半导体发展史简述

书接上回。我们提到了真空管的诞生催生了集成电路行业的发展，但是最初的真空管由于其体积较大、寿命较短、功耗较等缺点，所以将许多商业巨擘将其推向更广泛市场的想法胎死腹中。但是，对于众多的科学家以及工程师而言，他们习惯于接受各种技术挑战并为之付出大量努力。真空管的这些问题反而作为一个不竭的动力，吸引着世界各地的实验室团队寻求替代真空管的方法。这不懈的努力最终在1947年12月23日结出了绚丽的果实，贝尔实验室的研究人员首次在锗半导体材料上面设计加工成功了电子放大器，这是一个巨大的进步。

这种器件具有真空管所有的电气学功能，但是却有了固体态的优点，这一点就比真空管的真空态更加的实用和稳定了，并且这种器件的重量更轻，尺寸更小，并且需要的功耗更小了，寿命也大大提升了。这种全新的器件最初的名字是叫“跨阻器”，这个名字一看就是理工男取得名字，非常直接的显示了它具有放大功能。但是后来，它迅速被更名为“晶体管”，这个名字听起来更加高大上，并为后续的人们所熟知。

为了表彰他们在半导体领域所作出的突出贡献，威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉滕这三位晶体管发明人在1956年被授予诺贝尔物理学奖。

固体电路时代：

虽说晶体管相对于真空管是一次巨大的飞跃，但是最初的晶体管和我们今天所使用的高集成度半导体电路还有十万八千里的距离。但正是这种元件催生了固态电路时代及其所有著名的后代。除了晶体管，固态电路技术还用于制造二极管、电阻器和电容器。二极管是在电路中起开/关开关作用的双元件器件。电阻器是用于限制电流流动的单元件器件。电容器是在电路中储存电荷的双元件装置。在一些集成电路中，该技术被用于制造熔断器、电阻丝等电路。具体的内容我们在后续章节中将对这些概念和这些元器件的工作原理进行深入的解释。

这些器件，只包含一个器件的芯片被称为分立器件。与集成电路相比，大多数分立器件的操作和制造要求较低。一般来说，分立器件不被认为是前沿产品。然而，它们在大多数复杂的电子系统中是必需的。1998年，它们占所有半导体设备销售额的12%。到20世纪50年代初，半导体工业正处于全盛时期，为晶体管收音机和基于晶体管的计算机提供器件。

集成电路：

1959年，分立器件在固态电路中的主导地位宣告终结。那一年，德克萨斯州达拉斯市德州仪器公司的一位新工程师杰克·基尔比在一块半导体材料锗上形成了一个完整的电路。他的发明结合了几个晶体管、二极管和电容器(共五个元件)，并利用锗芯片(被德州仪器称为条)的自然电阻作为电路电阻。这项发明是集成电路，第一次成功地将一个完整的电路集成在同一块半导体衬底上。

至于这款电路性能如何，以及它将经历哪些坎坷命运，我们下节继续讲解。

审核编辑：汤梓红