《通过先进半导体设计和加工技术扩展摩尔定律（Extending Moore's Law through Advanced Semiconductor Design and Processing Techniques）》

本书提供了对摩尔定律寿命的理论和技术局限性的方法论理解。该书介绍了对摩尔定律的未来有重大影响的因素以及那些被认为维持过去五十年趋势的因素的研究。研究结果表明，摩尔定律的边界主要包括将电子元件缩放到超出普通制造原理水平并接近物理边界的物理限制。本书中介绍的研究为掌握以下原则提供了必要的背景和知识：

• 传统和现代光刻，摩尔定律的主要限制因素

• 半导体制造领域的创新，使最新一代CMOS加工成为可能

• 可以显著推动摩尔定律向前发展的多学科技术

• 利用技术小型化的微电子电路和元件的设计原则

• 半导体行业经济市场趋势及技术驱动因素

与技术扩展相关的复杂性和成本迫使工程和物理学科的研究人员优化上一代节点，以提高片上系统性能。这对于参与物联网 （IoT） 吸引力的提高尤为重要。本书还提供了微电子电路设计和布局原理的学术和实践示例，以减轻上一代节点的技术限制。我们鼓励读者在智力上应用从本书中获得的知识，以进一步研究和创新，以扩展摩尔定律和相关原理。

本书的章节总结如下。

摩尔定律背后的驱动力及其对技术的影响涉及驱动摩尔定律的一般技术和经济因素，从 1965 年推出以来的过去成就，到在未来可预见的时间内推动小型化的最新进展和限制。

《半导体几何缩放经济学》深入研究了摩尔定律的经济特征，从有利的经济角度，特别是随着移动智能手机和物联网设备变得越来越强大，激励和鼓励半导体器件制造商将工艺技术推向更高的极限，并且器件尺寸实际上更小。

鉴于光刻对摩尔定律的重要意义，因此将光刻视为半导体制造过程中最重要的加工步骤之一。 该步骤被认为是最关键的步骤之一的原因是，低于特定阈值的半导体几何图案需要对传统的紫外光刻进行各种改变，或者对于未来的半导体器件，需要在更低的波长下进行曝光。 对于大多数铸造厂来说，光学光刻设备是一种昂贵的商品，并且必须能够产生高产量以克服初始资本支出。

促进摩尔定律的光刻增强技术重点关注各种增强技术，以提高光刻产量、分辨率增强和邻近校正。

《未来半导体器件：奇异材料、替代架构和前景》这一章专门旨在回顾互联网上报道或公开访问的半导体器件设计方法、材料和突破。在本章中这些技术（石墨烯、光电波导和光子晶体、分子电子学、自旋电子学和固态量子计算）得到了不同程度的详细讨论。

《摩尔定律产生的微电子电路热限制》回顾了随着小型化导致大量晶体管密集集成到单个芯片上而必须考虑的散热问题。 仅靠材料的导热性并不能确保有源器件的热量传递； 还应遵守电路设计注意事项。

《促进摩尔定律的微电子电路增强和设计方法 (1) 和 (2)》两章更深入地研究原理图设计中的物理布局（布局）和增强，以及电路级改进的结合，以缓解高热能等挑战，从而提高性能，减小整体芯片尺寸并降低微电子设计成本，并实现易于制造和高产量的设计。

《摩尔定律与物联网》之间不断发展和扩大的协同作用将摩尔定律的预测与梅特卡夫定律和库米定律这两个相关定律相结合，并回顾了物联网如何从大规模半导体元件中受益。 通过能量收集和小型但功能强大的计算，随着造福人类的应用不断发展，环境传感和信息传递的新时代正在迅速发展。

《案例研究：摩尔定律驱动的技术创新》是本书的最后一章，着眼于主导商业计算产品的当前一代半导体技术，特别是那些在信息捕获、分析并转移、存储方式方面导致重大范式转变的器件中使用的技术。 桌面计算、移动计算、智能手机和物联网都是推动半导体制造商进一步缩小元件尺寸、同时保持高效率和良率的技术。 此外，本章还着眼于 5 nm 以下晶体管技术的最新进展，并从技术上回顾了有关其进展的公开知识。