贈書|一看就懂的半導體：適合所有人的科技指南

人類社會的飛躍性發展，從遠古時代的鉆木取火到現代互聯網的構建，再到手機、電腦等電子產品的更新迭代，其背后都離不開技術支撐。而技術的力量，既有無形驅動力的推動，也有具象化的物質形態，其中最為顯著的便是半導體技術。

目前，半導體行業是世界上最大、最有價值的行業之一，與我們的生活、工作和學習密切相關。那么，半導體行業究竟是怎樣推動數字革命的呢？

在《一看就懂的半導體：適合所有人的科技指南》一書中，科里·理查德（Corey Richard）憑借其在半導體投資領域的長期實踐經驗，從市場和應用的角度出發，為普通人介紹半導體科技的基礎知識、應用場景和發展趨勢。

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與半導體領域的專家們不同，作為一名投資者，科里·理查德面臨的是市場交易而非學術環境。本書中，作者以介紹半導體公司運作模式的邏輯，講述半導體價值鏈，幫助讀者理解半導體行業的各個環節、手機等電子產品的工作原理，及其背后蘊藏的商機。

科里·理查德

在翻譯工作方面，本書譯者系中國物理學會半導體物理專業委員會秘書長、浙江大學求是特聘教授和博士生導師、科學網博主姬揚。自2002年起，姬揚在中國科學院半導體研究所半導體超晶格國家重點實驗室工作，從事半導體自旋物理學方面的實驗研究。他曾在半導體物理學領域發表過幾十篇學術論文，并出版過3本相關譯著——《半導體物理學(上下冊)》《半導體自旋物理學》和《半導體的故事》。

姬揚

談到翻譯本書的契機，姬揚表示，想讓更多人知道半導體的原理和存在。同時，在前3本學術著作的翻譯工作后，姬揚選擇了這本面向大眾普及半導體知識的書籍，想要更廣泛地傳播半導體知識，讓更多人知道半導體在我們生活中的重要性。

值得一提的是，本書全彩印刷，圖表簡潔易懂。即使你和半導體行業沒有關系，也能輕松了解半導體的基本知識及行業規模。書中通過形象化的實例和生動的比喻，讓原本深奧難懂的概念、理論變得通俗易懂。

半導體的投資與制造

在手機成為手機之前，其電子電路是由電路板上的許多小部件構成的。

這些小部件是電子設備最小的組成單元，叫做“分立元件”。其中最重要的組件包括晶體管、電阻、電容、電感、二極管等，這些小部件像“樂高積木”，通過設計排列組合的方式組合成為集成電路，并裝在一塊硅片上。其中，晶體管是最重要的部分，它和其它元件組合成最基本的操作單元，運行軟件，讓計算機日復一日運轉。過去的40年中，正是這些晶體管和關鍵元件推動了數字革命，乃至為所有科學學科和行業創業提供動力。但事實上，晶體管本身是相當不起眼的。

晶體管作為一種半導體器件，在電路組成中起到了“開關”的作用。它利用電池或其它電源的電壓，控制“柵極”，阻止或允許電流通過。

那么，不起眼的晶體管和其它元件，是如何推動了數字革命呢？

除其技術功能之外，是幾萬億的投資和幾百萬人類的聰明頭腦，專注于建立更復雜的設計。

目前最先進的集成電路在一個芯片上有多達兩萬億個晶體管，如同我們在工作中做對兩萬億件事情。因此，硬件設計師必須在越來越深的抽象層次上對電子系統進行分層和組織。

一個新芯片的誕生，是從高層次的系統構架開始的，并經過一系列平行的設計步驟和子流程。而半導體的制作包含了幾十億晶體管且特征長度只有幾個原子厚度的集成電路。制作過程中，從前端制造到最終組裝和測試的每一個步驟，都必須以外科手術般的精準度完成。

當你閱讀這篇文章時，可能已經注意到在你面前的是屏幕而不是芯片-封裝組件。設計良好的集成電路其實只是系統的一部分。

只有通過系統集成和先進的互連方式、封裝、信號完整性、電源分配網絡，才能最終形成我們使用的電子產品。

半導體的行業規模

在智能化浪潮的推動下，半導體產業不僅在其自身生產迭代的過程中不斷融入前沿技術，更作為核心技術支撐眾多應用落地，形成了一條價值斐然的技術價值鏈。這一價值鏈不僅影響著半導體行業內部的革新，更廣泛輻射至其他行業，甚至參與著整體市場生態的繁榮與發展。

其實，半導體行業本身就是一個龐大的產業。

早在2020年，它的收入大約是4400億美元，而后在2021年達到5590億美元，預計到2022年底將增長到6000億美元以上。僅在美國就有25萬人直接受雇于半導體行業，此外估計還有100萬個間接就業機會。

行業領袖和政治家們試圖進一步增加這些數字，為美國帶來更多的半導體工作。半導體是美國僅次于石油和飛機的第三大出口產品，在國內生產總值中占有很大的比重。

其中，半導體行業協會是半導體行業的主要商業團體之一，他們為終端應用定義了六個不同的類別。

世界半導體貿易統計和半導體行業協會曾在報告中指出，“通訊”和“計算機與辦公”占半導體銷售的比例最大，合計占行業收入的近三分之二。

2020 年按終端應用劃分的半導體市場（SIA 和WSTS），功率、性能、面積與成本的比較（PPAC）。

但隨著汽車變得更加電氣化，以及工業操作變得越來越自動化，分析師預計汽車和工業及儀器類別在未來將會增長。

未來，隨著信息化的趨勢及互聯網、物聯網、大數據、云計算等技術的興起，半導體技術作為信息處理和傳輸的核心部件，正在以其技術力量推動社會各個領域的智能化進程，并且會愈加廣泛地存在于我們的生活之中。

因此，無論是從技術還是資本的角度來看，半導體都將是未來發展的重要部分。

即日起至2024年8月28日23點，

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