三維集成電路設計 9787111433514 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美華斯利斯，美伊比，繆旻，於民，金玉豐 著

圖書標籤:

• 三維集成電路
• 集成電路設計
• VLSI
• 封裝技術
• 半導體
• 電子工程
• 微電子學
• 3D IC
• 先進封裝
• 異構集成

店鋪： 北京文博宏圖圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111433514

商品編碼：29336304235

包裝：平裝

齣版時間：2013-09-01

基本信息

書名：三維集成電路設計

定價：58.00元

作者：(美)華斯利斯,(美)伊比,繆旻,於民,金玉豐

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787111433514

字數：311000

頁碼：209

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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內容提要

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在21世紀的前十年結束時，基於三維集成技術的“摩爾定律”時代就悄然來臨瞭。具備多個有源器件平麵的三維集成電路(3一DIc)，有望提供結構緊湊、布綫靈活、傳輸高速化且通道數多的互連結構，從而為Ic設計者們提供突破“互連瓶頸”的有效手段，而且還能夠有效集成各種異質材料、器件和信號處理形式，成為三維集成技術發展的主要方嚮之一。本書是世界上三維集成電路設計方麵的本專著，既有一定的理論深度，又有較高的可讀性。它係統、嚴謹地闡釋瞭集成電路三維集成的設計技術基礎，包括3一DIC係統的工藝、互連建模、設計與優化、熱管理、3一D電路架構以及相應的案例研究，提齣瞭可以高效率解決特定設計問題的解決方案，並給齣瞭設計方麵的指南。

本書是一本的技術參考書，適用的讀者範圍包括：超大規模集成電路(VLSI)設計工程師，微處理器和係統級芯片的設計者以及相關電子設計自動化(EDA)軟件的開發者，微機電及微係統集成方麵的設計開發者，以及微電子行業中對未來技術走嚮高度敏感的管理者和投資者。本書也可以作為相關專業研究生的教材和教師的教輔參考書籍。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《微電子器件物理與工藝》 簡介 本書旨在深入探討微電子器件的物理原理、設計方法以及製造工藝，為讀者構建起從基礎理論到實際應用的完整知識體係。隨著電子技術的飛速發展，微電子器件的性能不斷提升，尺寸日益縮小，這背後是對器件物理機製的深刻理解和精湛工藝的極緻追求。本書將帶領讀者一同探索半導體材料的奧秘，理解不同晶體管器件的工作原理，掌握先進的製造流程，並展望未來的發展趨勢。 第一部分：半導體器件基礎 本部分將從最基礎的半導體材料入手，介紹其獨特的電學和光學特性，以及摻雜對載流子濃度的影響。我們將詳細闡述p-n結的形成、特性以及在各種器件中的應用，包括二極管和整流器。隨後，我們將進入場效應晶體管（FET）的世界，重點講解MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）的工作原理，包括其閾值電壓、溝道形成、漏極電流與柵極電壓的關係等。我們將深入分析不同類型的MOSFET，如NMOS和PMOS，以及其在數字和模擬電路中的應用。此外，雙極結型晶體管（BJT）也將得到詳盡的介紹，包括其工作模式、電流增益以及在放大電路中的作用。本書將力求用清晰的語言和豐富的圖例，幫助讀者理解這些微觀世界的運行規律。 第二部分：微電子器件設計 在掌握瞭器件的物理基礎後，本部分將聚焦於微電子器件的設計。我們將介紹CMOS（互補金屬氧化物半導體）技術，這是當今絕大多數集成電路設計的基礎。通過CMOS反相器，讀者將理解其結構、工作原理以及能量消耗特性。我們將進一步探討CMOS邏輯門的設計，包括AND、OR、NAND、NOR等基本邏輯門，以及觸發器、寄存器等更復雜的時序邏輯電路的構建。數字邏輯設計的EDA（電子設計自動化）工具在本書中也將得到介紹，包括邏輯綜閤、布局布綫等基本流程，幫助讀者瞭解現代集成電路設計的實際操作。對於模擬電路設計，我們將探討運算放大器（Op-amp）的設計原理，包括其輸入級、增益級和輸齣級的設計，以及如何通過反饋實現穩定的電壓或電流輸齣。還會有對濾波器、振蕩器等模擬模塊設計的初步介紹，為讀者打下堅實的模擬設計基礎。 第三部分：微電子器件製造工藝 電子器件的誕生離不開精密的製造工藝。本部分將詳細講解集成電路製造的關鍵步驟。我們將從矽襯底的製備開始，介紹晶圓的生長和切割過程。隨後，我們將深入講解光刻（Lithography）技術，這是將電路圖形轉移到矽片上的核心工藝，包括掩模版製作、曝光和顯影等環節。蝕刻（Etching）技術，用於選擇性地去除不需要的材料，也將被詳細介紹，包括乾法蝕刻和濕法蝕刻的原理及應用。薄膜沉積（Thin Film Deposition）是構建器件多層結構的關鍵，我們將講解化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等技術，以及不同材料（如氧化矽、氮化矽、金屬）的沉積方法。離子注入（Ion Implantation）是用於摻雜半導體材料的重要工藝，我們將闡述其原理和控製摻雜濃度的技術。最後，我們將介紹金屬互連（Metallization）工藝，用於在器件之間建立電氣連接，包括多層金屬布綫以及通孔（Via）的形成。本書將強調這些工藝步驟之間的相互依賴和精密度要求，以及它們如何共同決定最終器件的性能和良率。 第四部分：先進器件與未來展望 隨著摩爾定律的推進，器件尺寸不斷縮小，新的物理效應和設計挑戰也隨之湧現。本部分將對一些先進的微電子器件進行介紹，如FinFET（鰭式場效應晶體管），它通過三維的柵極結構來更好地控製溝道，有效緩解瞭短溝道效應。此外，還會介紹多柵器件（Multi-Gate Transistors）的優勢，以及新材料（如III-V族半導體、二維材料）在未來器件中的應用潛力。功耗管理是當前和未來電子設備麵臨的重要問題，本書將簡要探討低功耗設計技術，包括動態功耗和靜態功耗的分析與優化。最後，我們將展望微電子器件的未來發展趨勢，例如在人工智能、物聯網、5G通信等領域的應用驅動下，對新型存儲器、高性能處理器、傳感器等器件的需求將如何推動技術革新，以及量子計算、神經形態計算等新興領域的潛在影響。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 理解半導體材料的基本性質和p-n結的原理。 掌握MOSFET和BJT等基本半導體器件的工作原理和特性。 瞭解CMOS邏輯門和基本數字電路的設計方法。 熟悉模擬電路設計中的基本模塊，如運算放大器。 理解集成電路製造過程中的關鍵工藝步驟，如光刻、蝕刻、沉積和注入。 認識先進半導體器件的特點及其在現代電子技術中的作用。 對微電子器件的未來發展趨勢有初步的認識。 適用讀者 本書適閤於電子科學與技術、微電子學、集成電路設計、通信工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事微電子器件研發、設計和製造的工程師和科研人員。對於對半導體技術感興趣的讀者，本書也將提供一個紮實入門的平颱。 本書力求理論與實踐相結閤，在講解基本原理的同時，也穿插瞭對實際應用和設計考量的討論，旨在培養讀者解決實際問題的能力，並激發他們對微電子技術創新研究的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，如果用一個詞來形容，那就是“抽絲剝繭”。我過去讀過幾本關於微電子設計與封裝的書籍，很多都為瞭追求“新穎性”，對早期的關鍵技術點一帶而過，導緻我對一些底層概念的理解始終有隔閡。然而，這本著作在講述從平麵到垂直過渡的關鍵技術時，其邏輯的連貫性和過渡的平滑性令人贊嘆。它沒有簡單地羅列各種TSV（矽通孔）技術，而是循序漸進地分析瞭不同TSV結構（如埋入式、直接式）在電學特性和機械可靠性上的取捨。特彆是關於3D IC中熱耗散問題的討論，作者引用瞭大量的實驗數據來佐證其理論模型，而不是僅僅停留在公式推導。這種嚴謹的學術態度和對工程細節的把控，讓我確信自己正在閱讀一本具有長期參考價值的經典之作。讀完後，我對整個三維異構集成的全景圖有瞭更清晰、更成熟的認知。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格和排版布局，給我的閱讀感受是齣乎意料的“友好”。盡管主題是高度專業且復雜的，但譯者（或者原作者）在錶述上卻保持瞭一種驚人的清晰度和準確性。復雜的術語總能得到恰到好處的解釋，圖錶的設計也極具匠心，很多原本需要反復揣摩的抽象概念，通過一個精心繪製的截麵圖立刻豁然開朗。我特彆喜歡它在章節末尾設置的“關鍵概念迴顧”和“思考題”，這強迫讀者在完成閱讀後進行主動的知識內化，而不是被動接受信息流。很多技術書籍的閱讀過程是枯燥且費力的，但跟隨這本書的思路前行，就像在一位博學的嚮導帶領下，探索一個精密而宏偉的微觀世界。它不僅教會瞭我“做什麼”，更重要的是，它培養瞭我“如何學習”這種復雜技術的能力，這對我後續的自我學習和團隊知識分享都産生瞭深遠的影響。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個高強度的項目收尾階段接觸到這本書的，說實話，當時我的心態是比較焦慮的，急需找到一些快速解決實際問題的參考資料。這本書最讓我驚喜的地方在於，它對“設計流程自動化”和“設計規則檢查（DRC）”部分的講解，簡直就是一部實戰手冊。它不僅僅停留在“需要做”的層麵，而是深入到瞭“怎麼做”以及“為什麼這麼做”的深層邏輯。比如在講解跨層布綫優化時，它引用的案例和圖示，直觀到讓人一眼就能明白不同堆疊方案對良率的影響。更重要的是，作者似乎非常理解讀者在麵對日益微縮和復雜化設計時的痛點，他們提供的優化策略既具有前瞻性，又充分考慮瞭當前主流製造工藝的局限性。我甚至發現書裏的一些仿真驗證方法的描述，可以立即套用到我手頭正在使用的EDA工具鏈中，這種即學即用的感覺，大大提升瞭我攻剋技術難關的信心。它不像一些理論書那樣高高在上，而是真正紮根於工程實踐的土壤。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是教科書級彆的典範，那種沉穩又不失現代感的封麵配色，第一次在書店看到時就被牢牢吸引住瞭。那種厚重感，不是那種空洞的頁數堆砌，而是實實在在的知識分量帶來的踏實感。我記得我當時是想找一本能係統梳理“先進封裝技術”的入門讀物，結果翻開這本後，發現它對基礎理論的闡述極其到位，絕不是那種隻堆砌新名詞的浮誇之作。尤其對那種復雜的物理效應，比如熱管理和信號完整性在三維結構中的獨特挑戰，作者的處理方式非常細膩。他們沒有直接跳到最尖端的工藝流程，而是花瞭很大篇幅去夯實讀者對半導體物理和材料特性的理解，這一點我非常欣賞。讀起來感覺像是在聆聽一位經驗豐富的老教授在慢條斯理地為你剖析一個宏大工程的每一個關鍵節點，既有高度的理論概括，又不失工程實踐中的具體考量。對於初涉此領域的學生或者想轉型的工程師來說，這本書無疑提供瞭一個堅實可靠的知識地基，避免瞭很多人容易陷入的“隻見樹木不見森林”的誤區。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的技術評審人員，我最看重技術書籍的“前瞻性”和“批判性思維的引導”。這本書在這兩方麵都錶現得相當齣色。它不僅詳盡介紹瞭現有成熟的技術路綫圖，更重要的是，它敢於探討當前技術瓶頸和未來潛在的顛覆性方嚮。例如，在討論Chiplet（小芯片）集成策略時，它並沒有被現有的互聯標準所束縛，而是提齣瞭對未來光互連和類腦計算架構下三維設計範式的思考。這種引導讀者跳齣既有框架的思維方式，對於培養下一代IC設計人纔至關重要。我發現，很多國內的教材往往停留在對國際標準和現有工藝的簡單翻譯和復述，而這本書則展現齣一種積極的、探索性的研究視角。它就像一麵鏡子，映照齣我們現有設計思維中的不足，並指引我們去思考如何構建一個更高效、更綠色的計算未來。