前言 和开拓者的灵魂一起踏上芯片之旅
“MOS场效晶体管是谁发明的？”一次，我和微电子学的研究生聚餐，在酒酣耳热之际，我随口问了一句。
在我看来，这个问题对于微电子学专业的学生是基本常识，因为如今芯片中99%的晶体管都是MOS场效晶体管。普通人不了解没关系，但在座的是微电子学专业的，应该张口即来。
然而，这个问题一提出，餐桌上热闹的场面一下子安静了下来，没有人接话。安静了几秒钟后，我把话题引向了MOS场效晶体管的历史背景，然后又讲起了它的发明过程。最后，当我讲到它的发明人遭受公司打压、不被准许发表论文、项目组被撤、最后被迫出走的不幸遭遇时，学生们面露惊讶，这跟他们想象中的情景很不一样。
我看学生们意犹未尽，就趁机讲了几个其他芯片发明的案例，包括中央处理器（简称CPU）、蓝色发光二极管（简称蓝光LED）、动态随机存取存储器（简称DRAM）等。
最后我总结道，这些发明都有一个共同点，虽然它们属于重大原始创新，但在刚面世时都遭到了业界的质疑和抵制，差点夭折。
而且这些并不是个例，浮栅晶体管、异质结、绝缘栅双极型晶体管（简称IGBT）、微机电系统（简称MEMS）、浸没式光刻等重大发明都遭到过抵制。而如今，这些差点被抛弃的技术正在帮人们上网冲浪、存储数码照片、播放视频、驱动电动汽车、撞车时得到安全气囊的保护、检测核酸序列、照亮黑夜……
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为什么这些发明在一开始都不受待见呢？芯片的发展离不开持续的创新和超越，然而创新越大，对传统的叛逆和颠覆也越大，因而遭到传统势力的抵制也越大。
试举两个例子。仙童半导体公司是集成电路的发明公司之一，然而在1960年，公司副总裁却对芯片项目的负责人杰·拉斯特（Jay Last）大喊：“你为什么要去搞集成电路？这个玩意儿浪费了公司整整100万美元，却没有什么收益，必须裁撤掉！”贝尔实验室是半导体技术的研究重镇，但1963年贝尔实验室的半导体研究部主任扬·罗斯（Ian Ross）撰文称：集成电路没有解决半导体产业面临的基本问题，它“只能治标，无法治本”。
这些芯片的首创之举遭到冷遇乃至遗弃，它们的发明人发不了文章、资金支持被中断、项目遭裁撤、被迫出走……他们绝不是一群诗意的科学家，而是一群失意的科学家，他们为此付出了十年甚至一生的代价。
芯片的发展史是一部创新史和叛逆史。这也是本书想要表达的主题。创新是对主流的偏离、对现有规则的破坏，它刚开始可能非常蹩脚、很难融入主流。几乎没有一项重大创新一出现就广受欢迎。虽然人们口口声声地说要创新，但其实人们更喜欢的是改良，它的效果立竿见影，因而大受欢迎。
如今，芯片的重要性已经无须赘言，每个人都从近几年发生的一系列芯片危机事件中有了切身的体会。应对芯片危机，我们需要原始创新，而唯一的方法是诚挚，实事求是地面对现实和历史。
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这本书为您完整地讲述了芯片的发明和发展历程，尤其是一群叛逆的人如何突破传统、不断创新的故事。
芯片的历史只有60多年，但要完整地理解芯片的来龙去脉，我们需要将时间向前回推到100多年前。在这一个多世纪里，半导体技术的创新故事不计其数，但本质只是一种创新模式的不断展开和复现，其主题仍是叛逆。
本书从半导体的起步之处量子力学开始讲起，它演化出了半导体物理学，进而催生了半导体器件，这些器件又由简到繁，像一颗发芽的种子，演化出了双极型晶体管、MOS场效晶体管、光电二极管等，并由此集成构造出了模拟芯片（通信和传感器芯片等）、数字芯片（CPU、存储器、现场可编程门阵列(1)芯片等）和光电芯片等。本书最后还展示了芯片设计和制造方法由手工到自动化的发展过程，并指出了芯片未来面对的挑战和可能的解决路径。
为了创新，人们需要不断打破过往累积起来的知识和见解，并用新的知识和见解不断地推陈出新。因此，本书不打算系统讲解固有的知识，而是讲述芯片如何被创造出来的鲜活过程。
本书的读者可以是对芯片感兴趣的任何人。如果您是研发人员，您会认清半导体技术发展的脉络，看出技术创新的模式和规律；如果您对行业发展感兴趣，您会在本书中发现那些隐藏在背后的行业发展规律；如果您单纯对历史感兴趣，您可以了解到芯片在社会历史发展中所起到的作用。
芯片的创新可以是在各个层次上的。例如，在微观结构上，新器件颠覆了旧器件；在芯片层面上，新的芯片架构突破了原有设计的瓶颈；在商业模式上，知识产权授权模式让芯片设计更灵活，使得自研芯片成为可能；在半导体行业的组织形式上，芯片代工厂的出现打破了垂直整合制造模式，催生出了苹果、高通和华为海思等无厂芯片公司。本书展现出了这种多层次的创新态势。
本书各章大体上按照芯片发展的时间进程展开，同时也按照芯片的不同功能来独立排布。你既可以从头读起，也可以直接翻到感兴趣的任意一部分。
本文开头所说的那次聚餐聊天，我并没有责怪我的学生不记得这些发明人。实际上，这些发明人的名字被历史有意无意地忽略了，而现今的历史需要对他们做出相应的补偿。如果我们能从历史尘埃中重新体会到他们的精神核心：不盲从、不畏惧，从否定中汲取力量，那么我们就始终和这些开拓者的灵魂在一起。
聚餐结束后，有个学生说聊得很开心。但那天讲的其实只是一小部分，而现在你正在阅读的则是完整的故事。
接下来，让我们一起踏上这段芯片之旅吧。