具体描述
《高等学校教材·材料工程基础》共分为9章，分别涵盖了流体力学(包括泵与风机)、传热学、干燥、吸收、蒸馏等内容。着重阐述了其中的基本概念、基本原理及其在工程上的应用等。各部分内容独立叙述，简洁明了，较为实用。
电子信息技术前沿：从半导体器件到量子计算的跨越 图书简介 一、 概述：信息时代的基石与未来 随着全球化和数字化进程的加速，“信息”已成为衡量社会发展水平的核心指标之一。本书《电子信息技术前沿》旨在为读者构建一个全面、深入且具有前瞻性的知识框架，聚焦于支撑现代信息社会的关键技术——电子信息技术。我们不仅回顾了信息技术从诞生至今的辉煌历程，更将视野聚焦于当前正在深刻改变世界的尖端领域，包括先进半导体材料、集成电路设计、高速通信网络以及颠覆性的量子计算技术。 本书结构严谨，内容覆盖面广，从微观的物理基础到宏观的系统应用，力求展现电子信息技术体系的完整性和复杂性。它不仅仅是一本技术手册，更是一部关于人类如何利用电磁波和半导体材料来处理、传输和存储信息的思想史诗。 二、 核心内容模块解析 本书共分为六大核心模块，每个模块都深入探讨了电子信息技术中不可或缺的组成部分。 模块一：现代半导体物理与器件基础 本模块是全书的理论基石。我们首先从晶体结构和能带理论出发，详细解析了半导体材料的独特性质，例如硅、锗以及新型宽禁带半导体（如碳化硅SiC和氮化镓GaN）的电子输运机制。 重点内容包括： 1. PN结与晶体管的物理模型： 深入探讨双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（MOSFET）的工作原理，重点解析沟道效应、阈值电压的调控以及亚微米甚至纳米尺度下的短沟道效应。 2. 先进半导体材料的应用： 剖析第三代半导体材料在功率电子和射频（RF）器件中的优势，解释它们如何助力于提升能源效率和通信速度。 3. 存储器技术演进： 从易失性存储器（SRAM/DRAM）到非易失性存储器（Flash，MRAM，RRAM）的结构、读写机制及其在数据中心中的关键作用。 模块二：超大规模集成电路（VLSI）设计与制造 本模块聚焦于如何将数以亿计的晶体管集成到指甲盖大小的芯片上，这是信息技术实现复杂功能的核心。 1. 前端设计流程（RTL到门级网表）： 详细介绍硬件描述语言（Verilog/VHDL）、逻辑综合、静态时序分析（STA）等设计流程。 2. 后端物理实现： 深入解析布局布线（Place and Route）、时钟树综合（CTS）以及物理验证（DRC/LVS），强调设计收敛的挑战。 3. 先进制造工艺： 介绍极紫外光刻（EUV Lithography）技术原理、薄膜沉积、刻蚀工艺在先进制程（如5nm、3nm节点）中的关键作用，以及良率管理的工业实践。 模块三：高速通信与信号完整性 信息的价值在于高效可靠的传输。本模块关注信号如何在电子系统内部和系统之间快速、准确地传递。 1. 传输线理论与阻抗匹配： 解释高频信号下的电磁效应，包括反射、串扰和损耗，并提供PCB设计中的阻抗控制方法。 2. 高速接口标准： 剖析PCIe、DDR等主流总线协议的物理层设计，以及SerDes（串行器/解串器）技术在长距离高速数据传输中的应用。 3. 无线通信基础： 简要介绍5G/6G技术中的关键技术，如大规模多输入多输出（Massive MIMO）和毫米波通信的信道特性。 模块四：嵌入式系统与异构计算架构 现代电子系统早已不再是单一处理器的天下。本模块探讨如何构建高效能的计算单元来处理复杂任务。 1. 处理器架构演变： 对比冯·诺依曼和哈佛架构，深入分析乱序执行、指令级并行性（ILP）等提升CPU性能的技术。 2. GPU与并行计算： 阐述图形处理器（GPU）的流处理器架构如何使其成为深度学习、高性能计算（HPC）的首选加速器，并介绍CUDA等编程模型。 3. 专用集成电路（ASIC）与FPGA： 比较在不同应用场景下，ASIC、SoC（系统级芯片）和FPGA的适用性、设计复杂度与功耗特性。 模块五：量子信息与计算的物理基础 本模块将读者的视角从经典信息提升至量子信息领域，探索下一代计算范式的潜力。 1. 量子比特（Qubit）的构建： 介绍当前主流的物理实现路径，包括超导电路、离子阱、拓扑量子计算等技术路线的优劣势。 2. 量子门与基本算法： 阐述量子逻辑门的操作，并分析Shor算法和Grover算法等在解决特定问题时的指数级加速优势。 3. 量子纠错与退相干问题： 讨论量子系统固有的脆弱性，以及量子纠错码（如表面码）在实现容错量子计算中的核心作用。 模块六：可靠性、安全与能效设计 任何先进技术都必须具备实用性。本模块关注电子系统在实际工作环境中的长久运行能力和安全性。 1. 电子系统的可靠性工程： 分析高温、电迁移、负偏压应力（NBTI）等对器件寿命的影响，以及设计冗余和容错机制。 2. 硬件安全基础： 探讨侧信道攻击（Side-Channel Attacks）的原理，并介绍可信赖计算（Trusted Computing）和安全芯片（Secure Element）的设计要求。 3. 低功耗设计策略： 介绍从器件层级的功耗优化（如FinFET技术）到系统层级的电源门控（Power Gating）和动态电压频率调整（DVFS）技术。 三、 目标读者与本书特色 本书面向具有一定电子工程、物理学或计算机科学背景的本科高年级学生、研究生以及希望快速掌握行业前沿技术的工程师和研究人员。 本书的最大特色在于其广度与深度并重：它不仅覆盖了芯片设计、制造的传统核心领域，更将量子计算这一未来技术纳入统一框架进行论述，帮助读者建立起对信息技术全景图的认知。我们采用清晰的数学推导和丰富的工程案例相结合的方式，确保理论的严谨性和实践的可操作性。通过阅读本书，读者将能够深刻理解支撑我们数字化生活的复杂工程体系，并为未来的技术创新打下坚实的基础。
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