了不起的芯片

第0章 绪论 1

0.1 芯片是人造物的巅峰 1

0.2 芯片是信息科技的基石 4

0.3 芯片改变生活 6

0.4 本章小结 8

**篇 芯片的前世今生

第1章 半导体发展简史 11

1.1 半导体百科 11

1.1.1 什么是半导体 11

1.1.2 半导体和集成电路、芯片之间的区别 17

1.1.3 为什么半导体适合做芯片 18

1.2 晶体管的诞生 20

1.2.1 晶体管小史 20

1.2.2 晶体管的分类 24

1.3 集成电路的发明 27

1.4 半导体巨头的鼻祖——仙童半导体 30

1.5 摩尔定律：真的是定律吗 34

1.6 半导体舞台上的美、日、韩 37

1.7 半导体产业没有夕阳 43

1.7.1 半导体技术的发展 43

1.7.2 芯片的国产替代化和市场需求 46

1.8 本章小结 47

第2章 三分天下的指令集 48

2.1 什么是指令集 48

2.2 宝刀未老的x86 51

2.3 异军突起的ARM 54

2.4 拥抱未来的RISC-V 58

2.5 决斗吧！指令集 61

2.6 两强相争还是三分天下 64

2.7 本章小结 67

第二篇 一颗芯片的诞生

第3章 高深且艺术——芯片设计面面观 71

3.1 芯片设计流程 71

3.1.1 市场调研 72

3.1.2 架构定义 75

3.1.3 前端设计及验证 76

3.1.4 可测性设计 79

3.1.5 后端设计 80

3.1.6 SoC设计 85

3.2 EDA——芯片设计之母 86

3.2.1 EDA领域的三足鼎立 88

3.2.2 国产EDA的突围 90

3.2.3 EDA的核心 95

3.3 芯片中的上百亿晶体管是如何设计的 96

3.4 芯片设计之难 98

3.5 CPU为什么很少损坏 100

3.6 计算机如何计算1+1=2 103

3.7 CPU是如何识别代码的 110

3.8 异构集成之路 113

3.9 “X”PU芯片竞技场 115

3.10 人工智能与芯片设计 127

3.10.1 人工智能芯片设计 127

3.10.2 人工智能赋能芯片设计 132

3.11 芯片设计中的艺术 133

3.12 本章小结 137

第4章 隐秘而伟大——芯片制造 138

4.1 芯片制造流程 139

4.2 工业皇冠——光刻机 144

4.2.1 什么是光刻机 144

4.2.2 光刻机和核弹相比，哪个更难造 146

4.2.3 为什么*好的光刻机来自荷兰，而不是美国 147

4.3 芯片中的5纳米、3纳米到底指什么 154

4.4 More Moore与More Than Moore 158

4.5 本章小结 160

第5章 慎终亦如始——芯片封装与测试 161

5.1 花样百出的芯片封装类型 161

5.2 封装新贵——2.5D封装和3D封装 166

5.3 芯片是如何进行出厂测试的 168

5.3.1 芯片测试概述 168

5.3.2 芯片测试分类 170

5.3.3 芯片测试流程 173

5.4 我国的封测现状 177

5.5 军用芯片与商用芯片 179

5.6 本章小结 180

第三篇 中国的“芯”路历程

第6章 早期的中国半导体产业 185

6.1 半导体学科的发展 185

6.2 早期的光刻机 188

6.3 国内芯片制造的领航者——中芯国际 189

6.4 中国芯片商海先驱 191

6.5 半导体领域那些了不起的她 192

6.6 本章小结 199

第7章 中国“芯”再出发 200

7.1 中国半导体产业布局地图 200

7.1.1 中国的“硅谷” 201

7.1.2 长三角地区——走在前沿 203

7.1.3 环渤海地区——协同跟进 204

7.1.4 珠三角地区——稳扎稳打 205

7.1.5 中西部地区——不甘落后 206

7.1.6 台湾省——实力雄厚 206

7.2 手机厂商自研芯片 208

7.2.1 华为海思 208

7.2.2 OPPO哲库 213

7.2.3 小米玄戒 215

7.3 互联网公司逐鹿“芯”赛道 216

7.3.1 百度昆仑 216

7.3.2 阿里巴巴平头哥 217

7.3.3 腾讯 219

7.3.4 字节跳动 220

7.4 GPU赛道百舸争流 220

7.5 本章小结 223

第四篇 携手共创“芯”未来

第8章 成为芯片工程师 226

8.1 了解芯片设计工程师 226

8.1.1 芯片设计工程师的日常 227

8.1.2 芯片设计工程师的特点 229

8.2 芯片设计工程师技能树 232

8.2.1 数字芯片前端设计 232

8.2.2 数字芯片设计验证 235

8.2.3 数字芯片可测性设计 237

8.2.4 数字芯片后端设计 252

8.2.5 模拟芯片设计 255

8.2.6 模拟版图设计 258

8.3 芯片工程师的工匠精神 260

8.3.1 性能篇 260

8.3.2 面积篇 261

8.3.3 功耗篇 263

8.4 芯片工程师的职业发展路线 270

8.4.1 职业发展路线概览 270

8.4.2 技术路线 274

8.4.3 管理路线 277

8.4.4 深度工作 281

8.4.5 终身学习 284

8.4.6 架构师之路 288

8.5 热爱芯片行业是一种怎样的体验 292

8.6 本章小结 294

第9章 未来的芯片 295

9.1 生物芯片 295

9.2 碳基芯片 296

9.3 量子芯片 297

9.4 后硅时代的材料舞台 299

9.5 本章小结 301

参考文献 302