本書按知識譜系分為芯片設(shè)計(jì)、制造、封測、軟件工具、材料裝備、產(chǎn)業(yè)投資、企業(yè)運(yùn)營,以及政策規(guī)劃等十大類、近百個(gè)小專題。在知識全面覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的同時(shí),對芯片設(shè)計(jì)作為產(chǎn)業(yè)“龍頭”、處理器作為芯片之“冠”、EDA 作為設(shè)計(jì)之“筆”、光刻機(jī)作為裝備之“巔”、鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)作為制造之“拱門”、科創(chuàng)板芯片概念等產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)、技術(shù)卡點(diǎn)和社會熱點(diǎn),進(jìn)行“庖丁解!笔降娜谪,達(dá)到化繁為簡、以微知著地普及和傳播芯片知識的目的。本書內(nèi)容詳細(xì),兼具全面性和系統(tǒng)性、科學(xué)性和趣味性、開放性和可讀性,可作為集成電路和電子信息專業(yè)讀者的入門讀物,對于各級政府主管部門,投融資行業(yè)和社會各界對集成電路行業(yè)感興趣的讀者來說,本書也具有非常好的科普價(jià)值。
徐步陸,工學(xué)博士, 正高級工程師(集成電路設(shè)計(jì))。上海硅知識產(chǎn)權(quán)交易中心董事、總經(jīng)理,上海市集成電路行業(yè)協(xié)會監(jiān)事長。著作有《微處理器體系結(jié)構(gòu):專利技術(shù)研究方法 第一輯: X86指令總述》《微處理器體系結(jié)構(gòu):專利技術(shù)研究方法 第二輯:X86多媒體指令集》《微處理器體系結(jié)構(gòu):專利技術(shù)研究方法 第三輯:x86指令實(shí)現(xiàn)專利技術(shù)》《信息技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)理論與實(shí)踐研究》等。
第 1 章 一顆奔騰的心:集成電路面面觀 / 1
集成電路的發(fā)明:微觀世界真奇妙 / 1
集成電路發(fā)展的動力 / 3
再議神奇的摩爾定律 / 6
集成電路產(chǎn)業(yè)有多大 / 7
誰是大玩家:世界十大半導(dǎo)體公司 / 9
價(jià)比飛機(jī)的光刻機(jī):造得飛機(jī),造不了光刻機(jī) / 13
什么是我國的芯片“卡脖子”問題 / 15
科創(chuàng)板風(fēng)口上的中國芯片行業(yè) / 17
美國芯片行業(yè)可以“閉門造車”嗎 / 18
芯片的服務(wù)對象:軟件 / 19
集成電路的未來出路 / 21
第 2 章 集成電路中的半導(dǎo)體器件 / 24
PN 結(jié) / 24
雙極型晶體管 / 26
MOS 管 / 27
集成電路中的無源元件 / 29
芯片有多少種?——半導(dǎo)體與集成電路的異同 / 30
12 英寸和 5 nm,到底是什么 / 32
LED:我也叫芯片 / 34
化合物半導(dǎo)體 / 35
誰是集成電路的專利發(fā)明人:TI 和仙童的“雙黃蛋”之爭 / 37
第 3 章 集成電路的基礎(chǔ)工藝 / 39
采用硅單晶制造集成電路的理由 / 39
氧化、擴(kuò)散和離子注入技術(shù) / 40
繪制精細(xì)圖形的光刻技術(shù) / 42
刻蝕技術(shù) / 43
薄膜淀積技術(shù) / 44
大硅片制造有多難 / 46
從 0 到 1:異軍突起的中國軍團(tuán) / 48
第 4 章 集成電路的制造工藝 / 50
集成電路制造入門:雙極型集成電路 / 50
集成電路制造進(jìn)階一:MOS 集成電路 / 52
集成電路制造進(jìn)階二:CMOS 集成電路 / 54
多層布線 / 56
布線的轉(zhuǎn)軌:從鋁到銅 / 57
站起來的晶體管:鰭式場效應(yīng)晶體管 FinFET / 59
已經(jīng)到來的下一代晶體管:全柵場效應(yīng)晶體管 GAAFET / 61
胡正明的故事 / 62
刊登于《科學(xué)》雜志的復(fù)旦大學(xué)發(fā)明: 半浮柵晶體管(SFGT) / 63
應(yīng)用材料 Applied Materials:我的主業(yè)是裝備 / 65
“不能倒下”的臺積電 / 67
中國集成電路業(yè)的“篳路藍(lán)縷” / 69
第 5 章 數(shù)字集成電路 / 75
數(shù)字集成電路:0 與 1 的對話 / 75
數(shù)字集成電路的基本法則 / 76
集成電路的抽象層級化:大道若簡 / 77
CMOS 基本門電路的分類 / 79
典型的組合邏輯電路 / 82
時(shí)序邏輯電路基礎(chǔ) / 83
時(shí)鐘:數(shù)字電路的“脈搏” / 85
最簡單的數(shù)字電路組合——計(jì)數(shù)器 / 86
數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)“接力賽”——設(shè)計(jì)流程 / 87
專用集成電路的設(shè)計(jì) / 89
微處理器的設(shè)計(jì) / 91
CISC 和 RISC / 92
處理器的開源時(shí)代 / 94
Intel 原來是“火星人” / 95
第 6 章 存儲器的設(shè)計(jì) / 97
算來算去,存進(jìn)存出:數(shù)據(jù)存儲的意義 / 97
從書庫、書架、書桌到口袋書:存儲的層次結(jié)構(gòu) / 98
得存儲者,三分“芯”天下 / 99
存儲器的產(chǎn)品、種類 / 100
站在同一起跑線上的新型存儲器 / 102
DRAM 存儲器引發(fā)日美芯片霸主之爭 / 104
閃存:“存儲王”三星的第二棒 / 106
中國軍團(tuán)的存儲破壘 / 108
第 7 章 模擬集成電路 / 111
與真實(shí)世界的對話窗口:模擬集成電路 / 111
基礎(chǔ)模擬集成電路:放大器 / 113
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) / 115
數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) / 116
5G 射頻芯片:藝術(shù)家的設(shè)計(jì) / 117
我們的第一個(gè)翻身仗:電源管理芯片 / 119
德州儀器才是“武當(dāng)真人”:利潤之神 / 120
第 8 章 集成電路設(shè)計(jì)的 EDA 技術(shù) / 122
EDA 工具的主要構(gòu)成 / 122
數(shù)字電路設(shè)計(jì)全流程 EDA 工具 / 124
模擬與混合電路設(shè)計(jì)全流程 EDA 工具 / 126
集成電路制造類 EDA 工具 / 127
數(shù)字設(shè)計(jì)驗(yàn)證的性能比賽:仿真 / 128
買買買:國際 EDA 并購史 / 130
中國 EDA 初現(xiàn)大本營:上海 / 132
第 9 章 封測技術(shù)與可靠性 / 135
裝在“防護(hù)服”里的芯才安全:封裝 / 135
一顆芯,百件衣 / 136
引線框架封裝 / 138
倒裝焊與球柵陣列封裝 / 139
晶圓級芯片規(guī)模封裝 / 140
多芯片封裝,讓芯片住上套房和樓房 / 141
“零缺陷”的汽車芯片封裝 / 143
芯片測試:說你行,你就行 / 144
JEDEC 是什么?國際封裝標(biāo)準(zhǔn) / 145
已經(jīng)坐在牌桌上的中國封測業(yè) / 147
第 10 章 SoC 大一統(tǒng)時(shí)代與產(chǎn)業(yè)的明天 / 149
像搭積木一樣設(shè)計(jì) SoC 芯片 / 149
“積木”千萬種:硅知識產(chǎn)權(quán) IP 核的定義與分類 / 152
IP 之巔:處理器 IP 核 / 154
人工智能的算力:從 CPU、GPU 到 DPU / 155
集成電路的另一個(gè)增長極:汽車 / 157
資本的力量:集成電路投資的盛宴 / 160
為什么 2021 年芯片短缺:芯片的經(jīng)濟(jì)屬性 / 163
何謂硅知識產(chǎn)權(quán):芯片就是知識產(chǎn)權(quán),知識產(chǎn)權(quán)就是芯片 / 164
中國集成電路發(fā)展方向,最好的大學(xué)有哪些 / 166
產(chǎn)教融合、職業(yè)教育奏響集成電路人才培養(yǎng)新篇章 / 168
百花齊放:中國芯片的時(shí)代舞臺 / 170
國家的期盼 / 171