History of Semiconductor Engineering

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出版者:Springer
作者:Bo Lojek
出品人:
页数:387
译者:
出版时间:2006-12-28
价格:USD 79.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9783540342571
丛书系列:
图书标签:
  • 电子
  • 传记
  • 半导体工程
  • 半导体历史
  • 集成电路
  • 电子工程
  • 微电子学
  • 器件物理
  • 技术发展
  • 工程技术
  • 电子器件
  • 材料科学
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具体描述

When basic researchers started working on semiconductors during the late nineteen thirties and on integrated circuits at the end of the nineteen fifties, they did not know that their work would change the lives of future generations. Very few people at that time recognized the significance of, perhaps, the most important invention of the century. Historians have assigned the invention of integrated circuits to Jack Kilby and Robert Noyce. In this book, the author argues that the group of inventors was much larger. This richly illustrated account is a personal recollection of the development of integrated circuits and personalities such as Russell Ohl, Karl Lark-Horovitz, William Shockley, Carl Frosch, Lincoln Derick, Calvin Fuller, Kurt Lehovec. Jean Hoerni, Sheldon Roberts, Jay Last, Isy Haas, Bob Norman, Dave Allison, Jim Nall, Tom Longo, Bob Widlar, Dave Talbert, Frank Wanlass, and Federico Faggin. Here is the first comprehensive behind-the-scenes account of the history of the integrated circuit, the microelectronics industry, and the people closely involved in the development of the transistor and the integrated circuit. </P>

"Your book is going to make a major contribution to semiconductor history. You and I agree that, while the world loves a hero, semiconductor progress depended on the efforts and ideas of a large number of people, and that moving forward depended on contributors going back a few decades in some cases. Also, as is the case with most inventions, a number of people with access to the same pool of common knowledge were working independently at the same time to put it all together and to make the necessary extensions to the existing technology and who realized that the time was right for society to accept the new concepts. Your diligent research points all of this out."</P>

Dr. Jay Last, Former Shockley Laboratories employee, co-founder of Fairchild Semiconductor, co-founder of Amelco Semiconductor, and manager of Fairchilds group which designed and produced the world first planar integrated circuit.</P>

"Bo Lojek presents a remarkable document of the most important and significant technical development of our times. He describes in astounding detail the engineering efforts of modern microelectronics. He concentrates on the history of silicon semiconductor devices. Californias "Silicon Valley" is the center of attention, together with its ancestry of transistor invention at Bell Laboratories. He has collected a wealth of illustrative documentation, gives incisive insight into the lives of the main actors and shows the often tragic fates of the engineers and businessmen. He does not hide his firm belief in the individual engineer and warns of the retarding influence of present-day political correctness."</P>

Dr. Hans J. Queisser, Former Shockley Semiconductor scientist and retired director of the Max-Planck-Institute for Solids, Stuttgart, Germany. </P>

"The technical history of the semiconductor history rivals the 1849 California Gold Rush as a period filled with excitement and opportunity. Although I cannot first hand validate its complete accuracy, I enthusiastically encourage you to read the collected facts, opinions, and views of an author who was actually part of this amazing period, viewing it as a successful practicing Engineer during this "gold rush" - like hey-day of the semiconductor industry. </P>

For educators and technologists you will find this collection of data, facts, and opinions, collected and observed first hand by the author, fascinating! It is a tough read for others due to the writing experience of the author and its technical focus."</P>

John F. Gifford, Former Fairchild Semiconductor Marketing Manager of Linear Integrated Circuits, co-founder of Advanced Micro Devices, and President and Chief Executive Officer of Maxim Integrated Products.</P>

"Bo Lojek gets it right! There are few industries as dynamic as semiconductors and the history of the semiconductor industry is still unfolding. This book gives the history of people, places and technology that resulted in todays semiconductor industry. I particularly like the inclusion of many technical pieces in the book."</P>

Robert Dobkin, Former National Semiconductor Director of Advanced Circuit Development and co-founder and Chief Technical Officer of Linear Technology Corporation. </P>

电子工程前沿:从量子力学到集成电路的蜕变 本书致力于深入探讨电子工程领域的核心理论基础、关键技术演进及其在现代社会中的广泛应用。内容涵盖了从微观层面的物理学原理到宏观层面的系统设计与集成,旨在为读者构建一个全面而深入的知识图谱,理解电子设备如何实现从概念到现实的飞跃。 --- 第一部分:电子学基础与材料科学的交汇 本部分奠定了理解现代电子设备运作所需的物理和化学基础。我们不会涉足半导体器件的特定历史发展,而是聚焦于支撑所有电子学现象的普适原理。 第一章:经典电磁场理论的再审视 本章从麦克斯韦方程组的完整形式出发,解析了电场和磁场在不同介质中的行为。重点讨论了电磁波的传播特性,包括波导理论的初步介绍,以及在设计高频电路和天线时必须考虑的边界条件和阻抗匹配概念。我们将深入分析电磁场与物质相互作用的本征属性,为理解信号的传输损耗和串扰提供理论框架。 第二章:量子力学导论及其在材料科学中的应用 深入探讨薛定谔方程及其在理解固体材料中的电子行为中的关键作用。本章详细阐述了能带理论的建立过程,包括晶格周期性势场如何导致能带结构(价带、导带、禁带)的形成。我们着重分析了材料的导电性质如何由费米能级的位置决定,并引入了晶体缺陷(如晶格空位、间隙原子)对材料电学特性的微扰效应。晶体场理论和紧束缚近似等计算方法也将被介绍,用于预测特定晶体结构下的电子能级分布。 第三章:介电常数、磁导率与传输线理论 本章专注于传输介质的特性对信号完整性的影响。详细解析了材料的电磁响应,包括介电常数($epsilon_r$)和磁导率($mu_r$)如何影响电磁场的存储和耗散。我们将全面梳理特性的阻抗(Characteristic Impedance)概念,并基于亥姆霍兹方程推导出无损和有损传输线的电压和电流衰减模型。传输线理论的应用将延伸至对反射、驻波比(VSWR)的分析,这是所有射频和高速数字电路设计的基石。 --- 第二部分:器件物理与非线性特性 本部分侧重于电荷载流子在特定结构中如何被控制和利用,从而实现信号的放大、开关和调制。我们关注的是器件工作的基本物理机制,而非特定集成结构的实现。 第四章:电荷载流子输运机制 详细分析了电子和空穴在半导体和金属中的运动规律。本章涵盖了漂移(Drift)和扩散(Diffusion)机制的定量描述,包括载流子的迁移率、平均自由时间及碰撞过程。此外,引入了蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟方法在分析复杂几何结构中载流子输运行为中的应用,尤其是在高场强下的非线性输运效应。 第五章:固态器件的能带工程基础 本章探讨如何通过引入异质结和掺杂梯度来精细控制能带结构,以实现特定的电子功能。我们将深入研究P-N结的热力学平衡、偏置条件下的电流-电压(I-V)特性曲线的物理机制,包括扩散电流和迁移电流的相对贡献。本章还涉及肖特基接触的形成及其在整流和光电转换中的作用,重点在于界面能带的弯曲和势垒高度的确定。 第六章:噪声与随机过程在电子系统中的影响 在任何有限温度下的电子设备中,热噪声(Johnson-Nyquist Noise)和散粒噪声(Shot Noise)是不可避免的。本章将系统介绍随机过程理论,如维纳过程和高斯过程,应用于描述电子信号中的随机波动。我们将推导不同器件结构(如电阻、二极管、晶体管)的等效噪声源模型,并引入噪声系数(Noise Figure)的概念,指导低噪声放大器(LNA)的设计原则。 --- 第三部分:电路理论与系统级建模 本部分将基础物理知识提升到系统层面,探讨如何使用数学模型来描述和分析复杂的电子电路。 第七章:线性电路的时域与频域分析 本章复习和深化了使用拉普拉斯变换和傅里叶分析对电路进行分析的方法。重点在于使用阻抗和导纳网络函数来描述电路的动态响应。讨论了二阶系统的瞬态响应、频率响应(伯德图的构建与解读)以及滤波器(巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器)的综合设计方法,强调相移和群延迟对信号保真度的影响。 第八章:反馈、稳定性与系统控制基础 反馈机制是所有高性能电子系统的核心。本章从负反馈对增益、带宽和非线性失真的影响开始,引入了Nyquist稳定判据和根轨迹分析法来评估系统的闭环稳定性。讨论如何通过补偿网络(如Lead-Lag补偿器)来精确设计系统的瞬态行为和稳态误差,为伺服系统和精密测量设备提供理论支撑。 第九章:非线性电路元件的行为建模 本章超越了线性近似,探讨了在较大信号激励下电子器件的非线性行为。重点分析谐波失真(THD)的产生机理,并介绍Volterra级数等高级工具用于描述系统的动态非线性响应。讨论了高动态范围系统(如混频器和模/数转换器)设计中必须应对的交调失真(Intermodulation Distortion)问题。 --- 第四部:电磁兼容性与系统级信号完整性 在现代电子系统中,如何保证信号在高密度和高速率下正确传输,以及如何防止不同系统间的相互干扰,是工程实践中的核心挑战。 第十章:信号完整性分析的PCB层面考量 本章聚焦于印刷电路板(PCB)的设计对信号质量的实际影响。详细讨论了过冲、下冲、串扰(Crosstalk)的发生机理,并引入时域反射计(TDR)的测量原理。分析了过孔(Via)和连接器对信号传输的影响,以及如何通过控制层叠结构、阻抗控制和端接技术来维持信号的上升时间和下降时间质量。 第十一章:电磁兼容性(EMC)与辐射防护 本章从辐射和接收的角度系统阐述电磁兼容性的原理。分析了电磁干扰(EMI)的产生源(如开关电源、高频时钟)和传播路径(传导耦合、辐射耦合)。介绍屏蔽技术(法拉第笼、磁屏蔽)的有效性和局限性,以及接地策略(单点接地、机箱接地)在降低噪声耦合中的关键作用,旨在确保电子设备在复杂电磁环境中稳定可靠地运行。 --- 本书的深度和广度超越了任何单一器件或技术的历史叙述,它提供了一个跨越物理学、材料科学和系统工程的综合框架,是所有致力于理解和设计下一代电子系统的工程师和研究人员的必备参考。

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读后感

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用户评价

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要形容我对这部作品的感受,‘震撼’或许都不足以表达其万一。这本书的叙述视野极其开阔,它跨越了地理和时间上的鸿沟,将看似毫不相关的文明进程巧妙地编织在一起。作者在比较不同文明对“秩序”和“权威”的理解时,所展现出的洞察力令人拍案叫绝。他没有采用西方中心主义的视角来评判一切,而是努力去理解每一个历史选择背后的内在逻辑和文化合理性。特别是书中对权力交接仪式和符号意义的解读,细腻到令人发指,仿佛透过文字,我能看到那些古老的王冠和旗帜所承载的集体潜意识。书中引用的文献和一手资料极其丰富,但作者的处理方式非常高明,它们不是生硬地堆砌,而是自然而然地融入到行文之中,为论点提供了坚实的支持。这本书极大地挑战了我过去对“宏大叙事”的理解,它证明了历史的深度并非来源于事件的数量,而在于对事件背后驱动力量的精准把握。这是真正意义上的世界史,一卷值得反复阅读的智慧之书。

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这是一本需要静下心来,伴着一杯热茶细细品读的书籍。它的魅力并不在于讲述那些惊天动地的战争场面,而是在于对人类社会结构演变过程中那些微妙力量的捕捉与描摹。作者对经济基础与上层建筑之间互动关系的探讨,可以说是全书的灵魂所在。他用详实的数据和生动的案例,清晰地揭示了财富分配方式的变化如何一步步重塑了政治权力版图。我特别喜欢其中关于“技术接受度与社会阻力”这一章节的论述,它展现了任何社会变革都不是一蹴而就的,总会有保守的力量和革新的动力进行漫长而微妙的拉锯战。阅读这本书的过程,更像是一次与时代巨人的深度对话,那些远去的声音,通过作者的笔触重新鲜活起来,带着他们那个时代的焦虑、智慧与局限性。它促使我反思我们自己所处的时代,我们所珍视的“进步”是否也有其潜在的代价和盲区。这是一部极具批判性和启发性的作品,读完之后,会让人对周遭的一切产生更深一层的敬畏感。

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这部作品无疑是一部引人入胜的史诗,它带领读者穿越了人类文明发展中那些至关重要的转折点,描绘了一幅幅波澜壮阔的社会变迁图景。作者的叙事功力令人叹服,他不仅仅是在罗列历史事件,更是在挖掘事件背后的深层驱动力与复杂的人性博弈。书中对不同文化区域在特定历史时期所采取的策略进行了细致入微的比较分析,这种跨视角的审视极大地拓宽了我的历史认知边界。尤其欣赏作者在处理争议性历史人物和事件时所展现出的审慎和平衡,他没有急于给出简单的定论,而是倾向于呈现多方证据和解释,引导读者自己去形成判断。阅读过程中,我仿佛置身于那个风云变幻的年代,真切地感受到决策者们所承受的巨大压力以及普通民众在历史洪流中的挣扎与希望。无论是对古代帝国兴衰的宏观把握,还是对某一关键战役或条约签订细节的微观刻画,都显示出作者扎实的学识和严谨的研究态度。这本书不仅是知识的积累,更是一场关于理解人类社会复杂性的深刻对话,非常值得那些对宏大叙事和人文关怀有深刻追求的读者细细品味。

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读完这部鸿篇巨著,我最大的感受是,历史不再是教科书上那些僵硬的日期和人物列表,而是一锅沸腾了无数哲思、欲望和偶然性的浓汤。这本书的叙事节奏把握得极佳,时而快刀斩乱麻,勾勒出时代巨变的轮廓;时而又放慢脚步,聚焦于某个关键人物内心世界的挣扎。作者在处理那些“历史的岔路口”时,展现了惊人的想象力和严谨的论证力——如果当时的选择稍有不同,世界将会是何番景象?这种假设性的推演,并非空穴来风,而是建立在对前期所有社会、政治、气候因素的充分考量之上的。我尤其欣赏作者在描述社会思潮演变时所使用的那种文学化的笔触,使得那些抽象的哲学概念也变得触手可及,充满了人性的温度。这本书不仅是一部历史记录,更像是一部关于人类如何学习、如何遗忘、如何在重复中寻找微小进步的生存指南。它让我明白,理解过去,远比我们想象的要复杂,也远比我们想象的更有价值。

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我不得不说,这本关于世界进程的编年史,其深度和广度都远远超出了我的预期。作者似乎拥有一种魔力,能将看似枯燥的年代事件串联成一条条富有张力的叙事线索。最让我印象深刻的是其对“看不见的手”——即那些非主流思想、底层运动或边缘群体——如何在关键时刻影响历史走向的独到见解。书中对知识分子群体在思想启蒙运动中所扮演角色的剖析尤其精彩,那些关于自由、理性与权利的辩论,即使放在今天来看,依然振聋发聩。全书的论证结构非常清晰,逻辑链条环环相扣,让你在跟随作者的思路前进时,鲜少感到迷茫或跳跃。语言上,它避免了晦涩的学术腔调,转而采用了一种既富有文采又保持精确性的风格,使得复杂的历史概念也变得平易近人。对于任何想要构建一个全面、立体、去中心化的历史观的读者而言,这本书无疑是一块绝佳的基石。它不仅教会我“发生了什么”,更重要的是教会我“为什么会这样发生”,这种提问方式的转变,对我自身的思考模式都产生了积极的影响。

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