2021年，我国GDP规模达到114.4万亿元，一年内GDP增加13万亿元，这在中华民族历史上是第一次。2022年是进入全面建设社会主义现代化国家、向第二个百年奋斗目标进军新征程的重要一年。如何走好新的“赶考路”举世瞩目。
在这条新的“赶考路”上，我国的发展经受着来自外部的压力。压力之下，维护技术主权的重要性也是不言而喻的。在此当中半导体产业的自主研发能力及生产的能力更是决定了中国信息技术主权发展的重要因素。
半导体主要由四个部分组成：集成电路（IC: integrated circuit），光电器件，分立器件，传感器，由于集成电路又占了器件80%以上的份额，因此通常将半导体和集成电路等价。集成电路按照产品种类有主要分为四大类：微处理器，存储器，逻辑器件，模拟器件。这些我们又称它们为芯片。
半导体产业是支撑国家经济社会发展的战略性、基础性、先导性产业，也是我国当前需要重点突破的领域。它不仅支撑了庞大的生态，它的边界也在不断被延伸。从简单的计算与控制、数据、智能到感知与信号转换、能量变换再到AI、云计算、大数据、物联网、数字经济、信息安全等，它们无一例外地以芯片为基础。可以说半导体制造技术发展到位，我国科技领域才不会受制于人。
半导体制造业的发展壮大为什么那么难呢？我们从全局的角度简要了解下半导体制造工艺及面临的技术难点。
半导体制造主要面临的难点，可总结为以下7点。
1. 材料纯度极高
所用晶圆纯度高达“11个9”，即99.999999999%，洁净度也比手术室的要求严格100倍。
2. 复杂度极大
集成了数百亿的晶体管，复杂程度可想而知。
3. 制程尺寸极小
晶体管的尺寸已经来到5nm的水平。
4. 设备极复杂
半导体对于精度和功能的要求很高，导致简单的工艺能很难满足高精尖的需求。所以需要很多复杂的设备参与生产，比如光刻机。光刻机的光源和光学反射系统都是相当复杂的系统。
5. 投资成本极大
建造一座10nm以下，并拥有产能10万片晶圆/月的晶圆厂需要百亿美元的规模。不光是设备，相关工艺研发也是同等数量级的。
6. 工作流程极长
设备繁多，多以串行处理贯穿制造始终，工作流程的设计、实行、监控要求很高。
7. 分工极细，融合极其紧密
从设计，EDA（电子设计自动化），设备和材料的相互融合，都是各大企业以数十年的行业基础推动而成的，使得后来者很难居上甚至介入。
2019年期间，我国集成电路产业中，设计业人才需求数量增幅趋于稳定，但高端设计人才紧缺的状况并没有得到很好的改善。制造业受产能扩张影响，芯片人才需求保持高速增长。
根据《中国集成电路产业人才白皮书(2019-2020年版)》显示，我国集成电路人才在供给总量上仍显不足，到2022年，芯片专业人才缺口预计超过20万人。随着近几年集成电路行业的不断升温，到2025年人才需求量更大，缺口预计在30万人左右。
目前我国半导体主权的实现迫在眉睫。而这一实现无不依赖于人才的培养，而专业的人才培养、高效的创新机制和深厚的科技文化的建立，需要从基础做起，为大众普及相关的科技知识，助力从业人员掌握前沿核心技术。
基于此，机械工业出版社策划出版“集成电路科学与技术丛书”。该丛书的第一本《图解入门——半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》出版上市。
“从沙子到芯片”的全景扫描
俯瞰整个半导体制造工艺流程
日本知名半导体专家佐藤淳一
从业30多年积淀
电子科技大学教授王忆文
半导体工艺高级实验师王姝娅
联合审译
本书获得
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