你手中的手機、家中的家電、馬路上奔馳的汽車，甚至連國家安全，都掌握在一塊小小的「晶片」上！
半導體，是當今世界經濟和技術競爭中最核心、最關鍵的戰略物資。
 
‧你知道 NVIDIA、台積電為什麼讓全世界搶破頭嗎？
‧你知道一顆晶片從設計到封裝，要經過幾百道工序嗎？
‧你知道半導體，正是 AI 爆發、電動車普及、甚至氣候危機能否解決的共同答案嗎？
但你是否曾覺得半導體既神祕又複雜，是只有科技人才才能理解的艱澀領域？
 
半導體太難懂？那是因為你還沒看過這本。
全書以大量視覺圖解、真實數據與產業人物故事，把這個年產值5千億美元的巨大世界，完整呈現在你眼前。
從奈米世界出發，讀懂驅動 AI 與未來地球的關鍵力量！
●產業大觀園：一次看懂IDM、無晶圓廠（Fabless）與晶圓代工（Foundry）的商業模式。
●家電演進史：回顧Sony電晶體收音機、Casio電子計算機到iPhone的傳奇發展。
●製程大解密：從晶圓清洗、微影曝光到封裝測試，製造流程一圖全覽。
●巨頭齊聚：解析台積電（TSMC）、英特爾（Intel）、輝達（NVIDIA）等全球大廠的競爭與合作。
●未來藍圖：探索AI、量子電腦、自動駕駛與去碳化社會的技術關鍵。
 
【本書特色】
‧震撼視覺的全彩圖解
讓抽象的半導體結構與製造流程躍然紙上，一看就懂。
‧零基礎也能讀懂的直覺解說
用「CPU＝設計事務所」等比喻拆解艱澀原理，從電晶體基礎到AI革命脈絡，循序漸進。
‧科技史與未來趨勢一次掌握
從1947年貝爾實驗室發明電晶體，到2030年兆元市場與AI、量子電腦的下一步，完整呈現半導體的過去、現在與未來。
‧讀懂地緣政治的最佳入門磚
解析台積電晶圓代工的獨占地位、全球六大地區的霸權角力，看懂新聞背後的半導體邏輯。
 
【適合閱讀對象】
✔想搶先了解AI與科技產業運作原理的國中生、高中生
✔考慮投入半導體、電機或資工領域的大學生與準社會人
✔希望快速補強理工知識、跟上產業趨勢的文科背景職場工作者
✔關注美中科技戰、供應鏈重組與地緣政治走向的商業人士
✔想為下一代建立科技素養基礎的家長與教育工作者

作者簡介
 
InfoVisual研究所
自2007年起，以創辦人大嶋賢洋為中心，從事視覺內容的製作與出版。主要作品包括《圖解伊斯蘭世界》（暫譯，日東書院本社）、《超圖解 最易懂的基督教入門》（暫譯，東洋經濟新報社），以及「圖解易懂」系列叢書中的《圖解人類大歷史》、《14歲開始的金錢說明書》、《14歲開始的塑膠與環境問題》、《14歲開始思考的民主主義》、《14歲開始了解的生物多樣性》、《14歲開始了解的陪審員審判》、《14歲開始了解的日本人的宗教與文化》、《14歲開始了解的基督教》、《14歲開始了解的印度與中國的宗教與文化》、《14歲開始了解的伊斯蘭教》、《14歲開始思考的AI未來與我們》（以上皆暫譯，太田出版）等。
 
●大嶋賢洋的圖解頻道
YouTube：https://www.youtube.com/channel/UCHlqINCSUiwz985o6KbAyqw
X（舊稱Twitter）：@oshimazukai
 
監修者簡介
 
SEMI Japan（國際半導體產業協會．日本分會）
SEMI是以全球半導體開發製造相關企業3000家為會員的國際性業界組織。其目標在於超越國界，推動會員企業的事業發展，並對業界的進步有所貢獻。活動範疇涵蓋製造技術的標準化、發行業界統計報告、舉辦國際會議與展覽會、以及支援人才培育等，內容十分廣泛。
 
 
中文版審訂者簡介
 
張勤煜
現任大同大學電機系助理教授，台大電機博士。曾任龍華科大半導體系主任及台大奈米機電系統研究中心博士後研究員。研究涵蓋半導體、微機電系統、積體光學與矽光子領域，並致力於科技產業及前瞻技術的科普推廣。
 
譯者簡介
 
劉佳麗
輔仁大學畢。標準水瓶座、怪怪AB型。「古畑任三郎」及「六人行」的超級粉絲。從事IT相關產業多年後投身出版業界，現為自由筆譯及口譯譯者，兼任資策會資訊市場情報中心特約日文編譯。譯作有《和狗狗幸福生活》、《西日本鐵道旅行》、《人人遊日本 東京》（人人出版）、《鬼來電 完結篇》、《下一秒，優勢還在嗎？》、《就算客人白吃白喝，也別請工讀生》（先覺出版）、《亞瑟王傳說解剖圖鑑》（漫遊者文化）。

【前言】人類所打造的奈米級世界，對半導體進化所寄予的高度期待
 
Part 1 歡迎來到半導體的世界
1.我們的生活被半導體所圍繞
2.半導體的世界極其精密，充滿壯闊的祕境
3.半導體產業在這40年間穩定成長並持續進化
4.我們所追求的智慧社會，其基礎總伴隨著半導體
5.用數位技術守護綠色地球，支撐數位與綠色的半導體
 
Part 2 支撐家電的半導體發展史
SEMI日本分會執行董事──濱島雅彥專訪
1.半導體的歷史從電晶體開始，電子電路的小型化從此展開
2.1970年代IC誕生，邁入半導體超小型化的時代
3.微處理器的登場創造出日本多功能家電
4.從1980年代後半期的CPU高效能化到90年代半導體感應器的大躍進
5.由遊戲機和手機牽引半導體進化的2000年代
6.半導體的快速進化開啟AI的全新時代
 
Part 3電與半導體的基礎知識
1.電的來源是從原子飛出的電子
2.電流流動的機制――導體、絕緣體、半導體
3.由矽製成的半導體基本形態，N型半導體與自由電子帶動電流
4.另一種基本形態，P型半導體以正孔（電洞）移動電流
5.半導體的三種功能――控制電流、放大、開關
6.使電流單向流動的元件――二極體的原理
7.電晶體具備的兩大功能，電流訊號的開關與放大
8.由極小零件組成的積體電路，以開與關運算的原理
9.微控制器是超小型電腦，了解微控制器的構造與功能
10.轉換為光與電的光電半導體，LED與影像感測器的原理
11.探索CPU的演進與誔生，將其比喻為設計事務所
12.儲存資料的半導體記憶體，認識RAM與ROM的差異與功能
13.3次元晶片、小晶片、高層堆疊記憶體，新半導體材料陸續誕生
 
Part 4 來自半導體製造現場的觀察
1.經歷急速成長的半導體業界之現在與未來
東京威力科創股份有限公司創社長・CEO──河合利樹專訪
2.首先，大致掌握半導體製造的整體流程
3.啟動新型半導體開發，電路設計與矽材料的採購
4.半導體製造於「晶圓清洗」後展開多樣化的薄膜積製程
5.以微影技術將電路圖案刻印在矽晶圓上
6.在蝕刻製程移除不需要的薄膜後，藉由離子植入以注入雜質
7.於矽晶圓進行積體電路製作，超精密半導體製作的關鍵步驟
8.電晶體的銅配線類似於傳統工藝的金屬鑲嵌技法
9.從晶圓完成到檢查，再到切割封裝製程
10.將矽晶片固定於基板的製程稱為「接合」
11.封裝、檢查以及刻印，半導體產品的最終完成階段
 
Part 5 了解全球半導體的產業概況
1.活躍於半導體業界的主要企業齊聚一堂
2.半導體產業中的主要企業，產業型態的變遷與現況
3.半導體廠商的自製與委外生產，其優點與缺點為何
4.晶圓代工由台積電獨占鰲頭，日本在製造裝置及材料領域的奮戰
5.掌握世界半導體產業主導權的六大地區，其競爭、合作及覇權
6.日本半導體產業復甦之路，最大課題為確保年輕人才
 
•結語
•參考文獻
•參考網站
•索引

前言
 
人類所打造的奈米級世界，對半導體進化所寄予的高度期待
 
美國電影《驚異大奇航》現在仍被視為經典的老牌科幻電影，1966年上映時在全球引起轟動。該片講述為了拯救一位因腦出血而命在旦夕的科學家，救援隊連同潛航艇一起被縮小後潛入人體，並在體內展開行動以挽救病患性命的故事。
 
救援隊所被縮小的尺寸單位為「微米（μm）」。1μm（微米）是毫米（mm）的千分之一，相當於人體內部的細胞和紅血球等同樣大小。當時人們所能想像到的最小單位，就是微米大小。
 
然而，若以現今的科學技術來製作同樣的電影，被縮小的尺寸將更為極端，甚至一定會小到奈米等級。1奈米（nm）是1毫米的100萬分之一，病毒遠小於細菌，其大小約為10至300奈米，可想而知奈米有多麼微小。
 
若要以最新技術拍攝出被縮小到奈米等級的人類，他們將會處於怎樣的光景中呢？舞台將不再是細胞蠕動的人體，而是電子交錯飛舞穿梭的矽晶世界。廣大的矽晶片上，密布著僅50奈米寬的極小電晶體，如同摩天樓般聳立排列。在那裡，電訊號正以飛快的速度在電路之間流動著。
 
這個世界與《驚異大奇航》所描繪的不同之處，不僅僅是微米與奈米的差異。其決定性的不同，並非如人體般自然生成的世界，而是人類所創造出的極其微小且精密人工世界。

這正是我們將為您介紹的半導體世界。
 
所謂的半導體，是指如矽（silicon）所代表的，在特定條件下可以導電、有時又不導電的物質。這種具有特殊性質的材料，被廣泛應用於電子元件當中，這些元件亦稱為半導體。像我們每天使用的智慧型手機與家電產品中，就包含了大量的半導體。我們手中所擁有的世界，其實正是由無數微小的半導體所編織而成的廣大世界。
 
半導體的歷史始於1947年一種稱為「電晶體」之電子元件的發明。電晶體具有切換電流通與斷（開與關）的功能，將其轉換為0與1的訊號後，並利用於運算等，便催生了電腦的原型。自此之後，電腦產業便持續展開高性能化的競爭。這場競爭的關鍵在於，如何將電晶體做得更小，並將大量電晶體塞進一塊矽晶片之中。這場競爭，目前進展到將數十億甚至上百億個電晶體封裝在單一晶片上的現代。
 
生產半導體的產業，如今已發展成與汽車產業並駕齊驅的巨大產業。2023年的市場總銷售額已突破5,000億美元，而2026年預估市場規模將達到1兆美元的規模，未來仍將持續成長。
 
支撐這項預測性成長的關鍵背景，是未來即將展開的電腦技術革新。人工智慧（AI）的大躍進與在產業中的導入，以及足以取代現有電腦主流的量子電腦開發等，正在推動可能徹底改變未來20至30年社會樣貌的技術創新。而這場技術革新的核心，正是半導體技術的進化。
 
此外，半導體技術還肩負著另一項重要的使命。那就是協助我們避開現正面臨全球暖化所引發的氣候變遷危機。為了從造成地球暖化的化石燃料，轉向新的能源來源，半導體技術的貢獻備受期待。
 
為了實現這一切，最需要的是什麼？答案其實顯而易見。那就是擁有新知識與新世界觀的年輕人才。也許在不久的將來，網路上會充斥著這樣的求才廣告也說不定：

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