晶体管简史

每年，全世界要生产大约10万亿个晶体管，相当于全球70亿人以每人每秒钟生产45个晶体管的速度，连续不停地工作一年。晶体管是一种固体半导体器件，可以用于控制和放大电流，它的低成本、灵活性和可靠性促进了电子计算机的发展，使数字化革命浪潮席卷全世界。它也是集成电路中最重要的基础元器件之一，如今几乎每一款电子设备所使用的微芯片中都包含了数百万个晶体管，这些晶体管与二极管、电阻器、电容器一起被封装在微芯片上以制造完整的电路。

妙计：用电流控制电流

早在19世纪的时候，科学家们就已经发现了通过电流可以控制电流的原理。在后来的很长一段时间里，电子管一直是唯一可以实现该功能的电子元件。电子管通过加热阴极，激发其放射电子到阳极产生电流，然后在两个电极之间的栅极上施加不同的电压来控制电流的大小。由于电子管的电极需要被封装在一个真空的容器内（通常为玻璃材料），而且需要达到特定的温度才可以使用，所以电子管无法避免体积大、成本高、不耐用、效能低的弊端，最终被采用半导体材料的晶体管取代。例如，目前被广泛使用的场效应晶体管（Field EffectTransistor，FET）通常采用半导体材料硅，其中电子从一个源极（Source）流向漏极（Drain），必须经过施加电压的栅极（Gate），以栅极电压控制电流的功能，实现弱电控制强电功能。又因为晶体管可以实现紧密的结构设计，所以它比电子管更加适合大规模量产。

越小越好：晶体管微型化

20世纪50年代中期，晶体管开始在便携式无线电接收器中得到运用，进而开始流行起来。1959年，美国物理学家、英特尔公司联合创始人罗伯特・诺伊斯为他的第一个单片式集成电路申请了专利，从此拉开了晶体管微型化快速发展的大幕。另外，在同一块硅片上实现由多个晶体管组成的整个集成电路的想法为现代微电子学打下了基础。

自从1958年集成电路（IC）被发明之后，它的发展速度就一直遵循着摩尔定律，即英特尔联合创始人戈登・摩尔的预言――集成电路所集成的晶体管数目每两年就会翻一番。50多年来，晶体管的微型化进程从未间断，摩尔定律始终“神奇地”主导着芯片设计领域的技术革新。值得一提的是，戈登・摩尔先生还预测，到2025年晶体管的微型化进程将会遇到量子物理定律的极限。科学家们正在探索新的解决方案，其中包括采用新的三维堆叠模型等方式设计芯片。总之，我们相信未来的新技术将继续推动晶体管的数量获得“天文级”增长。

1883年

托马斯・ 爱迪生

美国发明家爱迪生在进行灯泡试验的过程中发明了稳压器，并且取得了相关专利――这位电子管领域的先驱为后来晶体管的出现做出了不可泯灭的贡献。

1926年

多系统电子管

西格蒙德・罗伊和曼弗雷德・冯・阿登纳共同提出了多系统电子管的想法，这种多系统电子管在大规模生成的无线电接收器“Loewe OE33”上得到应用，最终成就了世界上首个集成开关电路。

1934年

第一个晶体管

德国物理学家奥斯卡・海尔开发了第一个与场效应晶体管类似的电路系统。其实，Julius Edgar Lilienfeld早在1925年就提出了场效应晶体管的概念，但是一直无法通过实验证实。

1947年

双极性晶体管

威廉・邵克雷、约翰・巴顿和沃特・布拉顿成功地在美国贝尔实验室制造出第一个双极性晶体管（Bipolar Junction Transistor，BJT）。

1948年

晶体管命名

来自贝尔实验室的约翰・皮尔斯将晶体管命为“Transistor”，该单词由“Transfer”和“Resistor”组合而来。

1957年

亚科德・ 雷吉

第一台晶体管收音机在德国诞生，但是这些收音机仍然采用了传统的电子管排线方式。

1970年

航空数据中央计算机

顶级机密――在美军喷气式战斗机F-14A的中央航空数据计算机（Central Air Data Computer）中率先采用了微芯片设计。

1972年

Unicom 141P

第一台安装了英特尔4004微处理器的计算器。

1981年

IBM-PC 5150

随着晶体管微型化技术的发展，IBM推出了世界上第一台安装了英特尔8088微处理器的个人电脑。

2007年

iPhone

苹果智能手机所采用的CPU大小不超过2mm2，最终iPhone重新定义了智能手机，改变了整个产业的发展走向。

微型化

单位面积内集成的晶体管数量越来越多，更强大的芯片提供了更强劲的计算动力。