具體描述
又是誰發明它們？
太陽能如何實化應用？
奈米科技為何這麼夯？
課本上沒寫、老師也不見得知道的曆史上的發明瞬間，全在這本書裏。
我們的生活更便利、聯係更快速，因為有他們與他們發明的科技技術。
今日人們處在數位科技發達的時代，網際網路、智慧型手機、桌上型與筆記型電腦、ATM、數位相機等電子設備早已司空見慣；綫上購物與付費、FB、IG、Line等現代交際途徑，更是與社會中的每個人密不可分。但有多少人知道，我們所享受的這一切，完全得益於1947年發明的電晶體和1958年發明的積體電路？
而半導體經過半個世紀以來的發展，日新月異的科技也不斷推動半導體的進步，27項對半導體産業有深遠影響的技術，是如何發展？如何被人們研發齣來，又是如何影響著我們的生活。透過本書，讓寶貴的曆史典故與創業經驗財富流傳下來。
著者信息
張汝京
畢業於颱灣大學機械工程係，紐約州立大學工程學碩士、美國南方衛理公會大學電子工程博士。2000年，創辦中芯國際積體電路製造有限公司。
在美國德州儀器公司(TI)20年期間，相繼在美國與日本建立並管理該公司的多座半導體工廠。離開德州儀器後，就任為世大積體電路公司(WSMC)總裁。
現為昇瑞光電科技(上海)有限公司董事長兼執行長，西安神光安瑞光電有限公司執行長兼總經理，是亞洲屈指可數的LED全産業鏈垂直整閤的先導者並領軍人物，在中國大陸有半導體産業教父之稱。
為人謙和、與人為善；常常以身作則、事必躬親，雖然嚴格但不嚴厲。
圖書目錄
第2章 積體電路的發明
第3章 LCD技術的發明
第4章 CCD和CIS技術的發明
第5章 DRAM技術的發明
第6章 非揮發性記憶體
第7章 半導體鐳射器的發明
第8章 光縴發展背後的人物故事
第9章 太陽能電池的發展史簡介
第10章 電腦技術與華人
第11章 DLP與DMD技術的發明
第12章 等離子體刻蝕
第13章 浸入式光刻技術
第14章 新興非揮發儲存技術(NVM)
第15章 短距離通信係統
第16章 MEMS/NEMS
第17章 LED發光二極體的創新過程
第18章 1+1>2: CMOS器件的發明
第19章 肖特基二極體——半導體技術的革新
第20章 功率半導體器件和積體電路
第21章 薄膜電晶體(TFT)
第22章 量子霍耳效應
第23章 微光顯微鏡
第24章 分析顯微鏡
第25章 分子束外延
第26章 有機金屬化學氣相沉積
第27章 奈米技術的發展及其應用
圖書序言
上世紀40年代電晶體的發明，50年代積體電路技術隨後問世，從此便開啓瞭燦爛的資訊技術時代，這是人類文明發展最為迅速的一個時代。我們有幸經曆見證瞭這個美好的進程。在這個過程中，人們一步步揭開瞭物質深層的奧秘，齣神入化的運用這些材料，實現瞭種種神奇的功能，將人類認知世界、改造世界的能力擴大瞭韆百倍。
在這個科技迅速發展的時代中，最耀眼的明星無疑是發現、發明這些原理與器件的科學傢和工程師。很幸運,這些人有些是我們的師長，有些是我們的同事或者朋友，在與他們共事的過程中，我們受到很多啓發和幫助，所以藉此書想跟大傢分享這些收獲。尤其是在這些偉大技術的發明過程中，華人科學傢、工程師們做齣的貢獻，和一些外國科學傢的有趣故事，更是我們想在這本書中介紹給大傢的。希望這本書能夠給國內半導體産業的工作者們以啓發，做齣獨有原創性的工作。
我們選擇瞭半導體産業發展曆史中最為重要的27項技術發明，以科普為目的，深入淺齣地介紹瞭這些技術。本書一共27章，每章介紹一項技術。牛崇實、季明華、劉永、楊立武、蕭德元、張啓華、李明、張海洋、崔新濤、姚菁、董偉淳等參與瞭本書的寫作，特此錶示感謝。另外，這本書得以完成並展現在廣大讀者的麵前，離不開北京清華大學從始至終的鼎力相助，在此我謹代錶全體主創人員特彆感謝北京清華大學的努力和支持！
圖書試讀
這裏我們特彆介紹一下布拉頓（見圖1-3），他的父親羅斯和母親奧蒂莉畢業於美國華盛頓的惠特曼學院。他們剛結婚後就來到瞭中國廈門，羅斯得到一份在中國學校教授科學和數學的工作，布拉頓在1902 年2 月10 日生於廈門。布拉頓一傢人在中國居住瞭一段時間後，1903 年，布拉頓和傢人迴到瞭華盛頓。
蕭剋萊於1910 年2 月13 日生於英國倫敦。其父母都是美國人，父親畢業於美國麻省理工學院，曾以採礦工程師等身份在包括中國在內的多個國傢工作過，後被派駐英國。讀中學期間，蕭剋萊深受其父親的好友──史丹佛大學物理係教授、X 射綫領域專傢羅斯（P．Ross）的影響，並被其收為義子。1932 年，蕭剋萊在加州理工學院物理係獲得學士學位； 此後，他轉入麻省理工學院主攻固體物理學，並於1936年獲得博士學位； 1936 年6 月，他接受貝爾基礎研究部主任凱利（M．J. Kelly）的邀請加盟貝爾實驗室。
依據量子力學理論，蕭剋萊勾畫齣瞭P 型和N 型矽半導體的能帶和能級圖，並對這些能帶、能級在外部強電場的作用下可能的變化情況進行瞭分析。之後，蕭剋萊意識到這一統也許可以用於放大器的設計。這種利用空間場效應設計放大器的思想形成後，蕭剋萊便開始嘗試用實驗來驗證自己的設想。
1945 年7 月，由蕭剋萊和化學傢摩爾根（S．Morgam）領導固體物理組，該組下設半導體和冶金兩個研究小組，分彆負責元件和材料的研究開發，並明確由蕭剋萊兼任半導體研究小組組長。研究小組成立後不久，蕭剋萊在貝爾實驗室的一些夥伴──實驗物理學傢布拉頓和皮爾遜、物理化學傢吉布尼（R．Gibney）和電路專傢摩爾（H．Moore）等人便先後加盟半導體研究小組。在蕭剋萊的推薦下，半導體研究小組引進瞭精通固體物理的傑齣理論物理學傢巴丁（見圖1-4）。
用戶評價
《半導體的27個關鍵：電晶體、CMOS、TFT，突破性的創新科技》這本書，與其說是一本技術手冊，不如說是一部科技發展史的縮影。作者在講解CMOS技術時，不僅僅停留在技術原理層麵，更深入地探討瞭它為何能夠成為如此主流的技術。他強調瞭CMOS的互補性設計，即P型和N型MOSFET的結閤，這使得在靜態工作時幾乎不消耗電流，從而實現瞭極低的功耗。 我一直對電子産品的續航能力感到焦慮，而CMOS技術的引入，無疑是解決這一問題的關鍵。書中通過對比不同電路設計的功耗差異，讓我更加深刻地認識到CMOS在低功耗設計方麵的巨大優勢。這對於智能手機、可穿戴設備等移動終端來說，其意義不言而喻。作者還提到瞭CMOS技術的製造工藝也在不斷進步，使得生産成本不斷降低，進一步加速瞭其在各個領域的普及。
评分讀到CMOS的部分，我簡直要為這項技術的“聰明”而拍案叫絕。作者詳細解釋瞭CMOS（互補金屬氧化物半導體）為何能夠成為現代集成電路的主流技術。它最吸引人的地方在於其極低的功耗，這對於電池續航至關重要的移動設備來說，簡直是救星。書中深入剖析瞭CMOS電路的結構，特彆是NMOS和PMOS晶體管的協同工作，是如何實現高效邏輯運算的。當我瞭解到，我們手機裏成韆上萬個處理器核心，都可能基於CMOS技術構建，並且在待機時幾乎不消耗能量，我真的感受到瞭人類智慧的偉大。 作者在CMOS部分還特彆強調瞭其在集成度上的優勢。隨著技術的進步，CMOS電路的尺寸越來越小，集成度越來越高，這直接推動瞭摩爾定律的不斷實現。書中通過圖示和生動的描述，展現瞭數十億甚至數萬億個晶體管是如何被集成在一枚小小的芯片上，完成如此復雜的計算任務。這讓我對未來微電子技術的無限可能充滿瞭期待，也為作者能夠將如此復雜的技術梳理得井井有條而感到由衷的欽佩。
评分TFT（薄膜晶體管）的章節，則讓我對屏幕顯示技術有瞭全新的認識。我一直以為電視、手機屏幕的色彩鮮艷、響應迅速是理所當然的，但這本書讓我明白瞭其背後的精密技術。作者詳細介紹瞭TFT的工作原理，它是如何控製像素點亮和熄滅，又是如何實現色彩的精確調製的。從早期的LCD到現在的OLED，TFT技術一直在不斷演進，以提供更佳的視覺體驗。 書中對不同TFT材料和結構的對比分析，也讓我大開眼界。例如，非晶矽TFT、多晶矽TFT以及氧化物TFT，它們在驅動能力、功耗和製造成本等方麵各有優劣。作者還探討瞭TFT在柔性顯示、透明顯示等前沿領域的應用前景，這讓我意識到，我們每天接觸的屏幕，遠比我們想象的要復雜和充滿創新。我個人尤其對書中提及的TFT在物聯網設備、智能穿戴等新興領域的應用潛力感到興奮，仿佛看到瞭未來的一個更加智能化的生活圖景。
评分我之所以推薦這本書，是因為它真正做到瞭“突破性創新科技”的解讀，而不是簡單地羅列一些技術名詞。作者通過深入淺齣的講解，將這些看似高深莫測的技術，與我們的日常生活緊密聯係起來。比如，在講解電晶體時，他會提到晶體管的發明是如何改變瞭信息時代的進程；在講解CMOS時，他會強調其低功耗特性對移動設備的革命性影響；在講解TFT時，他會讓我們意識到，我們每天看到的精彩畫麵，都離不開TFT的精準控製。 這種將理論與實踐、曆史與未來相結閤的敘述方式，使得整本書充滿瞭吸引力。作者並沒有迴避技術細節，但他總能找到恰當的比喻和類比，讓讀者能夠輕鬆理解。我尤其喜歡他在章節末尾進行的總結和展望，這不僅加深瞭我的理解，也激發瞭我對未來科技發展的思考。這本書就像一把鑰匙，為我打開瞭通往半導體世界的大門，讓我看到瞭一個充滿無限可能的創新領域。
评分TFT（薄膜晶體管）的章節，讓我對日常的顯示屏有瞭全新的敬畏感。我一直以為屏幕隻是一個“發光”的麵闆，但這本書讓我明白瞭，每個微小的像素點背後，都有一個TFT在精確地工作，控製著它的亮度、色彩和響應速度。作者詳細解釋瞭TFT的結構，特彆是玻璃基闆、電極、半導體層和柵極絕緣層等關鍵組成部分。 他甚至還區分瞭不同類型的TFT，例如非晶矽TFT、多晶矽TFT以及低溫多晶矽（LTPS）TFT，並分析瞭它們在不同顯示技術中的應用。LTPS技術在提高像素驅動能力和降低功耗方麵錶現齣色，這使得高分辨率、高刷新率的顯示屏成為可能。書中對TFT在OLED、Micro-LED等新型顯示技術中的作用的探討，也讓我對未來的顯示技術充滿瞭期待，想象著更加逼真、更加沉浸式的視覺體驗。
评分從電晶體的基礎構建，到CMOS的精密控製，再到TFT的動態顯示，這本書為我構建瞭一個清晰的半導體技術發展脈絡。作者的敘述方式非常巧妙，他並沒有生硬地將這三個部分割裂開來，而是通過“關鍵”這個詞，將它們有機地聯係在一起，展現瞭它們在整個半導體産業中的核心地位和相互依存的關係。 讀完這本書，我感覺自己對電子産品的理解上升瞭一個維度。以前，我隻看到産品的外觀和功能，現在，我能隱約想象齣産品內部那無數微小的半導體器件是如何協同工作的。作者在講解CMOS時，特彆強調瞭其低功耗帶來的便利，這讓我重新審視瞭自己對電子設備使用習慣的看法；而在TFT的部分，他對色彩還原和響應速度的深入分析，也讓我對未來顯示技術的升級有瞭更高的期待。這種知識的遷移和升華，正是這本書最寶貴的價值所在。
评分讀完《半導體的27個關鍵：電晶體、CMOS、TFT，突破性的創新科技》，我感覺自己對信息技術有瞭更深層次的理解。這本書在講解電晶體時，不僅僅停留在物理原理，而是將其置於整個科技發展史的宏大敘事中，讓我們看到一個微小元件如何引發一場信息革命。作者對電晶體類型和工作原理的細緻闡述，讓我意識到，即便是最基礎的元器件，也蘊含著無窮的智慧和創造。 而CMOS部分，則讓我明白瞭這個看似簡單的技術，如何在功耗和性能之間找到瞭絕佳的平衡點，從而成為現代電子設備不可或缺的一部分。書中對CMOS電路設計的剖析，特彆是其低功耗的優勢，讓我對手機、筆記本電腦等設備的續航能力有瞭全新的認識。這種對技術內在邏輯的深刻洞察，使得這本書遠超一般的科普讀物。 至於TFT，它讓我意識到，我們每天看到的生動畫麵，並非魔法，而是精密的工程和創新的結晶。作者對TFT在液晶顯示（LCD）和其他顯示技術中的作用的解釋，讓我對屏幕的色彩、亮度和響應速度有瞭更科學的認知。尤其是對不同TFT材料和結構的探討，更是為我打開瞭關於未來顯示技術的新視野，讓我期待更加沉浸、更加逼真的視覺體驗。這本書的價值在於，它不僅傳授瞭知識，更點燃瞭對科技創新的好奇心和探索欲。
评分這本書簡直是一場科技的盛宴！當我翻開《半導體的27個關鍵：電晶體、CMOS、TFT，突破性的創新科技》的第一頁，就被它所描繪的半導體世界深深吸引。作者以一種非常生動且易於理解的方式，為我們揭開瞭構成現代科技基石的半導體技術的神秘麵紗。從最基本的電晶體原理，到如今無處不在的CMOS技術，再到驅動高清顯示屏的TFT，每一個概念都被拆解得如此清晰透徹。我一直以為半導體是高不可攀的科學，但這本書讓我意識到，原來它們離我們的生活如此之近，手機裏的芯片、電腦裏的處理器，甚至我們每天使用的智能傢居設備，都離不開這些微小的“魔法”。 作者在講解電晶體的部分，真是下瞭大功夫。他沒有直接拋齣晦澀的物理公式，而是從曆史的演進講起，從真空管的笨重到晶體管的革命性突破，循序漸進地構建起讀者的認知框架。我尤其喜歡他對於PN結和MOSFET工作原理的闡述，通過形象的比喻，比如“電子的河流”、“開關的控製”，讓我這個非專業人士也能大緻理解電流是如何被控製和放大的。他甚至還提到瞭不同類型晶體管的優缺點，以及它們在不同應用場景下的選擇邏輯，這讓我不禁驚嘆於半導體設計的精妙之處。
评分這本書不僅僅是理論知識的堆砌，更重要的是它充滿瞭對“突破性創新科技”的解讀。作者並非簡單地羅列技術名詞，而是深入挖掘每一項技術背後所蘊含的創新精神和發展邏輯。他通過講述一些關鍵性的發明故事，比如晶體管的發明過程，以及CMOS和TFT技術在發展過程中遇到的挑戰和解決方案，讓讀者能夠感受到科學探索的艱辛與樂趣。 我特彆欣賞書中關於“突破性”的解讀。它不是那種一蹴而就的奇跡，而是無數工程師和科學傢在日復一日的鑽研、試錯中，一點點積纍、一次次突破的結果。作者通過生動的案例，比如如何通過材料的改進、結構的優化來提升性能，如何通過工藝的革新來降低成本，讓我深刻理解瞭“創新”的真正含義。這種對技術發展內在驅動力的剖析，比單純的技術介紹更能引發讀者的思考和共鳴。
评分我必須要提一下書中關於“電晶體”的部分，它真的顛覆瞭我對這個基礎概念的理解。我們常常聽到“晶體管”，但很少有人深入瞭解它的工作原理。作者用非常通俗易懂的語言，將電晶體比作一個“電控開關”，解釋瞭它是如何通過微小的電壓控製來導通或阻斷電流的。他甚至詳細介紹瞭不同類型的晶體管，如雙極結型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET），並分析瞭它們在不同應用場景下的優勢和劣勢。 尤其是MOSFET的講解，讓我印象深刻。作者解釋瞭它是如何利用柵極上的電壓來控製溝道中的電荷載流子，從而實現對電流的精確控製。這對於理解現代數字電路至關重要，因為CPU、內存等核心部件都依賴於大量的MOSFET構成的邏輯門。書中還提到瞭MOSFET的微小化趨勢，這直接關係到芯片的集成度和性能提升，讓我對半導體技術日新月異的發展速度有瞭更直觀的感受。
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