早期发展
根据小编所了解早在1830年,科学家已于实验室展开对半导体的研究。他们最初的研究对像是一些在加热后电阻值会增加的元素和化合物。这些物质有一共同点,当它们被光线照射时,会容许电流单向通过,我们可藉此控制电流的方向,称为光电导效应。在无线电接收器中,负责侦测讯息的整流器,就是一种半导体电子仪器的例子。德国的Ferdinand Braun利用了半导体方铅矿,一种硫化铅化合物的整流特性,创制世上第一台整流侦测器,后世俗称为猫胡子的侦测器。基于半导体的整流特性,我们能在整流侦测器内的金属接触面和半导体间建立起一电势差,令电子在某一方向流动时为“顺流而下”,反之则“逆流而上”。至此,半导体电子仪器起始面世。
图1、 集成电路
集成电路发展史
1958年,Jack Kilby加入德州仪器,他当时于米尔沃基的中央实验室工作,清楚明白到电子业当前所面对的问题,而且意识到Micro-Module program只是治标不治本(试想像当你设计一个像计算机处理器般复杂的电路时,那个由成千上万电子零件所组成的庞然大物),未能从根本解决将大量电子零件整合成电路时的困难。有见及此,Kilby开始构思他自己的一套解决方案,他认为使用半导体去制作电路板会是一个可行的办法。1958年7月,正当每名德州仪器员工都在享受两星期例假的时候,Kilby独自一人开始将他的半导体集成电路构思付诸实行。
Kilby在当时德州仪器新建成的半导体大楼进行研究。直到9月,他成功将一组电路安装在一片半导体上。于同年的9月12日,Kilby邀请了几位德州仪器的高层职员,包括前主席Mark Shepherd,出席他的示范。当时众人眼前所见的是一片银色的锗金属,上面接满电线。当Kilby启动这个看似简陋的装置后,示波器的显示屏上马上出现了一条正弦曲线-一个简单振动电路。Kilby的发明成功了!他将电子业一直以来所面对的问题解决了,电子业从此踏入一个新的领域。Jack Kilby更借着发明半导体集成电路夺得2000年的诺贝尔物理学奖。
图2、 我国集成电路发展趋势
未来发展
电子业的增长有赖更新、更好的科技发展与突破,比如无线通讯、互联网和DNA解碼。在往后的日子,随着半导体科技的发展,更多崭新的电子产品将会陆续面世。在美国,已有公司提供网上电影院服务,你只要安坐家中,以互联网选择想观赏的电影,就可在家中的电视收看。这一切都似是科幻小说的情节,可是我们距离新科技的突破只有一步之遥,或许,新的产品已经进入实验阶段,快要推出市面呢!可是,仍有不少问题妨碍集成电路的发展。首先,信息传播的速度最终将取决于电子流动的速度;其次,集成电路运作时所产生的热量亦不容忽视。
当大量集成电路组装在一组件时,假若不能及时散热,便会出现电流失控;再者,现时集成电路所根据的原理,均是建基于经典物理学。可是当集成电路的体积日趋细小,终有一日会发展到由量子物理学所管辖的微观世界,届时,我们将要对集成电路的原理作一番重新评估及整顿。集成电路是目前国家规划的要大力发展的产业,因为我国的集成电路设计跟外国相比有一定的差距,集成电路方面的人才还是很缺的。我国目前的生产线好像又多开了几条,今后一段时间内,集成电路的发展会很快,前景被普遍看好。