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晶体管历经巨变的六十年:从摇滚时代到铪
http://tech.QQ.com  2007年12月17日15:36   腾讯科技    评论0

贝尔实验室 60 年前研制出的那款晶体管。几乎我们今天使用的所有电子设备离开晶体管都将无法生存。

晶体管是微处理器的主要组件,也是我们今天许多产品的必备元件,如电视、汽车、收音机、医疗设备、家用电器、计算机,甚至宇宙飞船等。

首款晶体管收音机内置有四个晶体管,英特尔研制出的第一款计算机芯片——俗称电脑的“大脑”,仅内置 2,300 个晶体管,而英特尔于 2007 年 11 月发布的最新基于 45 纳米生产工艺的芯片则包含 8.2 亿个晶体管。

晶体管(微型引擎)就像一个微型的“通断开关”,支持计算机进行信息处理,从而将我们带入数字时代。

那么铸就今日辉煌成功的秘诀是什么呢?每新一代晶体管都会继续变得更小、更快、更高效。英特尔工程师最近在其芯片公式和生产工艺中引入新材料,以推出基于采用英特尔革命性 45 纳米电路(如此小,以致于一个人体血细胞中可以放置 300 个这样的晶体管)的英特尔® 酷睿™ 微体系架构的全新处理器,并将这种材料引入高 k 金属栅极晶体管公式来提供突破性的速度与能效。 

晶体管历经巨变的60年

下一步会怎么办?英特尔将继续推动技术创新,推出超乎我们想象的、能够改变我们生活、工作、娱乐和通信方式的产品。

接通或断开

1947 年最后的两个月中,晶体管的发明很可能是 20 世纪最重要的发明。当然,它对 20 世纪和 21 世纪日常生活的影响怎么估计都不为过。电子人士都亲切地称呼它“ bug”,它的首次使用是在音频信号的扩大中。也正因此,上世纪 50 年代的第一款便携式无线装置被更普遍地称为晶体管收音机。但从长远来看,晶体管最重要的应用是作为集成电路(IC)(更普遍地称为芯片)中的开关。

正是其微型开关的角色,使得芯片中可以放置数亿个晶体管,而芯片也得以成为人们日常使用的电子设备的心脏,这些电子设备有电脑、笔记本电脑和服务器、移动电话、微波、汽车,简直举不胜举。相比第一款晶体管收音机中放置 4 个晶体管,如今英特尔于 2007 年 11 月 12 日发布的全新处理器中的晶体管数量已经达到 8.2 亿个。任何芯片离开晶体管都无法工作,任何计算机离开晶体管也将无法工作,致使晶体管过去 60 年中在技术进步中发挥着不可或缺的作用。

晶体管历经巨变的60年

更有趣的是,实质上晶体管并不比普通的电灯开关做得工作多的多:“接通”或“断开”。晶体管的接通状态标记为 “1”,断开状态标记为“0”。大量晶体管将产生 1 和 0 供计算机用来计算、处理文本、播放 DVD 和显示图像。

晶体管的发明要归功于贝尔实验室的三位同事:John Bardeen、Walter Brattain 和 William Shockley,他们也因为此项发明于 1956 年被授予诺贝尔化学奖。晶体管的名字是由贝尔电话实验室研究员 John R. Pierce 想出的。1948 年 5 月,也就是此项发明随后六七个月的时间里,他赢得实验室关于此项发明最易记名字的投票。单词晶体管是“跨导”(导电)和“可变电阻器”或“变阻器”的合成词。

摇滚

Bardeen 和 Brattain 于1947 年成功研制出第一款点接触晶体管(point-contact transistor),其中晶体管中的电流沿半导体表面传输。然后,晶体管将流经它的电信号扩大。在晶体管使用的初期,其主要应用就是以比采用当时更大更笨重的真空管更有效的方式来扩大电信号。

为了加速晶体管的发展,贝尔实验室决定按许可提供晶体管技术。包括 IBM 和通用电气在内的 26 家公司购买了许可,每个许可价值 25,000 美元。但是如果晶体管技术想要成功销售,将需要吸引大众的目光。多亏晶体管收音机,这一梦想才得以实现。第一个晶体管收音机于 1954 年 10 月推出,内含 4 个晶体管。现在的便携式收音机意味着处处都可以享受音乐和获取信息——即使在有辨识能力的成年人听力范围之外。正是收音机的便携性,催生了一场新的音乐革命——摇滚。

相关专题: 晶体管发明60周年
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