圖解半導體：從設計、製程、應用一窺產業現況與展望 「半導体」のことが一冊でまるごとわかる

被稱做「產業核心」的半導體究竟是什麼呢？
半導體哪裡厲害？有哪些種類與功能？活躍於哪些領域呢？

本書將從「半導體」最基礎的部分講起，
再提及IC、LSI、記憶體與LED等等，
用簡單明瞭的方式說明它們的機制及運用。

　　我們的周遭隨處可見半導體的蹤影。
　　事實上，不管是需要插電的機器，還是裝有電池的機器，一定都會用到半導體。
　　反過來說，要是沒有半導體，就沒辦法運用電力。
　　要是半導體突然消失，世界上的人們就會突然無法使用電力。

　　半導體的功能大致上可以分成2種，
　　一種是「控制電流、電壓」，一種則是「思考」。

　　控制電流、電壓的半導體也叫做類比半導體，其用途包含
　　①開關：可以將電流切換成通路或斷路。
　　②轉換：例如名為LED的半導體，便可將電流轉換成光。
　　③放大：將微小的訊號透過放大器放大。

　　負責思考的半導體，也叫做數位半導體。
　　大家應該有聽過CPU、微控器、處理器等名詞吧？
　　這些是利用半導體的「思考」功能製作而成的產品。
　　而記憶體則是利用其「記憶」功能製作而成的產品。

　　半導體的製作過程大致上可以分成3個階段。
　　設計工程→前段製程→後段製程（含封裝、測試）
　　書中也會以淺顯的方式說明各個階段所要進行的工程與原理。

　　仔細回顧半導體黎明期的技術，會發現即使經過了半世紀，
　　根本的原理、技術仍沒有太大的改變。
　　本書以半導體技術的基礎與歷史為基礎，增添現代半導體技術的相關內容。
　　不只會詳細介紹各種基本技術，
　　也會說明為什麼這些是必要的技術，幫助讀者理解整個脈絡。

　　希望讀者讀過本書後，能夠了解到半導體的根本技術，
　　從半導體運用方式的工程師觀點、商業觀點，以及各種不同面向，看待整個半導體產業。

作者簡介

井上伸雄

　　1936年出生於福岡市。1959年畢業於名古屋大學工學部電氣工學科，進入日本電信電話公社（現在的NTT）工作。於該公司的電氣通訊研究所研究開發數位傳輸、數位網路等技術。1989年成為多摩大學的教授，也為該大學的榮譽教授。工學博士。

　　在電氣通訊研究所工作時，致力於日本數位傳輸的實用化，之後亦參與了高速數位傳輸方式與數位網路的研究開發。從日本開始發展數位通訊產業起，25年來皆致力於數位通訊技術的研究。

　　1989年離開NTT後，於日經Communication誌（日經BP社）連載網路講座專欄。以此為契機，開始執筆寫書，希望能用簡單易懂的方式說明通訊技術。至今寫過的主要作品包括《情報通信早わかり講座》（共著，日經BP社）、《通信＆ネットワークがわかる事典》、《通信のしくみ》、《通信の最新常識》、《図解 通信技術のすべて》（以上皆為日本實業出版社）、《基礎からの通信ネットワーク》（OPTRONICS社）、《「通信」のキホン》、《「電波」のキホン》、《カラー図解でわかる通信のしくみ》（以上皆為SB Creative）、《図解 スマートフォンのしくみ》（PHP研究所）、《モバイル通信のしくみと技術がわかる本》（animo出版）、《通読できてよくわかる電気のしくみ》、《情報通信技術はどのように発達してきたのか》（以上皆為Beret出版）、《圖解電波與光的基礎和運用》（東販出版）等。

　　興趣是海外旅行（超過70次，曾到訪40個以上的國家），與觀看東京六大學棒球賽。從昭和20年秋的早慶戰以來，幾乎每季都會到神宮球場觀戰，是個老早稻田迷。

藏本貴文

　　1978年1月出生於香川縣丸龜市。關西學院大學理學部物理學科畢業後，為了在尖端物理的研究與應用上更進一步，進入半導體大廠工作。目前的專業是以微積分、三角函數、複數為工具，用數學式模擬、說明半導體元件的特性。

　　除了是現役工程師之外，還有個作家副業。撰寫數本以科學、科技為核心的科普書（自著），也和其他作者合作商管書籍、實用書籍。另外，還參與電子書的編輯、製作。

　　著作包括《数学大百科事典 仕事で使う公式・定理・ルール127》（翔泳社）、《解析学図鑑：微分・積分から微分方程式・数値解析まで》（Ohm社）、《学校では教えてくれない!これ1冊で高校数学のホントの使い方がわかる本》（秀和System）等。

前言
 
序章 半導體的世界
1 半導體厲害在什麼地方？
2 半導體的種類與用途
3 如何製造半導體
4 半導體活躍的領域
 
第1章 半導體是什麼
1-1 半導體以前的半導體
—從礦石收音機到電晶體
1-2 半導體就是這種東西
—溫度與雜質可提高電導率
1-3 製造高純度的半導體結晶
—以柴可拉斯基法製造的矽錠
1-4 半導體內的電子
—自由電子與電洞是「電的運送者」
1-5 半導體可分為n型與p型
—由摻雜了哪種物質決定
1-6 由p型與n型半導體結合而成的二極體
—製成整流器或檢波器
1-7 鑽石是半導體嗎？
—或許能製成究極的半導體
1-8 也存在化合物半導體
—用以製成高速電晶體與LED
半導體之窗 原子的結構
 
第2章 如何製作電晶體
2-1 發明電晶體的三個男人
—肖克利、巴丁、布拉頓與率領他們的凱利等人的貢獻
2-2 電晶體的運作原理
—肖克利發明的接面型電晶體
2-3 致力於電晶體的高頻化
—使用擴散技術的凸型電晶體登場
2-4 矽（Si）電晶體一躍成為主角
—可在高溫、高電壓下穩定運作
2-5 劃時代的平面化技術
—IC與LSI不可或缺的技術
2-6 目前電晶體的主角：MOSFET
—目前用於IC、LSI的主角
2-7 半導體元件的製作方式（1）
—在半導體基板上正確描繪電路圖樣的技術
2-8 半導體元件的製作方式（2）
—使雜質擴散以製造電晶體
半導體之窗 穿隧二極體的發明
 
第3章 計算用的半導體
3-1 類比半導體與數位半導體
—計算用的數位半導體
3-2 由nMOS與pMOS組合而成的CMOS
—數位處理過程中不可或缺的電路
3-3 CMOS電路的計算機制
—只用0與1便能進行複雜計算
3-4 IC是什麼？LSI是什麼？
—在同一個半導體基板上製作電子電路
3-5 微處理器：MPU
—在日本計算機廠商的點子之下誕生
3-6 摩爾定律
—半導體的微小化可持續到何時？
3-7 系統LSI的製作方式
—如何設計大規模半導體？
半導體之窗 「英特爾」（Intel）這家公司
 
第4章 記憶用的半導體
4-1 各種半導體記憶體
—唯讀的ROM與可複寫的RAM
4-2 半導體記憶體的主角：DRAM
—用於電腦的主記憶裝置
4-3 DRAM的結構
—在同一個矽基板上製作MOSFET與電容器
4-4 高速運作的SRAM
—使用正反器的記憶體
4-5 快閃記憶體的原理
—用於USB記憶體與記憶卡
4-6 快閃記憶體的組成
—NAND型與NOR型
4-7 通用記憶體的運作方式
—以取代DRAM與快閃記憶體為目標的次世代記憶體
半導體之窗 無塵室 —對LSI來說，灰塵是大敵—
 
第5章 感光用、無線通訊用、功率半導體
5-1 將陽光轉變成電能的太陽能電池
—太陽能電池不是電池
5-2 發光二極體：LED
—可將電能直接轉換成光，故效率很高
5-3 藍光LED
—開發核心人員是三位獲得諾貝爾獎的日本人
5-4 發出美麗光芒的半導體雷射
—用於CD、DVD、BD的讀寫與光通訊
5-5 數位相機的眼睛，感光元件
—用於製作相機的眼睛
5-6 無線通訊用的半導體
—可放大微波的半導體
5-7 支撐工業用機械的功率半導體
—在高電壓下運作的半導體
半導體之窗 光的能量