回顧曾經(jīng)那些推動(dòng)全球半導(dǎo)體發(fā)展的技術(shù)和事件。1833年：第一次有記錄的半導(dǎo)體效應(yīng)邁克爾·法拉第（Michael Faraday）發(fā)現(xiàn)了硫化銀晶體中電導(dǎo)率隨溫度升高而增加的“特殊情況”。這與在銅和其他金屬中觀(guān)察到的情況相反。

圖：法拉第

1874年：發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式整流器效應(yīng)

第一個(gè)半導(dǎo)體二極管書(shū)面說(shuō)明，費(fèi)迪南德·布勞恩（Ferdinand Braun）指出，在金屬點(diǎn)與方鉛礦晶體接觸處，電流只朝一個(gè)方向自由流動(dòng)。

1901年：半導(dǎo)體整流器獲得“晶體管觸須（CAT'S WHISKER）”探測(cè)器專(zhuān)利

無(wú)線(xiàn)電先驅(qū)、印度加爾各答總統(tǒng)學(xué)院物理學(xué)教授Jagadis Chandra Bose申請(qǐng)了檢測(cè)無(wú)線(xiàn)電波的半導(dǎo)體晶體整流器的專(zhuān)利。

圖：Jagadis Chandra Bose

1926年：場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件申請(qǐng)專(zhuān)利

Julius Lilienfeld申請(qǐng)了一項(xiàng)專(zhuān)利，描述了一種基于硫化銅半導(dǎo)體特性的三電極放大裝置。直到1930年代，人們一直在嘗試制造這種設(shè)備。

圖：Julius E. Lilienfeld

1931年:《電子半導(dǎo)體理論》出版

艾倫·威爾遜（Alan Wilson）用量子力學(xué)來(lái)解釋半導(dǎo)體的基本特性。七年后，鮑里斯?達(dá)維多夫(蘇聯(lián))、內(nèi)維爾?莫特(英國(guó))和沃爾特?肖特基(德國(guó))都對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行了理論解釋。

圖：在劍橋的Alan Wilson

1940年:發(fā)現(xiàn)P-N結(jié)

Russell Ohl發(fā)現(xiàn)了硅中的P-N結(jié)和光伏效應(yīng)，從而促進(jìn)了結(jié)晶體管和太陽(yáng)能電池的發(fā)展。

圖：在貝爾實(shí)驗(yàn)室的Russell Ohl

1941年，半導(dǎo)體二極管整流器用于二戰(zhàn)

開(kāi)發(fā)出用于戰(zhàn)時(shí)雷達(dá)微波探測(cè)器的高純度鍺和硅晶體的生產(chǎn)技術(shù)。

圖：卡爾·拉克·霍洛維茲（Karl Lark-Horowitz）（右）和西摩·本澤（Seymour Benzer），約1942年在普渡大學(xué)

1947年：點(diǎn)接觸晶體管的發(fā)明

1947年12月，約翰·巴?。↗ohn Bardeen）和沃爾特·布拉頓（Walter Brattain）在鍺點(diǎn)接觸器件中實(shí)現(xiàn)了晶體管作用。

1948年：歐洲晶體管的發(fā)明

Herbert Mataré和Heinrich Welker在法國(guó)發(fā)明了鍺點(diǎn)接觸晶體管。

圖：Herbert Mataré

1948年：結(jié)型晶體管的構(gòu)想

威廉·肖克利（William Shockley）基于對(duì)P-N結(jié)效應(yīng)的理論理解，構(gòu)想了一種改進(jìn)的晶體管結(jié)構(gòu)。

圖：威廉·肖克利（William Shockley）描述結(jié)晶體管理論

1951年: 發(fā)明區(qū)域熔煉

William Pfann和Henry Theurer開(kāi)發(fā)了用于生產(chǎn)超純半導(dǎo)體材料的區(qū)域熔煉技術(shù)。

圖：William Pfann和Jack Scaff使用早期區(qū)熔精煉設(shè)備

1951年：第一個(gè)制造的生長(zhǎng)結(jié)晶體管

戈登·蒂爾（Gordon Teal）生長(zhǎng)出了大型鍺單晶，并與摩根·斯帕克斯（Morgan Sparks）合作制造了一個(gè)N-P-N結(jié)晶體管。

圖：1951年戈登·蒂爾（Gordon K. Teal）（左）和貝爾實(shí)驗(yàn)室的摩根·史克斯（Morgan Sparks）

1952年：晶體管消費(fèi)品出現(xiàn)

半導(dǎo)體開(kāi)始出現(xiàn)在電池供電的助聽(tīng)器和袖珍收音機(jī)中，消費(fèi)者愿意為便攜性和低功耗支付高價(jià)。

圖：Sonotone 1010助聽(tīng)器使用了一個(gè)晶體管和兩個(gè)電子管

1952年：貝爾實(shí)驗(yàn)室授權(quán)晶體管技術(shù)

貝爾實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)研討會(huì)和晶體管專(zhuān)利授權(quán)大大鼓勵(lì)了半導(dǎo)體的發(fā)展。

圖：杰克·A·莫頓（Jack A.Morton）（左）和貝爾實(shí)驗(yàn)室的JR·威爾遜，約1948年

1953年：晶體管計(jì)算機(jī)問(wèn)世

晶體管計(jì)算機(jī)樣機(jī)證明了半導(dǎo)體與真空管相比，具有體積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。

圖：SEAC計(jì)算機(jī)操作員站

1954年：為晶體管開(kāi)發(fā)擴(kuò)散過(guò)程

在使用高溫?cái)U(kuò)散法生產(chǎn)太陽(yáng)能電池之后，Charles Lee和Morris Tanenbaum將該技術(shù)應(yīng)用于制造高速晶體管。

圖：貝爾實(shí)驗(yàn)室的首批擴(kuò)散基極硅晶體管之一

1954年：硅晶體管展現(xiàn)優(yōu)越的工作特性

莫里斯·塔南鮑姆（Morris Tanenbaum）在貝爾實(shí)驗(yàn)室制造了第一個(gè)硅晶體管，但德州儀器公司的工程師制造并銷(xiāo)售了第一個(gè)商業(yè)設(shè)備。

圖：貝爾實(shí)驗(yàn)室的Morris Tanenbaum（左）和Charles Lee（右）

1955年：光刻技術(shù)被用于制造硅器件

朱爾斯·安德魯斯（Jules Andrus）和沃爾特·邦德（Walter Bond）采用印刷技術(shù)中的光刻技術(shù)，使硅晶圓上的擴(kuò)散“窗口”得以精確蝕刻。

1955年：氧化物掩蔽的發(fā)展

卡爾·弗羅施(Carl Frosch)和林肯·德里克(Lincoln Derick)在晶片上生長(zhǎng)了一層二氧化硅薄膜，以保護(hù)其表面，并允許受控?cái)U(kuò)散到底部的硅層。

圖：Calvin Fuller，Carl Frosch和Lincoln Derick的早期擴(kuò)散爐

1956年：硅谷誕生

肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室培育了年輕的工程師和科學(xué)家——未來(lái)硅谷的中流砥柱，與此同時(shí)開(kāi)發(fā)了北加利福尼亞州的第一批原型硅器件。

圖：在加利福尼亞帕洛阿爾托的Rickey's酒店敬酒肖克利的諾貝爾獎(jiǎng)。

1958年：演示半導(dǎo)體集成電路

杰克·基爾比(Jack Kilby)用半導(dǎo)體材料制作了一個(gè)有源和無(wú)源元件的集成電路。

1958年:硅臺(tái)面型晶體管進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn)

仙童（Fairchild）半導(dǎo)體生產(chǎn)雙擴(kuò)散硅臺(tái)面晶體管，以滿(mǎn)足苛刻的航空航天應(yīng)用。

1958年：隧道二極管有望實(shí)現(xiàn)高速半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)

隧道二極管是江崎玲于奈1958年8月時(shí)發(fā)明的，當(dāng)時(shí)他在東京通訊工業(yè)株式會(huì)社（現(xiàn)在的索尼）。1973年時(shí)江崎玲于奈和布賴(lài)恩·約瑟夫森因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)上述半導(dǎo)體中的量子穿隧效應(yīng)而獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。羅伯特·諾伊斯在為威廉·肖克利工作時(shí)也有有關(guān)隧道二極管的想法，但沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)行研究。

1959年：實(shí)用單片集成電路概念專(zhuān)利

羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）在約翰·拉爾斯（Jean Hoerni）的平面工藝的基礎(chǔ)上，申請(qǐng)了一種可以大批量生產(chǎn)的單片集成電路結(jié)構(gòu)專(zhuān)利。

圖：羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）于1962年擔(dān)任飛兆半導(dǎo)體總經(jīng)理

1959年:“平面”制造工藝的發(fā)明

Jean Hoerni開(kāi)發(fā)了平面工藝來(lái)解決臺(tái)面晶體管的可靠性問(wèn)題，從而革新了半導(dǎo)體制造業(yè)。

圖：Jean Hoerni

1960年：外延沉積工藝提高晶體管性能

薄膜晶體生長(zhǎng)工藝的發(fā)展使晶體管具有高的開(kāi)關(guān)速度。

圖：伊恩·羅斯（Ian Ross）擔(dān)任貝爾實(shí)驗(yàn)室總裁的鉛筆素描

1960年：演示金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管

John Atalla和Dawon Kahng制作了可工作的晶體管并演示了第一個(gè)成功的MOS場(chǎng)效應(yīng)放大器。

圖：Dawon Kahang的MOS專(zhuān)利圖

1960年：制造了第一個(gè)平面集成電路

Jay Last設(shè)計(jì)并證明了基于Hoerni的平面工藝生產(chǎn)集成電路的可行性。

圖：杰伊·拉斯特（Jay Last）和戈登·摩爾（Gordon Moore）

1961年：專(zhuān)用半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)

半導(dǎo)體以及一些專(zhuān)門(mén)的供應(yīng)商為高通量制造建立專(zhuān)用的測(cè)試設(shè)備。

圖：聯(lián)合創(chuàng)始人Vic Grinich在Fairchild領(lǐng)導(dǎo)了IC測(cè)試儀開(kāi)發(fā)

1961年:硅晶體管速度超過(guò)鍺

計(jì)算機(jī)架構(gòu)師Seymour Cray資助了首款硅器件的開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足世界上最快的機(jī)器的性能需求。

圖：Jean Hoerni在實(shí)驗(yàn)室工作

1962年:航天系統(tǒng)計(jì)算機(jī)首次使用集成電路

與分立晶體管設(shè)計(jì)相比，集成電路的尺寸、重量和功耗更小，盡管成本很高，但軍事和航空航天系統(tǒng)中剛好適合。

1963年：推出標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC系列

二極管-晶體管邏輯(DTL)系統(tǒng)為數(shù)字集成電路創(chuàng)造了一個(gè)大批量的市場(chǎng)，但是速度、成本和密度優(yōu)勢(shì)使晶體管-晶體管邏輯(TTL)成為20世紀(jì)60年代后期最流行的標(biāo)準(zhǔn)邏輯配置。

圖：在推出Signetics SE124 DTL觸發(fā)器2年后，F(xiàn)airchild的930系列DTL（右）更小、更便宜、更快

1963年:互補(bǔ)MOS結(jié)構(gòu)被發(fā)明

弗蘭克·萬(wàn)拉斯（Frank Wanlass）發(fā)明了最低功率邏輯器件，但是性能限制阻礙其成為當(dāng)時(shí)的流行技術(shù)。

圖：Frank Wanlass專(zhuān)利圖紙中的CMOS器件結(jié)構(gòu)

1964年：首個(gè)商用MOS集成電路問(wèn)世

通用微電子公司使用金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)工藝在一個(gè)芯片上封裝比雙極集成電路更多的晶體管，并建立了第一個(gè)使用該技術(shù)的計(jì)算機(jī)芯片組。

圖：1966年Andy Grove，Bruce Deal和Ed Snow在Fairchild Palo Alto研發(fā)實(shí)驗(yàn)室討論MOS技術(shù)

1964年：推出第一個(gè)廣泛使用的模擬集成電路

Fairchild的戴維?塔爾伯特(David Talbert)和羅伯特?威德拉(Robert Widlar)為模擬IC創(chuàng)建成功的商業(yè)模式，并為其開(kāi)啟了一個(gè)主要的行業(yè)領(lǐng)域。

圖：羅伯特·威德拉（Robert Widlar）于1977年檢查L(zhǎng)M10掩模的布局

1964年：混合微電路達(dá)到產(chǎn)量峰值

為IBM System/360計(jì)算機(jī)家族開(kāi)發(fā)的多芯片SLT封裝技術(shù)進(jìn)入量產(chǎn)階段。

圖：1964年的IBM System 360手冊(cè)封面包含SLT模塊

1965年：半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器芯片出現(xiàn)

半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器(ROM)擁有高密度和每比特低成本的優(yōu)勢(shì)。

1965：第一個(gè)為整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的封裝產(chǎn)品

雙直列封裝(DIP)模式大大簡(jiǎn)化了印刷電路板的布局，降低了計(jì)算機(jī)的組裝成本。

1965年：大型計(jì)算機(jī)采用集成電路

大型計(jì)算機(jī)制造商宣布推出專(zhuān)用集成電路的計(jì)算機(jī)。

1965年：“摩爾定律”預(yù)言了集成電路的未來(lái)

仙童公司的研發(fā)總監(jiān)預(yù)測(cè)了集成電路中晶體管密度的增長(zhǎng)速度，并為技術(shù)進(jìn)步建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

1966年：為IC開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具

IBM工程師率先使用計(jì)算機(jī)輔助的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具來(lái)減少錯(cuò)誤并加快設(shè)計(jì)時(shí)間。

圖：1967年在Fairchild上使用IBM 360/67大型機(jī)驅(qū)動(dòng)的CAD系統(tǒng)

1966年：半導(dǎo)體RAM滿(mǎn)足高速存儲(chǔ)需求

雙極性RAM進(jìn)入計(jì)算機(jī)市場(chǎng)，用于高性能暫存器和高速緩存應(yīng)用。

圖：16位雙極性TTL RAM的金屬掩膜圖——1967年電視紀(jì)錄片的屏幕圖像

1967年：專(zhuān)用集成電路采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具減少了開(kāi)發(fā)工程設(shè)計(jì)和交付復(fù)雜的定制集成電路的時(shí)間。

圖：Fairchild 4500-1967 DTL 32門(mén)Micromatrix定制陣列，使用CAD工具進(jìn)行設(shè)計(jì)

1967年：一站式解決方案設(shè)備供應(yīng)商改變了行業(yè)格局

第三方供應(yīng)商為半導(dǎo)體制造的提供專(zhuān)業(yè)設(shè)備，并成為中間技術(shù)和一站式制造設(shè)備的供應(yīng)商。其中應(yīng)用材料成立于1967年。

圖：Michael McNeilly和Walter Benzing在Applied Materials，Inc.率先開(kāi)發(fā)了外延沉積設(shè)備。

1968年：為IC開(kāi)發(fā)了硅柵技術(shù)

費(fèi)德里克·法格(Federico Faggin)和湯姆·克萊(Tom Klein)改善了具有硅柵結(jié)構(gòu)的MOS IC的可靠性，封裝密度和速度。法格設(shè)計(jì)了第一款商用硅柵極IC –飛兆3708。

圖：費(fèi)德里科·法金（Federico Faggin）和湯姆·克萊因（Tom Klein）于1967年在仙童（Fairchild）研發(fā)

1968年：專(zhuān)用電流源IC集成了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能

Fairchild的George Erdi設(shè)計(jì)了首批專(zhuān)用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用的IC之一的μA722 10位電流源。

圖：Fairchild μA722 10位電流源，用于數(shù)模轉(zhuǎn)換器

1969年：肖特基勢(shì)壘二極管使TTL存儲(chǔ)器的速度提高了一倍

設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新改進(jìn)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的64位TTL RAM架構(gòu)的速度，并降低了功耗?？焖賾?yīng)用于新的雙極邏輯和存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)。

圖：i3101肖特基TTL 64位RAM是英特爾的第一款產(chǎn)品

1970年：MOS動(dòng)態(tài)RAM與磁芯存儲(chǔ)器的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)

英特爾i1103 DRAM開(kāi)啟了半導(dǎo)體對(duì)磁芯存儲(chǔ)器的挑戰(zhàn)。

圖：Fairchild的1024位SAM多芯片存儲(chǔ)平面使用16個(gè)64位PMOS靜態(tài)RAM芯片（1968）

1971年：微處理器將CPU功能集成到單個(gè)芯片上

為了減少運(yùn)算器設(shè)計(jì)需要的芯片數(shù)，英特爾工程師創(chuàng)造了第一個(gè)單片微處理器（CPU），i4004.

圖：英特爾MPU 4004

1971年：可重復(fù)使用的可編程ROM引入了迭代設(shè)計(jì)靈活性

以色列工程師Dov Frohman發(fā)明的紫外線(xiàn)可擦寫(xiě)ROM設(shè)計(jì)為快速開(kāi)發(fā)基于微處理器的系統(tǒng)提供了重要的設(shè)計(jì)工具，稱(chēng)為可擦寫(xiě)、可編程只讀存儲(chǔ)器或EPROM。

圖：EPROM發(fā)明家Dov Frohman

1974年：量化了IC工藝設(shè)計(jì)規(guī)則的數(shù)量

IBM研究員Robert Dennard關(guān)于MOS存儲(chǔ)器的過(guò)程縮放的論文加速了縮小物理尺寸和制造越來(lái)越復(fù)雜的集成電路的全球競(jìng)爭(zhēng)。

圖：IBM研究員Robert Dennard

1974年：通用微控制器系列的發(fā)布

TMS 1000微控制單元/MCU出現(xiàn)了單芯片計(jì)算器設(shè)計(jì)，可用于要求不高的任務(wù)，例如控制器或者微波爐。

圖：TMS 1000微控制器的早期版本

1974年：電子表是第一個(gè)片上系統(tǒng)集成電路

MICROMA液晶顯示器（LCD）數(shù)字手表是將完整的電子系統(tǒng)集成到稱(chēng)為系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC）的單個(gè)硅芯片上的第一款產(chǎn)品。

圖：漢密爾頓Pulsar數(shù)字手表的電子模塊

1978年：用戶(hù)可編程邏輯器件的誕生

單片存儲(chǔ)器公司的John Birkner and H. T. Chua開(kāi)發(fā)了易于使用的可編程陣列邏輯（PAL）器件和工具，用于快速原型化定制邏輯功能。

圖：80年代中期的H. T. Chua和John Birkner

1979年：推出了單芯片數(shù)字信號(hào)處理器

貝爾實(shí)驗(yàn)室的單芯片DSP-1數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)備架構(gòu)針對(duì)電子開(kāi)關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

圖：貝爾實(shí)驗(yàn)室的DSP-1器件版本