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半导体的故事:发展与现况

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出版者 出版社:暖暖书屋 订阅出版社新书快讯 新功能介绍
翻译者
出版日期 出版日期:2013/12/19
语言 语言:繁体中文



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发表于2024-05-18

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图书描述

半导体如何点石成金,成为「现代工业社会的稻米」?

  ◆法拉第,第一个注意到半导体材料的人
  ◆初试啼声的半导体:猫胡子侦测器
  ◆金属、绝缘体和半导体的区别
  ◆微波侦测器与半导体的发展
  ◆发明电晶体并得到诺贝尔奖的三人组:萧克莱、巴丁、布莱登
  ◆怎么样才能得到够纯的半导体?
  ◆积体电路的发明:一种生产技术的革新
  ◆两个决定发展方向的重要因素:半导体记忆器和微处理器

  我们日常生活中每天都会碰到许多半导体元件,如电视、电话、电脑、洗衣机、电冰箱、汽车里都有大量的半导体元件,无时无刻在为我们服务,甚至有些现代科技产品,完全要依靠半导体元件才能作用。无论在经济、生活、国防上,一个现代的国家都离不开半导体,没有半导体技术,可以说就没有现代科技社会。

  在台湾,半导体业已经快速成长为主要的支柱工业。台湾要成为科技岛,发展半导体工业将是一条不可避免的路。作者在半导体方面工作多年,曾经在美国的半导体工业界服务,也曾在美国和国内的大学任教,深深了解到半导体对今天社会的重要性。学习半导体光只是唸课本是不够的,必须要了解到它发展的来龙去脉,才能知道半导体这门科学的源由和它发展的原动力,对于将来在半导体方面更上层楼非常必要。

  本书从历史的角度,详述半导体如何成为二十世纪改变世界面貌的重要新科技。从半导体是如何发现的,再介绍量子力学和固态物理发展的经过,然后论及电晶体和积体电路发展的情况,最后介绍世界各国的半导体工业,以及半导体业未来的前景。

书评    

  ◆半导体工业是目前我国最重要的工业之一,半导体也是现代人生活中绝对不可或缺的工业产品,电话、音响、电脑、汽车,甚至玩具和电锅里面都会有半导体。我因为是学电机出身的,对半导体还可以称得上是一知半解,一般人能够了解半导体的大概少得可怜。亏得李雅明教授写了这么一本好书,李教授不仅很有学问,而且他的文笔非常好,由他来写有关半导体的故事,最适宜不过了。──李家同
 

著者信息

作者简介    

李雅明


  1943年生,国立台湾大学物理系学士,美国马利兰大学固态物理学博士。曾先后任新竹清华大学物理系、材料科学系副教授,美国休斯研究所(Hughes Research Laboratories)计画经理,美国凯斯西方储备大学(Case Western Reserve University)电机与应用物理系正教授,清华大学电机系正教授。在清华大学,曾任电子工程研究所所长,出版社社长,现为清华大学荣誉教授。

  除科技专业论文外,着有:以海外保钓运动为背景的长篇小说《惑》(1986)、《固态电子学》(1995)、《半导体的故事》(1999)、《我看基督教:一个知识份子的省思》(2006)、《科学与宗教:400年来的冲突、挑战和展望》(2008,入围第33届金鼎奖)、《出埃及:历史还是神话?》(2010)、《从半导体看世界》(2012),主编《管惟炎口述历史回忆录》(2004)、翻译《IC如何创新》(2000)。
 

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图书目录

李家同推荐序
初版自序
再版序

第一章 点石成金的半导体
  现代工业社会的稻米
  半导体工业的规模

第二章 半导体的起源
  法拉第的新材料
  初试啼声的半导体:猫胡子侦测器
  半导体整流器和光伏特电池
  红外光侦测器
  整流理论
  究竟有没有半导体?
  真空管的出现

第三章 量子力学的发展
  量子力学的萌芽
  玻尔与原子模型
  波粒二象性
  海森堡和矩阵量子力学
  薛丁格和波动量子力学
  玻恩、狄拉克和鲍利

第四章 固态物理的发展
  量子力学出现以前的固态理论
  固态理论的先锋
  布洛赫定理
  能带理论
  金属、绝缘体、半导体的区别

第五章 第二次世界大战的影响
  英国的救星:雷达
  第二次世界大战期间半导体的发展

第六章 电晶体的发明
  早期的故事
  贝尔实验室
  获得诺贝尔奖的三人组:萧克莱、巴丁、布莱登
  其他半导体研究
  怎么样才能得到够纯的半导体?
  电晶体发明以后的反应

第七章 电晶体工业
  技术的革新
  用硅,用锗,还是用化合物半导体?
  老公司还是新公司?
  平面工艺

第八章 积体电路
  英国的杜默
  德州仪器的基尔比
  快捷公司的诺宜斯
  技术发展

第九章 超大型积体电路
  什么是超大型积体电路?
  微处理器
  记忆器晶片

第十章 美国半导体业
  老真空管公司
  萧克莱的商业生涯:湾区的第一家半导体公司
  快捷半导体公司
  硅谷
  德州仪器公司
  英特尔公司

第十一章 欧洲半导体业
  荷兰半导体业
  英国半导体业
  法国半导体业
  义大利半导体业
  德国半导体业
  俄罗斯半导体业

第十二章 亚洲半导体业
  日本半导体业
  南韩半导体业
  台湾半导体工业
  中国大陆的半导体工业
  印度半导体业

第十三章 结语:电子时代的回思
  半导体工业成长的回顾
  半导体业的国际竞争
  半导体的冲击
  硅时代的应变之道

中西名词对照表
 

图书序言

第二章 半导体的起源
 
法拉第的新材料
 
在我们人类的环境四周,一直都存在着各式各样不同的材料。人们对于这许多材料,从经验上,也多多少少累集了一些认识。比如像铜铁之类金属的东西,比较会传热,也比较会导电;而陶瓷之类的,就不太会传热又不太会导电。十六世纪以后,由于伽利略(Galileo Galilei, 1564-1642)、开普勒(Johannes Kepler, 1571-1630)、惠更斯(Christiaan Huygens, 1629-1695)、牛顿(Isaac Newton, 1642-1727)等科学家的研究,物理学有了很大的发展。在电磁学方面,经过库伦(Charles Coulomb, 1736-1806)、伏特(Alessandro Volta, 1745-1827)、安培(Andre Ampere, 1775-1836)、欧姆(Georg Ohm, 1789-1854)、法拉第(Michael Faraday, 1791-1867)、麦克斯韦(James Maxwell, 1831-1879)等科学家的努力,有了飞跃的进步,对于自然界物质特性的了解也大大增加了。
 
但是在二十世纪的近代科学──特别是量子力学──发展出来以前,人们对于四周物体的认识仍然限于比较粗浅的,或者称为巨观的(macroscopic)认识,也就是说,只能从外部,大体上来研究和了解物质的现象,而不能由基本原理和物质的内部结构,把物质的性质推导出来。后面这种由基本原理推导出来的理论称为微观的(microscopic)的理论。而巨观的理论就是只知道是什么,而不知道为什么。我们前面提到过:人们知道有些材料,像铜铁之类的金属,比较容易导热,也比较容易导电,后来也发现,这两者之间有一定的关系,好的热导体也是好的电导体。另一些像是陶瓷之类的材料,导电和导热的性质都比较差。但是这个现象的原因是什么,在十九世纪的时候还不明了。这些材料究竟为什么会有这些差异,一直要到二十世纪量子力学和固态物理发展出来以后,这些问题才有了真正的答案。
 
我们在前面,提到了两种性质很不相同的材料,就是金属和陶瓷,它们导电和导热的性质相差很多,而性质介于这两者之间的,就是我们这本书里的主角────半导体。半导体的导电和导热的能力不如金属,但是比陶瓷之类的绝缘体又要好得多,因此,给它取了个半导体(semiconductor,德文是Halbleiter)的名字。在这三种材料中,半导体发现得最晚,虽然在十九世纪已经注意到可能有这种与金属和陶瓷都不相同的材料,但是一直要到二十世纪,材料的纯化技术进步到一个相当程度以后,半导体的存在才能真正确定。

图书试读

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