自1947年晶体管发明迄今,科技进步的速度惊人,催生了功能更为先进强大,又能兼顾成本效益和耗电量的产品。虽然科技进展迅速,但晶体管产生的废热和漏电,仍是缩小设计及延续摩尔定律 (Moore’s Law) 的最大障碍,因此业界必须以新材料取代过去40年来制作晶体管的材料。
自1947年晶体管发明迄今,科技进步的速度惊人,催生了功能更为先进强大,又能兼顾成本效益和耗电量的产品。虽然科技进展迅速,但晶体管产生的废热和漏电,仍是缩小设计及延续摩尔定律 (Moore’s Law) 的最大障碍,因此业界必须以新材料取代过去40年来制作晶体管的材料。
翻查晶体管历史,今年正好是晶体管诞生60周年,首颗晶体管出现于1947年12月16日,尔实验室(Bell Labs) 的William Shockley、John Bardeen和Walter Brattain成功制成第一个晶体管,改变了人类的历史。到了1950年,William Shockley开发出双极性接面晶体管 (bipolar junction transistor),也就是现在俗称的晶体管,而第一款采用晶体管技术,并商业化装置于1953年上市,竟然是一款助听器。
晶体管之父,William Shockley
1954年10月18日,第一台晶体管收音机Regency TR1问世,采用四颗锗晶体管。虽然始晶体管设计足以应付收音机和电话之需要,为了让新型电子设备更细少,集成电路技术开始并应用,到了1961年4月25日,Intel创办人之一Robert Noyce,取得了首件集成电路专利。
1965年,Intel创办人之一Gordon Moore电子杂志 (Electronics Magazine) 撰文预测芯片上的晶体管数目未来将约每年倍增(之后十年改为每两年倍增,摩尔定律正式诞生。1968年7月,Robert Noyce和Gordon Moore从快捷半导体 (Fairchild Semiconductor) 公司离职,创立Intel 公司,Intel是由积体电子(integrated electronics) 缩写而成。
Intel成立后一直在晶体管技术拥有领先地位,1969年,率先成功开发PMOS硅闸极晶体管技术,以传统的二氧化硅 (SiO2) 闸极电介质(gate dielectric)并引进新多晶硅 (polysilicon) 闸极技术。1971年,Intel出第一个微处理器4004,1/8 x 1/16英吋大小内含2,000余颗晶体管,以10微米(micron) PMOS技术制成。
1978年,16位的Intel 8088微处理器诞生,内含29,000颗晶体管,执行速度为5MHz、8MHz和10MH,8088于1981年成功销售给IBM的新个人计算机部门,这项关键性的交易使Intel 8088微处理器成为IBM个人计算机(IBM PC)的头脑,令Intel成为财星杂志Fortune 500大公司之一及1970年代商业成功典范之一,PC历史亦由这一刻开始。
Bell Labs首颗Transistor的实验模型
或许大部份人对奈米没有慨念,全因它不像厘米和毫米,可以让肉眼来量度察看,其实一米的已经相当于十亿奈米,相比1947年贝尔实验室 (Bell Labs) 第一颗晶体管大到可以握在手中,而数百颗45奈米晶体管加起来,才相等于一个红血球细胞的表面积那么丁点大,可想而知这60年来电晶体技术的进步如果神速。
如果以日常用品以奈米作为直径量度单位,一口钉子约等于2千万奈米,三万余颗45奈米晶体管加起来只有针头大小,约为150万奈米左右。一根人类毛发约等于9万奈米,约两千多颗45奈米晶体管加起来才相当于人类一根毛发的宽度,连看不到的细菌,原来它的直径也有2,000奈米,所以大家可以了解一颗45奈米的晶体管有多么细小,要看到45奈米晶体管,您需要非常先进的显微镜。
由于科技的普及,Intel下一代Penryn处理器里,每颗晶体管的平均价格约只有1968年每颗晶体管价格的百万分之一,如果汽车降价也这么快速,现在的汽车要价一辆可能只需一美分。此外,一颗45奈米晶体管每秒可开关约三千亿次,在一颗45奈米晶体管开关一次的期间内,光线行经的距离还不到1/10英吋。
看完以上数据,读者们应该对45奈米有更具体的慨念吧。
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