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器件文化史

发布日期:2022-05-13 08:35:45浏览次数:4

作为一个理科生,物理概念对我而言非常艰涩,但是股权投资领域所以广泛,他们协进会碰到各个领域的项目标的,尤其是现阶段社会发展中科技产业的比重所以大,现阶段全球总市值最高的前十大公司中,信息科技民营企业占八个,苹果公司、Google、Google、Amazon、Facebook、穆萨以及百度,其中Google(1.4万亿元)苹果公司(1.39万亿元)一直把持科技民营企业总市值前三名。这两家民营企业的核心竞争力是什么,不可否认是软件:Microsoft与OS。那这两种系统的媒介是什么,是晶片,也就是我想要讲的器件。

他们最近看到很多有关器件的新闻报告,他们PR白银城聊晶片,PR白银城说IC,但其实认真想象也只是在说器件这四个字,有关器件的科学知识太过专精,可越专精,越需要他们下工夫去研究,因为只有他们变得专精,才能发现那些潜在的股权投资机会不是?

那接下来两首诗我就想普及化下器件(Integrated Circuit)相关的一些科学知识剖析,这首诗而言器件的发展历史。

01

电浆管阶段(19世纪末初——19世纪末60年代)

电浆管:电浆管是一种最晚期的电讯号弱化器件。被半封闭在玻璃罐子(一般为管子)中的阳极电子零件升空部分、掌控阳极、加速阳极、阳极电缆线被焊在管基上。利用磁场对电浆中的掌控阳极注入电子零件正弦讯号,并在阳极赢得对讯号弱化或意见反馈盘整后的不同参数讯号数据。晚期应用于投影机、录音机VM288等电子零件产品中。1904年英国数学家惠勒(John Ambrose Fleming)在穿越大西洋无线电金唇中首次发明者了惠勒管(二极包络检波管)。其理论基础来自于马可尼效应(当钨丝被冷却,在钨丝的周围将逐步形成电子零件云,通过场致零件升空而赢得自由,这些电浆零件在电浆管上将被负极吸引而移动,逐步形成连续的电阻)。

惠勒及电子零件二极体1907年美国发明者家弗雷斯特(Lee de Forest)在二极体的钨丝和膛室之间加入一个栅板,发明者了首支电浆电浆管。电浆管的发明者是电浆管反应更加敏捷、能够发出音乐或声音的冲击波,且集包络检波、弱化和盘整三种功能为一体,也使其成为了现代电子零件工业真正的诞生起点。

弗雷斯特及电子零件电浆管到1960年左右,西方国家的无线电工业年产10亿只无线电电浆管,不仅应用于电话、海陆通讯,还广泛渗透到家庭娱乐领域,同时推动了飞机、雷达、火箭的发明者和进一步发展。1946年世界上第一台电子零件计算机ENIAC就是由18000多个电浆管构成,其体积十分庞大,重30多吨,占地面积170多平方米,内部有电路的焊接点50万个,耗电量超过174千瓦小时,电浆管平均每隔15分钟烧坏一个。

第一台电子零件计算机ENIAC晶体管体积大、能耗高、寿命短、噪声大等缺点已经不能满足近代信息工业的发展,急需寻找新的固态器件代替电浆管。

02

晶体管阶段(19世纪末50年代—70年代)1947年12月,美国贝尔实验室正式成功演示了第一个基于锗半导体的具有弱化功能的点接触式晶体管,这标志着现代半导体产业的诞生和信息时代的开启。1950年锗基NPN结式晶体管被压发出来,使得现代半导体工艺成为可能。1954年,贝尔实验室制备了第一个硅晶体管,同一年德州仪器实现了硅晶体管的商业化。1956年,通用电气公司发明者了晶闸管。在这个时期,晶体管化的电子零件线路是通过导线把单个半导体元件连在一起的,已经初步展示了半导体器件的威力。这里再次提及第一台电子零件计算机ENIAC,ENIAC于1946年投入使用,1956年退役,计算能力每秒钟进行5000次加减法,耗能150千瓦时1954年,贝尔实验室开发了第一台晶体管化的计算机TRADIC,使用了大约700个晶体管和1万个锗二极体,每秒钟可以执行1百万次逻辑操作,功率仅为100瓦时,1955年,IBM公司开发了包含2000个晶体管的商用计算机。

第一台晶体管化的计算机TRADIC

03

器件(19世纪末60年代—至今)1958年,德州仪器工程师Jack Kilby发明者了器件(IC),其将三种电子零件元件结合到一片小小的硅片上。1959年仙童公司的诺伊斯提交了平面工艺的专利,用铝作为导电条制备器件。此后更多的元件集成到单一的半导体晶片上,计算机变的更小,功耗更低,速度更快。1965年,仙童公司的摩尔(G.Moore,英特尔创始人之一)提出了摩尔定律:器件上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。后来器件半导体产业的发展符合摩尔定律的基本理论。1969年,贝尔实验室发明者了电荷耦合器件(一种用于探测光的硅片,由时钟脉冲电压来产生和掌控半导体势阱的变化,实现存储和传递电荷信息的固态电子零件器件),引发了照相技术的大革命。手机上开始集成摄像头功能。1971年,英特尔推出了第一批4位的商用微处理器Intel 4004(2300个晶体管),并采用MOS工艺,1972年推出8位商用微处理器Intel 8008(3500个晶体管),IBM基于Intel 8008推出世界上第一台PC,随着越来越多的晶体管可以集成在一颗晶片上,晶片体积越来越小但功能越来越强大。

如今,晶片制造商(如英特尔、AMD等公司)生产的晶片上所集成的晶体管数量已达到了空前的水平,而且每个晶体管的体积变得非常微小。比如,一个针尖上可以容纳3000万个45毫微米大小的晶体管。

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