《半导体简史》 王齐 范淑琴 编订 机械工业出书社
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器具大发国际,那段时期被称为石器时期;梗概6000年以前,人类缓缓毁灭了石块,插足了青铜与铁器时期。
在渐别石器时期长达万年的时光中,人类与半导体干系的历史不到两百年。在第一个百年之中,留住纪录的仅仅几个跳跃着的与半导体有极少干系的工作。
19世纪,人类有观看到了半导体的热敏特点、光伏效应、光电导效应与整流这四大特点,但这些发现莫得激发弥散的关心。随后几十年,半导体活命在解说与证伪的争辩之中,好多科学家合计半导体不外是在绝缘体中掺杂了一些导体杂质终结。
20世纪的前半叶是一个科技爆发的时期,量子力学与相对论在这段时候先后出现,人类加快了向微观寰宇及宏观天地的探索秩序。与相对论比拟,也许量子力学更为复杂,冷漠相对论的爱因斯坦,依然说过他思考量子力学的时候百倍于相对论。
量子力学是微观寰宇的通行秩序,发祥于对黑体发射表象的解释,在科学家束缚质疑原子组成结构与电子运行轨迹的经由中抵达热潮。能带表面在此本领缓缓成型,使寰宇上的物资被永诀为导体、绝缘体与半导体。借助能带表面,科学家合交融释了半导体材料的四大特点,而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利用是无线通讯边界中使用的二极管。在二战本领,半导体材料的提纯工艺日趋闇练。战后不久,晶体管问世,硅截止了长达万年的恭候,行为半导体材料而不是石块被人类再行发现。
晶体管的问世是人类科技汗青中的一个首要里程碑,而后半导体材料具有了愈加无边的发展空间。潘多拉魔盒被再次大开,这一次人类成绩了但愿。在晶体管出生后不及百年的时光里,人类获取的科技设置险些高出了之前几百万年的总数。
半导体的出现使万生剧变。而后的地球,比已往“小”好多;而后的时候,比已往“快”好多;而后的人类,比已往谦恭好多。
半导体产业的表面基石是量子力学。量子力学不仅是一门知识,亦然一种玄学思考。对量子力学多一些了解,会多一种看待这个寰宇的步地。恰是因为这个原因,书中将尝试勾画出量子力学的笼统。
量子力学除外,半导体还与多门交叉学科干系,共同组成了复杂的半导体产业链。在这个链条中,上游是半导体开拓、材料与器具软件;下流是半导体的利用,包括贪图、存储、通讯与其他边界;半导体制造在之间起承转合。
本书在先容半导体全产业链的经由中缓缓张开,由三条干线组成,分别为基础线、利用线与制造线。
基础线鸠合出刻下第1章“半导体的发祥”与第5章“生命之光”中,并流畅全书,狡饰了量子力学、凝华态物理与光学的一些知识。这两章的部天职容,败兴无味并不易读,大略的篇幅也很难将这些本色齐备狡饰。笔者书写这段翰墨时亦感败兴无味,也不啻一次想删撤离这些本色,却最终将其完整保留,因为这些败兴与无味恰是半导体产业的立基之石。
利用线的主体由第2章“晶体管来了”与第3章“贪图寰宇”组成。
“晶体管来了”这章先容半导体的发祥,以及晶体管、集成电路出生的那段波涛壮阔。半导体产业从通讯边界初始,并缓缓过渡到存储边界,最终在贪图边界蓬勃兴起,在整合存储与通讯边界的经由中,开拓了电子信息产业的基石。
“贪图寰宇”这章先容电子信息时期始于贪图,精彩之处亦在于贪图。电子信息产业的三次波涛,大型机、PC与智高手机时期与贪图边界密切干系。对通讯、存储与贪图边界的描述组成了本书的利用线。
制造线的部天职容出刻下“晶体管来了”这章与“生命之光”这章,主体鸠合在第4章“制造为王”,围绕半导体的制造,格外是集成电路的制造张开。
“生命之光”这章即临了一章先容“光”。半导体材料与“光”平直干系的产业,包括光伏与表现边界。半导体制作离不开“光”,光刻机是最辛勤的半导体开拓。该章在临了简述了中国半导体产业的已往、刻下与将来,这段历程由但愿谱写,是中国半导体人道射中的光。
在三条干线中,基础线相对晦涩,主要为18到25岁的年青人准备,是交融半导体材料科学的要道。多数读者不错将这些本色略去,并不会影响阅读的一语气性。
笔者但愿更多的年长一代,欣忭对这些本色多一些了解。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冲破,然则不错为年青一代提供立异的泥土,与复旧立异所必须要有的宽厚。
三大干线触及了多数与半导体产业干系的历史。记忆这段历史不仅代表要了解已往,亦然在近距离细察着今天与将来。一切历史都是现代史,调换的历史在不同的年代,有着不同的解读。历史是一面镜子,在镜中咱们寻找将来。
包袱裁剪:李桐
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