商品描述
本書全面探討了集成電路（IC）的起源、發展歷程與技術演進，深入分析了其對社會、經濟和科技領域的深遠影響。從半導體材料的早期探索、晶體管的發明與應用，到集成電路的誕生與創新，每一章都詳細描述了技術突破如何推動集成電路的產業化和全球化發展。特別是摩爾定律的提出，推動了集成電路在性能、處理速度和功耗方面的持續提升，催生了智能化、網絡化和多元化的社會變革。 本書重點關註了矽谷的崛起與全球半導體產業的競爭格局，分析了各國在技術壁壘和合作方面的博弈。通過對全球產業格局的深入剖析，書中展示了集成電路技術的演變、制程技術的創新以及跨國公司的戰略布局，揭示了全球化競爭與技術創新之間的互動關系。 本書的出版希望能夠幫助讀者全面理解集成電路技術的變革與創新，掌握產業發展與技術前沿的脈絡，從而為科技進步與社會發展提供更深刻的見解。通過歷史與技術的結合，讀者將能夠全面了解集成電路的技術革新、產業化進程及未來發展前景。
目錄大綱
目 錄
第1章 半導體的起源與早期探索 / 001
1.1 電與磁：早期科學的基礎 / 002
1.1.1 電磁現象的發現 / 003
1.1.2 法拉第與電磁感應 / 006
1.1.3 電流與磁場的關系 / 007
1.1.4 電力與電路的初步應用 / 009
1.2 半導體材料的初識 / 011
1.2.1 導體與絕緣體的對比 / 012
1.2.2 半導體的特殊性質 / 014
1.2.3 鍺與矽的發現 / 017
1.2.4 材料科學的突破 / 019
1.3 熱與電：物理學的新思維 / 021
1.3.1 電子的能量傳遞 / 022
1.3.2 熱效應與電流的關系 / 024
1.3.3 電子躍遷的概念 / 026
1.3.4 量子力學的初步應用 / 029
1.4 從理論到實踐：探索半導體 / 031
1.4.1 電子行為與電導 / 032
1.4.2 半導體器件的前身 / 034
1.4.3 物理實驗與初步應用 / 036
1.5 小結 / 039
參考文獻 / 039
第2章 晶體管的誕生與應用 / 041
2.1 半導體的發現與突破 / 042
2.1.1 早期的實驗與技術瓶頸 / 043
2.1.2 肖克利的理論基礎 / 045
2.1.3 晶體管的雛形 / 048
2.1.4 第一代半導體器件 / 050
2.2 晶體管的發明與發展 / 053
2.2.1 早期的晶體管實驗 / 053
2.2.2 半導體材料的探索與改進 / 056
2.2.3 晶體管的商業化 / 058
2.2.4 社會與工業的反響 / 062
2.3 晶體管的革命性影響 / 064
2.3.1 微型化與電子設備 / 065
2.3.2 從真空管到晶體管 / 068
2.3.3 高效能與低功耗 / 070
2.3.4 計算機與通信技術的進一步發展 / 072
2.4 電子工業的起步與飛躍 / 075
2.4.1 在工業界的應用推廣 / 075
2.4.2 半導體企業的興起 / 077
2.4.3 各國政府與研發投資 / 079
2.5 小結 / 082
參考文獻 / 083
第3章 集成電路的誕生與發展 / 085
3.1 從分立元件到集成電路 / 086
3.1.1 集成化的技術背景 / 086
3.1.2 半導體工藝的突破 / 089
3.1.3 電路集成的挑戰 / 093
3.1.4 從手工制造到自動化生產 / 096
3.2 集成電路的首個突破 / 098
3.2.1 克裏斯·斯圖爾特的貢獻 / 099
3.2.2 第一款集成電路的問世 / 101
3.2.3 集成電路的應用前景 / 103
3.2.4 電子設備的功能革命 / 105
3.3 矽的主導地位與技術創新 / 107
3.3.1 矽的選擇與優勢 / 107
3.3.2 矽材料的生產技術 / 109
3.3.3 矽半導體產業的發展 / 113
3.3.4 矽集成電路的巨大潛力 / 115
3.4 集成電路的工業化與全球化 / 118
3.4.1 全球半導體產業的崛起 / 118
3.4.2 技術共享與產業鏈合作 / 121
3.4.3 全球化市場的形成 / 123
3.4.4 集成電路的產業化 / 125
3.5 小結 / 127
參考文獻 / 128
第4章 摩爾定律與技術進步 / 131
4.1 摩爾定律的提出 / 132
4.1.1 摩爾定律的起源 / 132
4.1.2 計算能力的指數級增長 / 135
4.1.3 摩爾定律的影響力 / 138
4.1.4 電子產品的性能提升 / 141
4.2 制程技術的創新 / 143
4.2.1 光刻技術的進步 / 143
4.2.2 微米技術的突破 / 145
4.2.3 納米技術的引入 / 147
4.2.4 高集成度與小型化 / 149
4.3 集成電路的性能與功能提升 / 151
4.3.1 多功能芯片的設計 / 151
4.3.2 高效能與低功耗設計 / 153
4.3.3 超大規模集成電路（VLSI） / 156
4.3.4 計算速度與存儲能力 / 158
4.4 摩爾定律的挑戰與未來 / 160
4.4.1 技術瓶頸的出現 / 161
4.4.2 新材料與替代技術 / 163
4.4.3 跨越性技術的需求 / 165
4.4.4 摩爾定律的可持續性 / 166
4.5 小結 / 168
參考文獻 / 169
第5章 矽谷崛起與集成電路產業變革 / 171
5.1 矽谷的歷史背景 / 172
5.1.1 二戰後的科技積累 / 172
5.1.2 斯坦福大學與技術創新 / 175
5.1.3 早期科技公司 / 176
5.1.4 矽谷文化 / 178
5.2 集成電路的商業化 / 180
5.2.1 從研究到產品化 / 181
5.2.2 初期投資與風險資本 / 183
5.2.3 從理論到市場的轉化 / 185
5.2.4 主要企業與市場競爭 / 186
5.3 小結 / 188
參考文獻 / 189
第6章 計算機與芯片革命 / 191
6.1 計算機產業的興起 / 192
6.1.1 電子計算機的發明 / 192
6.1.2 從機械計算到電子計算 / 195
6.1.3 大型機與早期計算機 / 197
6.1.4 計算機商業化進程 / 199
6.2 微型化與計算機的普及 / 202
6.2.1 微型計算機的誕生 / 202
6.2.2 微處理器 / 204
6.3 計算機架構與芯片的創新 / 206
6.3.1 指令集架構的發展 / 207
6.3.2 處理器並行化設計 / 216
6.3.3 存儲與計算融合 / 219
6.3.4 高性能計算 / 221
6.4 芯片與計算產業融合 / 224
6.4.1 芯片設計革新 / 225
6.4.2 計算機與移動設備的變革 / 227
6.4.3 芯片廠商的崛起 / 229
6.5 小結 / 232
參考文獻 / 232
第7章 集成電路全球化競爭 / 235
7.1 全球半導體產業格局 / 236
7.1.1 美國與全球的競爭態勢 / 236
7.1.2 日本與韓國的技術追趕 / 238
7.1.3 歐洲半導體產業 / 240
7.1.4 國內半導體研究現狀 / 242
7.1.5 各地區半導體研究現狀橫向對比 / 244
7.2 制程技術的全球演進 / 248
7.2.1 從微米到納米制程 / 248
7.2.2 先進光刻技術的突破 / 251
7.2.3 半導體設備與材料的創新 / 254
7.2.4 各國技術壁壘與合作 / 256
7.3 半導體企業的全球布局 / 259
7.3.1 跨國半導體巨頭 / 259
7.3.2 半導體公司的並購與整合 / 264
7.3.3 全球制造與研發中心 / 268
7.3.4 地緣政治與供應鏈風險 / 271
7.4 未來的技術競爭與戰略 / 274
7.4.1 人工智能與大數據需求 / 275
7.4.2 半導體材料的多樣化 / 278
7.4.3 5G與物聯網的影響 / 281
7.4.4 智能化制造與工業4.0 / 284
7.5 小結 / 287
參考文獻 / 288
第8章 人工智能與芯片技術的融合 / 291
8.1 人工智能的崛起 / 292
8.1.1 機器學習 / 293
8.1.2 深度學習 / 297
8.1.3 人工智能應用初步探索 / 302
8.1.4 數據中心與雲計算的興起 / 305
8.2 專用芯片的設計與發展 / 309
8.2.1 AI芯片的基礎架構 / 309
8.2.2 GPU與TPU的技術優勢 / 314
8.2.3 深度學習專用硬件 / 318
8.2.4 定制化AI加速芯片 / 322
8.3 量子計算與芯片的未來 / 327
8.3.1 量子計算的基本原理 / 327
8.3.2 量子芯片研發進展 / 331
8.3.3 量子計算機的工業應用 / 334
8.3.4 量子計算商業化的挑戰 / 338
8.4 新興計算模式與芯片創新 / 342
8.4.1 腦啟發型計算的探索 / 342
8.4.2 神經形態計算芯片 / 346
8.4.3 分布式計算架構 / 348
8.4.4 高性能計算的多維挑戰 / 350
8.5 小結 / 352
參考文獻 / 353
