推薦給跟我一樣完全沒概念的人
推推這本《半導體超圖解》。
如果你跟我一樣對 IC 積體電路一點概念都沒有,這本書滿實用的,不會讓你覺得枯燥乏味讀不下去,有很多圖說。
雖然技術上還是很複雜很繁瑣,本書又講得很簡略,讀完你可能還是會一知半解。但沒有要進工廠的人,有個概念一知半解就行了 XD
半導體超圖解實體書
在我讀之前什麼都不懂,很怕跟同事溝通被白眼
在工作上接觸到「Wafer Start」這個系統,同事一天到晚說前段、後段、300 廠、200 廠。
我:???
過了一年,終於在男友的推薦下看完了這本書:「你可以看一下半導體製程,了解一下你們公司在幹麻,怎麼樣?有興趣我買給你。」
真是謝囉,幫我買書還當我的導師。
但看完還是覺得好複雜,幸好我是後端。
什麼半導體,電晶體,IC,晶片,晶圓。讓我終於略懂了XD
在我讀之後至少可以心安理得的點頭應和XD
讀完最大的收穫:
300、200 那個數字是毫米,不是奈米。
300mm = 12 吋晶圓,200mm = 8 吋晶圓,這就是同事說「300 廠」「200 廠」的意思。有圖有文字差很多,真的背起來了。
前段廠是製造晶圓;後段是封裝。他們常在說的 AP 就是先進製程的意思。 我的腦子突然有種線被接上的感覺。
我們居然能在奈米世界裡蓋城市

Ch1:我們居然能在奈米世界裡蓋城市
現代晶片線寬已經小到 2nm,比 COVID-19 病毒(80–120nm)還小幾十倍。半導體是人類第一次能在奈米尺度,大量、穩定、精準地控制電子。可以想像一個晶片就是指甲大小,Amazing!
電晶體的誕生,從貝爾實驗室到 Sony

Ch2-1:電晶體的誕生,從貝爾實驗室到 Sony
1947 年,貝爾實驗室三位科學家發明了電晶體,取代真空管。接著 Sony 把它商品化,變成消費性產品。把實驗理論商用化,不愧是 Sony。
IC 的誕生,讓計算機走進日常

Ch2.1:IC 的誕生,讓計算機走進日常
IC(積體電路)把一堆元件整合進一顆晶片,計算機從整個房間縮到桌面,再縮到手掌。Jack Kilby 跟 Robert Noyce 是這段歷史的兩位關鍵人物,IC 爸爸。
IC 問世,計算機開始普及

Ch2.2:IC 問世,計算機開始普及
LSI 與微控制器,日本家電稱霸世界

Ch2.3:LSI 與微控制器,日本家電稱霸世界
日本靠 LSI 跟微控制器橫掃家電市場。1980 年代的電飯鍋、洗衣機、Walkman 都是這樣被智慧化的。這段歷史比想像中更近,看到還是小感慨,曾經的日本是那麼強的!!
我們讓晶片會看會感應,後來又讓它住進遊戲機和手機裡

Ch2-3:從 CPU 到遊戲機、到 iPhone
接著我們讓晶片開始會計算,再讓它開始懂 AI

Ch2-4:GPU → TPU → NPU,晶片把 AI 帶進日常
從 CPU → GPU → TPU → NPU,每一代都是「讓晶片做更專一的事」。iPhone 的 A 系列晶片裡現在已經有 Apple Neural Engine,AI 推論直接在手機上跑,不用上雲。
在矽裡加一點雜質,電就開始聽話了

Ch3-1:在矽裡加一點雜質,電就開始流動了
矽本身不太導電,但加一點磷(多電子 → N 型)或硼(少電子 → P 型),就可以精準控制電流方向和大小。控制電子,才是半導體真正的魔法。P -> Positive,N -> Negative。
我們先讓電流只能往一個方向流,然後再讓它放大訊號

Ch3-2:二極體整流,電晶體放大訊號
我們把整台小電腦塞進一片晶片裡

Ch3-3:把整台小電腦塞進一片晶片
讀這章之前我分不清 IC、MCU、CPU。讀完後終於有層次感:IC 是最廣的概念,MCU 是把 CPU + RAM + I/O 整合在一起的微控制器,CPU 是大腦,RAM 是工作記憶體。
CPU 愈來愈強,記憶體越來越會分工,晶片也開始往上長了

Ch3-4:CPU 愈來愈強,晶片開始往上長了
晶片要誕生,得先把藍圖畫上晶圓
這是我最想搞懂的部分,直接跟工作相關。

Ch4-1:設計 → 矽晶圓 → 曝光 → 無塵室
前段製程三個核心:矽晶圓怎麼來、電路藍圖怎麼用光刻轉印上去(曝光)、為什麼需要無塵室。一粒灰塵就能毀掉一整片晶圓,無塵服請穿上!
我們先做出電晶體,再把銅線一層一層接上去

Ch4-2:蝕刻、摻雜、銅導線一層一層往上疊
前段製程有夠複雜,銅導線要一層一層往上疊,反覆好幾十次。我以前以為晶片是平的,原來它是立體的。
晶圓經過檢查後,才會被切開封裝成晶片

Ch4-3:切割 → Die Attach → Wire Bonding → 封裝 → 測試 → 出貨
後段製程讓我第一次搞懂「Die」是什麼——就是從晶圓上切下來的單顆晶粒。我們的晶圓報廢系統有個數目就是 Quantity die, 原來就是這個 Die。整個後段流程:檢查 → 切割 → 接合 → 封裝 → 測試 → 出貨,每道工序都不馬虎。
晶片的誕生需要全球的方忙

Ch5-1:一顆晶片不是一家做完的
最後一章把整個產業生態講完。
- IDM:自己設計自己製造(Intel、Samsung、Micron)
- Fabless:只做設計,不建廠(NVIDIA、Qualcomm、Apple、MediaTek)
- Foundry:專門幫人製造(台積電、聯電、GlobalFoundries)
只能說,我一定不是個程式仔,不然我就買 Claude Code 了,不會買 ChatGPT 2.0。 不過打這段話之前,是今天之前,我就在剛剛要整理心得的時候買了:)) 還是敗給了懶惰,敲敲幾行字他就幫我搞定了一篇心得 push 上 github,不買嗎?
然後此篇文除了內容是我產的,其他都是 Claude Code 幫我編排完的,根本 editor!!!
只能說 AI 工具太強了。ChatGPT 2.0 幫我把本書的筆記圖像化,用拍照 + prompt,整理每章我覺得是重點的地方,成品我自己超喜歡。
