集成电路发展史.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse集成电路发展史香港浸会大学物理系谢国伟博士早期发展早在1830年,科学家已于实验室展开对半导体的研究。他们最初的研究对象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FerdinandBraun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。(晶体管)到了1874年,电报机、电话和无线电相继发明,使电力在日常生活中所扮演的角色,不再单单是能源的一种,而是开始步入了信息传播的领域,成为传播讯息的一种媒介。而电报机、电话以及无线电等早期电子仪器亦造就了一项新兴的工业──电子业的诞生。(整流器) (电容)在二十世纪的前半段,电子业的发展一直受到真空管技术的掣肘。真空管顾名思义是抽走了空气的玻璃管,内有阴、阳两极,电子会由阴极流向阳极。为了增加电子的流动,我们将阴极管加热至高温(摄氏数百度计),令电子在阴极受热“跳”出。再加上另外一枝电势比阴极还要略低的电极──控制栅极。我们能借着调整其电势来控制电子流动,以达到控制电流的目标。真空管本身有很多缺点:脆、易碎、体积庞大、不可靠、耗电量大、效率低以及运作时释出大量热能。这些问题,直到1947年贝尔实验室发明了晶体管后才得到解决。晶体管就像固态的真空管,电子由阴极流向阳极(在晶体管中称为电子泉和汲极),电子的流动则由一类似真空管中控制栅极的闸门控制。与真空管相比,晶体管体积细小、可靠、耐用、耗电量少而且效率高。晶体管的出现,令工程师能设计出更多更复杂的电路,这些电路包括了成千上万件不同的组件:晶体管、二极管、整流器和电容。可是,体积细小的电子零件却带来另一个问题:就是需要花费大量时间和金钱以人手焊接把这些组件接驳起,但人手焊接始终不是绝对可靠,令电路中成千上万的焊接点都有机会出现问题。因此,电子业接下来所面对的问题,就是要找出一种既可靠又合乎成本效益的方法以生产和焊接电子零件。(现代常见二极管) (现代常见LED)集成电路(JackKibly发明的半导体集成电路-相片由TexasInstrumentsSemiconductorAsia提供)正如上文所述,以人手将电子零件焊接成电路是一件十分不化算的工作,美国军方为此而寻求更有效的方法。,名为Micro-Moduleprogram。计划的意念是将所有不同类型的电子零件制成划一的大小和形状,并在生产时加上电线。这样,在组装零件时,便可将大小划一的电阻、电容和晶体管等像砌积木般组装成设计的电路,免去焊接的烦恼。(willbepresentedinlinkofpicture)JackKibly发明的半导体集成电路/graphics/history/-Moduleprogram当年由德州仪器承办,1958年,Jack