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晶體管的發展歷史:1947年,晶體管問世

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-12-24 12:30 ? 次閱讀

在73年前的今天,1947年12月23日(農歷1947年11月12日),晶體管問世。
1947年12月23日,美國科學家巴丁博士、布菜頓博士和肖克萊博士,在導體電路中進行用半導體晶體放大聲音信號的實驗時,發明.了科技史上具有劃時代意義的成果一一晶體管。因它是在圣誕節前夕發明的,而且對人們未來的生活發生如此巨大的影響,所以被稱.為“獻給世界的圣誕節禮物”。

1947年12月,美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組,研制出一-種點接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世,是20世紀的一項重大發明,是微電子革命的先聲。晶體管出現后,人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件,來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發明又為后來集成電路的誕生吹響了號角。20世紀最初的10年,通信系統已開始應用半導體材料。20世紀上半葉,在無線電愛好者中廣泛流行的礦石收音機,就采用礦石這種半導體材料進行檢波。半導體的電學特性也在電話系統中得到了應用。

晶體管是一-種半導體器件,放大器或電控開關常用。晶體管是規范操作電腦,手機,和所有其他現代電子電路的基本構建塊。由于其響應速度快,準確性高,晶體管可用于各種各樣的數字和模擬功能,包括放大,開關,穩壓,信號調制和振蕩器。晶體管可獨立包裝或在一個非常小的的區域,可容納一億或更多的晶體管集成電路的一部分。

晶體管的發展歷史

1947年12月:威廉·邵克雷(William Shockley)、約翰·巴頓(John Bardeen)和沃特·布拉頓(Walter Brattain)成功地在貝爾實驗室制造出第一個晶體管。

1950年:威廉·邵克雷開發出雙極晶體管(Bipolar Junction Transistor),這是現在通行的標準的晶體管。

1953年:第一個采用晶體管的商業化設備投入市場,即助聽器。

1954年10月18日:第一臺晶體管收音機Regency TR1投入市場,僅包含4只鍺晶體管。

1961年4月25日:第一個集成電路專利被授予羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)。最初的晶體管對收音機和電話而言已經足夠,但是新的電子設備要求規格更小的晶體管,即集成電路。

1965年:摩爾定律誕生。當時,戈登·摩爾(Gordon Moore)預測,未來一個芯片上的晶體管數量大約每18個月翻一倍(至今依然基本適用),摩爾定律在Electronics Magazine雜志一篇文章中公布。

1968年7月:羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾從仙童(Fairchild)半導體公司辭職,創立了一個新的企業,即英特爾公司,英文名Intel為“集成電子設備(integrated electronics)”的縮寫。

1969年:英特爾成功開發出第一個PMOS硅柵晶體管技術。這些晶體管繼續使用傳統的二氧化硅柵介質,但是引入了新的多晶硅柵電極。

1971年:英特爾發布了其第一個微處理器4004。4004規格為1/8英寸 x 1/16英寸,包含僅2000多個晶體管,采用英特爾10微米PMOS技術生產。

1972年,英特爾發布了第一個8位處理器8008。

1978年,英特爾發布了第一款16位處理器8086。含有2.9萬個晶體管。

1978年:英特爾標志性地把英特爾8088微處理器銷售給IBM新的個人電腦事業部,武裝了IBM新產品IBM PC的中樞大腦。16位8088處理器為8086的改進版,含有2.9萬個晶體管,運行頻率為5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推動英特爾進入了財富(FORTUNE) 500強企業排名,《財富(FORTUNE)》雜志將英特爾公司評為“70年代商業奇跡之一(Business Triumphs of the Seventies)”。

1982年:286微處理器(全稱80286,意為“第二代8086”)推出,提出了指令集概念,即現在的x86指令集,可運行為英特爾前一代產品所編寫的所有軟件。286處理器使用了13400個晶體管,運行頻率為6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

1985年:英特爾386微處理器問世,含有27.5萬個晶體管,是最初4004晶體管數量的100多倍。386是32位芯片,具備多任務處理能力,即它可在同一時間運行多個程序。

1993年:英特爾·奔騰·處理器問世,含有3百萬個晶體管,采用英特爾0.8微米制程技術生產。

1999年2月:英特爾發布了奔騰·III處理器。奔騰III是1x1正方形硅,含有950萬個晶體管,采用英特爾0.25微米制程技術生產。

2002年1月:英特爾奔騰4處理器推出,高性能桌面臺式電腦由此可實現每秒鐘22億個周期運算。它采用英特爾0.13微米制程技術生產,含有5500萬個晶體管。

2002年8月13日:英特爾透露了90納米制程技術的若干技術突破,包括高性能、低功耗晶體管,應變硅,高速銅質接頭和新型低-k介質材料。這是業內首次在生產中采用應變硅。

2003年3月12日:針對筆記本的英特爾·迅馳·移動技術平臺誕生,包括了英特爾最新的移動處理器“英特爾奔騰M處理器”。該處理器基于全新的移動優化微體系架構,采用英特爾0.13微米制程技術生產,包含7700萬個晶體管。

2005年5月26日:英特爾第一個主流雙核處理器“英特爾奔騰D處理器”誕生,含有2.3億個晶體管,采用英特爾領先的90納米制程技術生產。

2006年7月18日:英特爾安騰2雙核處理器發布,采用世界最復雜的產品設計,含有2.7億個晶體管。該處理器采用英特爾90納米制程技術生產。

2006年7月27日:英特爾·酷睿2雙核處理器誕生。該處理器含有2.9億多個晶體管,采用英特爾65納米制程技術在世界最先進的幾個實驗室生產。

2006年9月26日:英特爾宣布,超過15種45納米制程產品正在開發,面向臺式機、筆記本和企業級計算市場,研發代碼Penryn,是從英特爾酷睿微體系架構派生而出。2007年1月8日:為擴大四核PC向主流買家的銷售,英特爾發布了針對桌面電腦的65納米制程英特爾酷睿2四核處理器和另外兩款四核服務器處理器。英特爾酷睿2四核處理器含有5.8億多個晶體管。

2007年1月29日:英特爾公布采用突破性的晶體管材料即高-k柵介質和金屬柵極。英特爾將采用這些材料在公司下一代處理器——英特爾酷睿2雙核、英特爾酷睿2四核處理器以及英特爾至強系列多核處理器的數以億計的45納米晶體管或微小開關中用來構建絕緣“墻”和開關“門”,研發代碼Penryn。

2010年11月,NVIDIA發布全新的GF110核心,含30億個晶體管,采用先進的40納米工藝制造。

2011年05月05 日:英特爾成功開發世界首個3D晶體管,稱為tri-Gate。除了英特爾將3D晶體管應用于22納米工藝之后,三星,GlobalFoundries,臺積電和臺聯電都計劃將類似于Intel的3D晶體管技術應用到14納米節點上 。

2015年,Intel的處理器芯片Knights Landing Xeon Phi,內含約zhi80億個晶體管,采用12納米制dao程。同年,IBM宣布了7納米制程研制成功。基于該技術的服務器芯片將含200億個警晶體管。

2016年7月,發布的2015年國際半導體技術路線圖(ITRS)做出預測,經歷了50多年的微型化,晶體管的尺寸可能將在5年后停止縮減。

審核編輯:符乾江
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