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如果要说有一项发明不仅革新了工业产品,而且改变了我们生活的世界,那一定就是Jack Kilby发明的集成电路。1958年,世界上第一块采用全平面工艺研制的硅集成电路(IC)问世,由此揭开了人类社会进入“硅器”时代的序幕。随着半导体产业进入超深亚微米乃至纳米加工技术时代,在单一集成电路芯片上就可以实现一个复杂的电子系统。

集成电路的蓬勃发展依赖于两大动力:一是以晶片代工所形成的新兴产业供求链,二是自动化设计工具对芯片开发的有力支持。前者使得芯片设计和制造分离,进而造就了大批的芯片设计公司,这种产业供求链的重新合理布局,不仅令芯片产业释放出巨大的生产力,也奠定了今天无晶圆芯片制造的市场基础,打破了多年来半导体生产模式的垄断。

系统级芯片(SoC)正在迅速地进入主流产品的行列,由此引发的“芯片就等于整机”的现象对整个电子产业产生了重大的冲击。种种迹象表明,整个电子产业正在酝酿着一场深刻的产业重组,这将为许多新兴企业提供进入这一行业的最佳契机。目前,半导体供求链最大的瓶颈在于设计高复杂度芯片的难题。针对这一难题,一种行之有效的方案是将芯片设计环节进一步细化,并形成一个新的产业链。目前,以IP(知识产权)授权为核心的Arm公司商业模式在行业中得到了广泛认可,该模式把芯片设计分成两部分:IP模块设计和系统芯片集成。IP模块设计关注芯片功能的需求及特性,系统芯片集成则围绕功能需求将各模块高效、可制造地集成在一起。

本书以Arm Cortex-M系列处理器相关内核为基础,重点阐述SoC的设计方法及系统的构成、设计、集成、应用等,内容翔实、实用性较强。译者既忠于原文,又巧妙结合自身的专业实战经验对书中很多内容进行了转译,语言流畅、通俗易懂。

借鉴国外优秀企业经验展开前瞻性布局,才能不受制于人,实现我国长远、可持续的芯片自主创新发展。自主创新的精神绝不能动摇!自主创新不是“自己创新”,闭门造车行不通,开放合作才有出路,合作精神已经是微电子行业的血脉。

“不谋万世者,不足谋一时;不谋全局者,不足谋一域”,微电子行业发展的长远规划任重而道远。微电子是信息社会的基石和粮食,是国家战略性必争行业。中国微电子已迎来了黄金期,挑战和机遇并存,微电子人需要视野、格局、勇气和担当!

张玉明

2023年6月

于西安电子科技大学微电子学院