閱讀手札 半導體的故事 240415

半導體的故事：發展與現況（新版）
作者： 李雅明
出版社：暖暖書屋
出版日期：(舊版1999年)2013/12/19再版(改封面印行：2022/01/17)

半導體工業是台灣重要的工業之一，現代人生活不可或缺的工業產品，電話、音響、電腦、汽車，甚至玩具和電鍋都有半導體。一般人很少瞭解半導體。 台積電甚至被稱之為護國神山，但是對於非電子電機專業，非理工，甚至於是文法商專業的人來說，怎麼樣的半導體基礎知識才適當?本書以歷史觀點敘述說明。

作者擁有相關學術背景，由開始之基礎理論與半導體的發現，量子力學發展，固態物理演進，二戰前的半導體及真空管器材相關發展，接者就是二戰重要的電子設備-雷達需求，戰後歷史就比較為大眾所熟知，電晶體，積體電路，超大型積體電路相繼出現與發展，製程材料發展介紹，由軍用到民間工業的發展與廣泛應用。後半部份就是美日歐亞各大區域相關產業介紹，重要廠商與相關的領域發展，電子元件主要分為記憶體，數位/邏輯元件，類比元件，微元件，各國在此偏重不同。教科書等級之書籍，施敏老師主導的半導體元件物理與製作技術，半導體製程概論，半導體元件物理學這些書籍深入學術與技術層次。

中文作者的相關科普書籍不算多，新聞媒體可能也會撰寫產業介紹。電的故事一書部分涉入半導體，摩爾旅程算是比較新且知識背景叫強的科普書籍。日文之翻譯書，以日本半導體教父菊地正典之著述為主，圖解半導體等。方向相當不同，該類書籍談各種電子元件，PN作用，不同的電晶體用途及製作方法，IC分類及相關應用，部分介紹由矽晶圓開始的半導體電路製作過程。這一種方式也可以得到部分瞭解。本書完成於2012年，產業資訊比較老舊，主要差別在中國的崛起，也因中美產業競爭，中國被迫自立自強，完成由設計，製作，測試，封裝等各方面的崛起。不時提起製程中重要的光刻機，新設計與新製程法，已經不在本書範圍。

書中敘述點到為主談半導體製程，基本上很少專業製程圖，更沒有相關細節，都是文字敘述，本書的大大問題。沒圖沒故事，亮點不多。帶過物理中量子力學及固態物理發展史，歷史沒有點綴故事，人物個性與發展，學術說明一板一眼，更沒有插圖及圖解，整體變得難以消化。基礎原理如何說明清楚卻少用數學或專用術語就是作者的本事。瞭解半導體產業，除了生活中常用電子設備外，家電如網路電視冰箱，通訊如電話與手機，行動器材如汽車，機車等內部有大量半導體元件，新能源汽車發展後使用電子元件更多，沒有他們這些設備就會停擺。經濟、生活、國防，現代的國家社會離不開半導體。歷史進程的人物看似重要，發明者之爭，專利問題等，大部分都是奠基於當時的國家工業水準與特定的需求。二戰時的雷達需求，戰後的收音機電視機都算是家電設備，陸續出現的電子設備如隨身聽，1980年開始的個人電腦需求，兩千年開始移動手機裝置，十年前開始的電動汽車等主力產品需求，這些市場需求才是推動半導體發展的主要原因。物理的發展也推波助瀾的導致半導體出現在歷史之中，進而成為時代的寵兒。

作者李雅明台大物理馬利蘭固態物理博士。清華大學物理電機系教授。電子工程所所長。

目錄
李家同推薦序/初版自序/再版序

第一章 點石成金的半導體
現代工業社會的稻米/半導體工業的規模

第二章 半導體的起源
法拉第的新材料/初試啼聲的半導體：貓鬍子偵測器/半導體整流器和光伏特電池
紅外光偵測器/整流理論/究竟有沒有半導體？/真空管的出現

第三章 量子力學的發展
量子力學的萌芽/玻爾與原子模型/波粒二象性/海森堡和矩陣量子力學
薛丁格和波動量子力學/玻恩、狄拉克和鮑利

第四章 固態物理的發展
量子力學出現以前的固態理論/固態理論的先鋒
布洛赫定理/能帶理論/金屬、絕緣體、半導體的區別

第五章 第二次世界大戰的影響
英國的救星：雷達/第二次世界大戰期間半導體的發展

第六章 電晶體的發明
早期/貝爾實驗室/諾貝爾獎三人組：蕭克萊、巴丁、布萊登/其他半導體研究/
夠純的半導體？/電晶體發明

第七章 電晶體工業
技術的革新/矽，鍺，化合物半導體？/老公司還是新公司？/平面工藝

第八章 積體電路
英國的杜默/德州儀器的基爾比/快捷公司的諾宜斯/技術發展

第九章 超大型積體電路
超大型積體電路？/微處理器/記憶器晶片

第十章 美國半導體業
老真空管公司/蕭克萊：灣區第一家半導體公司/快捷半導體公司/矽谷/德州儀器/英特爾

第十一章 歐洲半導體業
荷蘭/英國/法國/意大利/德國/俄羅斯半導體業

第十二章 亞洲半導體業
日本/南韓/台灣/中國/印度半導體業

第十三章 結語：電子時代的迴思
半導體工業成長的回顧/國際競爭/衝擊/矽時代的應變之道