
9.5.2高研发和资本投资
9.5.3高回报和积极的生产力增长
9.5.4长期盈利能力
9.5.5高度整合
9.6美国与国际半导体市场
9.7 COVID-19和全球半导体供应链
9.8中国的竞争
9.9本章小结
9.10半导体知识小测验
第10章半导体和电子系统的未来
10.1延长摩尔定律——可持续发展的技术
10.2超越摩尔定律——新技术
10.3本章小结
10.4半导体知识小测验
结论
附录
附录AOSI参考模型
附录B半导体并购协议公告——详细信息和来源
词汇表
参考文献
插图来源
译后记
前言/序言
如果你不是工程师，也许会觉得，现代计算看起来是超自然的。用科幻小说家阿瑟·C克拉克的话说，“任何足够先进的科技，都与魔法无异。”
那么，你在日常徒步旅行中看到的岩石，究竟是怎样被人类改造成强大的机器，从而彻底改变我们的工作方式、沟通方式和生活方式的呢？
从20世纪60年代体积庞大的大型计算机，到今天支持社会运转的功能强大的微型计算机，人类处理、存储和操纵数据的能力以惊人的速度发展。1965年，著名的技术专家和英特尔公司的创始人戈登·摩尔预测，一个芯片可以容纳的晶体管数量和由此产生的计算能力，每两年就会翻一番，这就是后来所谓的“摩尔定律”。从1947年威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿在贝尔实验室开发出第一个巴掌大小的晶体管，到今天正在开发的3纳米晶体管（1纳米是十亿分之一米），工程领导者们不断证明摩尔的预测是正确的，大约每18个月就能把芯片上的元件数量翻一番（Yellin, 2019）（Moore, 1965）。
计算能力的这种指数式增长，推动了许多人认为的数字革命，以及我们今天享受和依赖的大量技术。从手机到人工智能，半导体技术引发了无数的产业创新。
半导体行业本身就很庞大，仅在美国，就有25万人直接受雇于半导体行业，此外估计还有100万个间接就业机会（SIA, 2021）。行业领袖和政治家们试图进一步增加这些数字，为美国带来更多的半导体工作岗位。半导体是美国仅次于石油和飞机的第三大出口产品，在美国国内生产总值中占有很大的比重（Platzer, Sargent, & Sutter, 2020）。没有半导体，就不会有任何现代化的生活——没有手机，没有电脑，没有微波炉，没有视频游戏——我相信任何在新冠疫情期间尝试买车的人都明白，芯片短缺意味着什么。简而言之，半导体非常重要。
因此，了解一点儿半导体不好吗？
有些人依靠半导体为生，很容易理解他们为什么想读这本书。但是，即使你和半导体行业没有关系，了解什么是半导体，它们是如何制造的，未来会怎样，以及为什么对我们的日常生活如此重要，也将是有益的经历。在理想的情况下，本书将帮助你理解这个复杂而又热门的主题，帮助你与其他技术领域建立联系，提供一份最终可以掌握的工作技术词汇，甚至可以让你在下一次晚餐聚会时给朋友们留下深刻的印象。
如果这些理由还不够，阅读《一看就懂的半导体：适合所有人的科技指南》，冲进陌生的技术战场，必然会对周围的世界产生新的见解，甚至让你感到自豪。
