2001 14th Biennial University/Government/Industry Microelectonics Symposium pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:IEEE

作者:Not Available (NA)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:144

装帧:HRD

isbn号码:9780780366923

丛书系列:

图书标签:

• Microelectronics
• Semiconductor devices
• University-industry collaboration
• Government research
• Symposiums
• Electronics
• Integrated circuits
• Technology transfer
• Materials science
• Engineering

探索信息时代的基石：微电子学的过去、现在与未来 （本书旨在勾勒一个宏大图景，探讨推动现代文明运转的核心技术——微电子学——自萌芽至今所经历的关键转折、正在面临的挑战，以及其不可限量的未来方向，内容涵盖材料科学、器件物理、集成电路设计、前沿制造工艺以及这些技术如何重塑我们的社会结构。） --- 第一部分：硅谷的黎明与晶体管的革命 本书的开篇，将带领读者回到那个决定了信息时代面貌的关键时刻：晶体管的发明。我们不会聚焦于单一的会议记录或特定的学术进展，而是着眼于整个宏观的历史脉络。 1. 真空的终结与固态的崛起： 深入剖析电子管时代（Vacuum Tube Era）的局限性——巨大的能耗、高昂的维护成本和固有的可靠性问题。紧接着，我们将详细阐述贝尔实验室如何通过对半导体材料（特别是锗和硅）的深刻理解，成功地将控制电子流动的实体从庞大的玻璃容器转移到微小的固态结构中。这不是简单的技术替代，而是一场物理学原理在工程应用上的胜利。我们将探讨点接触晶体管和结型晶体管在概念上的突破性意义，它们如何首次实现了电子设备的“小型化”和“固态化”。 2. 集成电路的诞生与摩尔定律的预言： 从单个晶体管到将数千个器件集成在一块硅片上的飞跃，是微电子发展史上最关键的一步。本章将叙述杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯各自独立却又相互印证的贡献。重点在于理解集成电路（IC）的概念革命性——它使得设计、制造和测试复杂电路的成本急剧下降，从而为后续的指数级增长奠定了基础。我们将回顾早期TTL和CMOS技术的对比，以及CMOS工艺如何凭借其极低的静态功耗，最终成为现代数字电路的绝对主流。 3. 走出实验室：大型机到个人电脑的普及： 微电子技术不再是仅供军事和科研机构使用的昂贵玩具。本部分将追踪微处理器（Microprocessor）的演进，从早期的四位和八位处理器，到Intel 4004和Motorola 6800等标志性产品的诞生。我们将分析这些器件的架构设计如何适应软件开发的需要，以及它们如何通过降低单位计算成本，最终推动了个人电脑（PC）革命，将强大的计算能力带入寻常百姓家。 --- 第二部分：纳米尺度的挑战与先进制程的博弈 进入21世纪，微电子器件的尺度已经进入了原子层面。本书的第二部分将集中探讨在物理极限边缘进行的工程挑战。 1. 物理定律的约束与新材料的探索： 摩尔定律的持续有效性面临着来自量子力学的严峻挑战——短沟道效应、漏电流增加、热管理难题。我们将系统性地梳理传统硅基CMOS技术为应对这些挑战所做的努力，包括高介电常数（High-k）栅极材料的引入和金属栅极（Metal Gate）技术的应用。这些改进并非修补旧有结构，而是对材料科学和界面物理的深度挖掘。 2. 突破二维平面：三维结构的复兴： 面对平面结构的物理瓶颈，行业将目光投向了垂直维度。我们将详细分析鳍式场效应晶体管（FinFET）的设计哲学及其在提高静电控制能力上的优势。随后，我们将展望下一代晶体管结构，如全环绕栅极（GAAFET）/互补式场效应晶体管（CFET），探讨它们在实现更精细的尺寸缩放和功耗优化中的潜力与设计复杂性。 3. 先进光刻技术的较量： 光刻技术是决定芯片特征尺寸的关键。本章将对极紫外光刻（EUV）技术进行深入的剖析，阐述其在实现7nm、5nm乃至更小工艺节点中的核心作用，包括光源的复杂性、掩模版的挑战以及光刻胶的性能要求。同时，也将讨论替代或补充EUV的潜在技术，如纳米压印光刻（NIL）和电子束光刻（E-beam Lithography）在特定领域的应用前景。 --- 第三部分：超越冯·诺依曼的架构与异构计算 芯片的进步不仅体现在单个晶体管的缩小上，更体现在如何组织和利用这些晶体管进行信息处理。本书的第三部分关注计算范式的转变。 1. 存储器与处理器的协同进化： 传统的冯·诺依曼架构在数据搬运上的瓶颈日益突出。我们将分析“存储墙”问题，并探讨新型非易失性存储器（如MRAM、ReRAM）的潜力，它们如何有可能模糊存储与计算的界限。 2. 异构计算的兴起：专用化加速器的时代： 通用CPU的性能增长放缓，促使计算领域转向高度专业化的加速器。本书将全面审视图形处理器（GPU）在并行计算领域的统治地位，以及为特定任务（如人工智能、信号处理）设计的专用集成电路（ASIC）的优势。我们将讨论领域特定架构（DSA）的设计原则，以及它们如何通过优化数据流和并行度来大幅提升能效比。 3. 人工智能芯片的设计哲学： 重点分析深度学习对硬件提出的新要求，特别是对超高吞吐量的矩阵乘法运算的需求。我们将探讨脉冲神经网络（SNN）和类脑计算（Neuromorphic Computing）的硬件实现基础，这些技术旨在模仿生物大脑的低功耗、事件驱动的处理模式，代表了对未来计算范式的根本性探索。 --- 第四部分：微电子学的未来疆域 最后一部分将目光投向更远的未来，探讨微电子技术如何与其他前沿科学领域交织，塑造下一代技术生态。 1. 芯片的集成与封装革命： 单一的硅晶圆已不足以承载未来的复杂系统。本书将详尽介绍先进封装技术，如2.5D（2.5 Dimensional）和3D集成（3D Stacking）。重点分析Chiplet（小芯片）的设计理念，以及如何通过高带宽内存（HBM）和硅通孔（TSV）技术，实现系统级别的集成（System-in-Package, SiP），有效突破单芯片面积的限制。 2. 量子计算与后CMOS时代： 虽然仍处于基础研究阶段，但量子计算对信息处理的颠覆性潜力不容忽视。我们将概述超导电路、拓扑量子比特等不同实现路径所涉及的微纳制造工艺挑战，以及如何将这些量子元件与传统的CMOS控制电路进行接口集成。 3. 可信赖性、安全性和可持续性： 随着芯片渗透到医疗、国防等关键领域，芯片的物理安全和可信赖性成为核心议题。讨论硬件后门检测、反篡改设计以及面向低功耗和绿色计算的能效优化策略，确保微电子技术在服务人类进步的同时，具备坚实的安全基石和环境责任感。 本书通过对这些核心主题的全面梳理与深入分析，旨在为工程师、研究人员和政策制定者提供一个关于微电子产业现状、技术瓶颈及其未来战略方向的清晰、详实且富有洞察力的全景图。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆