Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude

Ander artikels in die reeks:

Vir meer as honderd jaar swaai die analoog hond sy digitale stert. Pogings om die vermoëns van ons sintuie uit te brei - visie, gehoor, en selfs, in 'n sekere sin, aanraking - het daartoe gelei dat ingenieurs en wetenskaplikes na beter komponente vir telegrawe, telefone, radio's en radars gesoek het. Dit was slegs deur blote geluk dat hierdie soektog die pad na die skepping van nuwe soorte digitale masjiene ontdek het. En ek het besluit om die storie van hierdie konstante te vertel exaptasie, waartydens telekommunikasie-ingenieurs die grondstowwe vir die eerste digitale rekenaars verskaf het, en soms selfs self daardie rekenaars ontwerp en gebou het.

Maar teen die 1960's het hierdie vrugbare samewerking tot 'n einde gekom, en daarmee saam my storie. Vervaardigers van digitale toerusting hoef nie meer na die wêrelde van telegraaf, telefoon en radio te kyk vir nuwe, verbeterde skakelaars nie, aangesien die transistor self 'n onuitputlike bron van verbeterings verskaf het. Jaar na jaar het hulle dieper en dieper gegrawe en altyd maniere gevind om spoed eksponensieel te verhoog en koste te verminder.

Niks hiervan sou egter gebeur het as die uitvinding van die transistor opgehou het nie werk van Bardeen en Brattain.

Stadig begin

Daar was min entoesiasme in die populêre pers vir Bell Labs se aankondiging van die uitvinding van die transistor. Op 1 Julie 1948 het The New York Times drie paragrawe aan die gebeurtenis gewy onderaan sy Radio News-verslag. Boonop het hierdie nuus na ander verskyn, natuurlik as belangriker beskou: byvoorbeeld die uurlange radioprogram “Waltz Time”, wat veronderstel was om op NBC te verskyn. By nabetragting wil ons dalk lag, of selfs die onbekende skrywers uitskel – hoe het hulle nie die gebeurtenis herken wat die wêreld op sy kop gekeer het nie?

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude

Maar terugskouing verwring persepsie, versterk seine waarvan ons weet dat die betekenis daarvan verlore gegaan het in 'n see van geraas op daardie tydstip. Die transistor van 1948 was baie anders as die transistors van die rekenaars waarop jy hierdie artikel lees (tensy jy besluit het om dit uit te druk). Hulle het so verskil dat, ten spyte van dieselfde naam, en die ononderbroke lyn van erfenis wat hulle verbind, hulle as verskillende spesies beskou moet word, indien nie verskillende genera nie. Hulle het verskillende samestellings, verskillende strukture, verskillende bedryfsbeginsels, om nie te praat van die groot verskil in grootte nie. Dit was slegs deur voortdurende heruitvinding dat die lomp toestel wat deur Bardeen en Brattain gebou is, die wêreld en ons lewens kon transformeer.

Trouens, die enkelpunt-germanium-transistor het nie meer aandag verdien as wat dit ontvang het nie. Dit het verskeie defekte gehad wat van die vakuumbuis geërf is. Dit was natuurlik baie kleiner as die mees kompakte lampe. Die afwesigheid van 'n warm filament het beteken dat dit minder hitte produseer, minder energie verbruik, nie uitgebrand het nie en nie opgewarm het voor gebruik nie.

Die ophoping van vuilheid op die kontakoppervlak het egter tot mislukkings gelei en die potensiaal vir langer lewensduur ontken; dit het 'n luider sein gegee; gewerk slegs by lae drywings en in 'n nou frekwensiereeks; misluk in die teenwoordigheid van hitte, koue of humiditeit; en dit kon nie eenvormig vervaardig word nie. Verskeie transistors wat op dieselfde manier deur dieselfde mense geskep is, sou baie verskillende elektriese eienskappe hê. En dit alles het teen 'n koste agt keer dié van 'n standaard lamp gekom.

Dit was eers in 1952 dat Bell Labs (en ander patenthouers) die vervaardigingsprobleme genoeg opgelos het sodat enkelpunttransistors praktiese toestelle kon word, en selfs toe het hulle nie veel verder as die gehoorapparaatmark versprei nie, waar pryssensitiwiteit relatief laag was. en die voordele in terme van batterylewe oortref die nadele.

Toe het die eerste pogings egter reeds begin om die transistor in iets beter en nuttiger te verander. Hulle het eintlik baie vroeër begin as die oomblik toe die publiek van die bestaan ​​daarvan verneem het.

Shockley se ambisies

Teen die einde van 1947 het Bill Shockley in groot opgewondenheid 'n reis na Chicago onderneem. Hy het vae idees gehad oor hoe om Bardeen en Brattain se onlangs uitgevind transistor te klop, maar het nog nie 'n kans gehad om dit te ontwikkel nie. In plaas daarvan om 'n blaaskans tussen fases van werk te geniet, het hy dus Kersfees en Nuwejaar by die hotel deurgebring en sowat 20 bladsye van 'n notaboek met sy idees gevul. Onder hulle was 'n voorstel vir 'n nuwe transistor wat bestaan ​​uit 'n halfgeleiertoebroodjie - 'n sny p-tipe germanium tussen twee stukke n-tipe.

Aangemoedig deur hierdie aas in sy mou, het Shockley aanspraak gemaak op Bardeen en Brattain vir hul terugkeer na Murray Hill, en het al die eer geëis vir die uitvind van die transistor. Was dit nie sy idee van die veldeffek wat Bardeen en Brattain in die laboratorium gekry het nie? Behoort dit dit nie nodig te maak om alle regte op die patent aan hom oor te dra nie? Shockley se truuk het egter teruggesak: Bell Labs patentprokureurs het uitgevind dat die onbekende uitvinder, Julius Edgar Lilienfeld, het amper 20 jaar vroeër, in 1930, 'n halfgeleier-veldeffekversterker gepatenteer. Lilienfeld het natuurlik nooit sy idee geïmplementeer nie, gegewe die toestand van materiale op daardie tydstip, maar die risiko van oorvleueling was te groot - dit was beter om heeltemal te vermy om te noem die veld effek in patent.

Dus, hoewel Bell Labs Shockley 'n ruim deel van die uitvinder se krediet gegee het, het hulle net Bardeen en Brattain in die patent genoem. Wat egter gedoen is, kan nie ongedaan gemaak word nie: Shockley se ambisies het sy verhouding met twee ondergeskiktes vernietig. Bardeen het opgehou om aan die transistor te werk en op supergeleiding gekonsentreer. Hy het die laboratoriums in 1951 verlaat. Brattain het daar gebly, maar het geweier om weer saam met Shockley te werk, en het daarop aangedring om na 'n ander groep oorgeplaas te word.

Weens sy onvermoë om met ander mense te werk, het Shockley nooit enige vordering in die laboratoriums gemaak nie, daarom is hy ook daar weg. In 1956 het hy na Palo Alto teruggekeer om sy eie transistormaatskappy, Shockley Semiconductor, te begin. Voordat hy vertrek het, het hy van sy vrou Jean geskei terwyl sy van baarmoederkanker herstel het, en betrokke geraak by Emmy Lanning, met wie hy gou getrou het. Maar van die twee helftes van sy Kaliforniese droom – ’n nuwe maatskappy en ’n nuwe vrou – het net een waar geword. In 1957 het sy beste ingenieurs, kwaad oor sy bestuurstyl en die rigting waarin hy die maatskappy geneem het, hom verlaat om 'n nuwe maatskappy, Fairchild Semiconductor, te stig.

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude
Shockley in 1956

Shockley het dus die leë dop van sy maatskappy laat vaar en werk in die elektriese ingenieursafdeling by Stanford geneem. Daar het hy voortgegaan om sy kollegas (en sy oudste vriend, die fisikus) te vervreem Fred Seitz) teorieë van rasse-degenerasie wat hom geïnteresseer het en rasshigiëne – onderwerpe wat sedert die einde van die laaste oorlog ongewild was in die Verenigde State, veral in akademiese kringe. Hy het behae daarin gehad om kontroversie aan te wakker, die media op te sweep en betogings te veroorsaak. Hy is in 1989 oorlede, vervreem van sy kinders en kollegas, en besoek slegs deur sy immer toegewyde tweede vrou, Emmy.

Alhoewel sy flou pogings tot entrepreneurskap misluk het, het Shockley 'n saadjie in vrugbare grond geplant. Die San Francisco Bay Area het baie klein elektroniese firmas geproduseer, wat tydens die oorlog gespoel is met befondsing van die federale regering. Fairchild Semiconductor, Shockley se toevallige nageslag, het dosyne nuwe maatskappye voortgebring, waarvan 'n paar vandag nog bekend is: Intel en Advanced Micro Devices (AMD). Teen die vroeë 1970's het die gebied die spottende bynaam "Silicon Valley" gekry. Maar wag 'n bietjie - Bardeen en Brattain het die germanium-transistor geskep. Waar het silikon vandaan gekom?

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude
Só het die verlate Mountain View-terrein gelyk wat voorheen Shockley Semiconductor gehuisves het in 2009. Vandag is die gebou gesloop.

Na die Silicon Crossroads

Die lot van 'n nuwe tipe transistor, wat deur Shockley in 'n hotel in Chicago uitgevind is, was baie gelukkiger as dié van sy uitvinder. Dit is alles te danke aan een man se begeerte om enkele, suiwer halfgeleierkristalle te laat groei. Gordon Teal, 'n fisiese chemikus van Texas wat die destyds nuttelose germanium vir sy doktorsgraad bestudeer het, het in die 30's by Bell Labs werk gekry. Nadat hy van die transistor geleer het, het hy oortuig geraak dat die betroubaarheid en krag daarvan aansienlik verbeter kan word deur dit uit 'n suiwer enkelkristal te skep, eerder as uit die polikristallyne mengsels wat toe gebruik is. Shockley het sy pogings as 'n vermorsing van hulpbronne verwerp.

Teal het egter volgehou en sukses behaal, met die hulp van die meganiese ingenieur John Little, wat 'n toestel geskep het wat 'n klein kristalsaadjie uit gesmelte germanium onttrek. Soos germanium om die kern afgekoel het, het dit sy kristalstruktuur uitgebrei, wat 'n aaneenlopende en byna suiwer halfgeleidende rooster geskep het. Teen die lente van 1949 kon Teal en Little kristalle op bestelling skep, en toetse het getoon dat hulle ver agter hul polikristallyne mededingers was. In die besonder, klein vervoerders wat by hulle gevoeg is, kan binne oorleef vir 'n honderd mikrosekondes of selfs langer (teenoor nie meer as tien mikrosekondes in ander kristalmonsters).

Nou kon Teal meer hulpbronne bekostig, en het meer mense na sy span gewerf, onder wie 'n ander fisiese chemikus was wat na Bell Labs van Texas gekom het - Morgan Sparks. Hulle het begin om die smelt te verander om p-tipe of n-tipe germanium te maak deur krale van toepaslike onsuiwerhede by te voeg. Binne 'n jaar het hulle die tegnologie in so 'n mate verbeter dat hulle 'n germanium npn toebroodjie direk in die smelt kon kweek. En dit het presies gewerk soos Shockley voorspel het: 'n elektriese sein van die p-tipe materiaal het die elektriese stroom tussen twee geleiers wat aan die n-tipe stukke omring, gemoduleer.

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude
Morgan Sparks en Gordon Teal by 'n werkbank by Bell Labs

Hierdie gegroeide aansluitingstransistor presteer in byna elke opsig beter as sy enkelpunt-kontakvoorouer. Dit was veral meer betroubaar en voorspelbaar, het baie minder geraas geproduseer (en was dus meer sensitief), en was uiters energiedoeltreffend – het 'n miljoen keer minder energie verbruik as 'n tipiese vakuumbuis. In Julie 1951 het Bell Labs nog 'n perskonferensie gehou om die nuwe uitvinding aan te kondig. Selfs voordat die eerste transistor daarin geslaag het om die mark te bereik, het dit reeds in wese irrelevant geword.

En tog was dit net die begin. In 1952 het General Electric (GE) die ontwikkeling van 'n nuwe proses vir die maak van aansluitingstransistors aangekondig, die samesmeltingsmetode. In sy raamwerk is twee balle indium (p-tipe skenker) aan beide kante van 'n dun skyfie n-tipe germanium saamgesmelt. Hierdie proses was eenvoudiger en goedkoper as die groei van aansluitings in 'n legering; so 'n transistor het minder weerstand gegee en hoër frekwensies ondersteun.

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude
Gegroeide en saamgesmelte transistors

Die volgende jaar het Gordon Teal besluit om terug te keer na sy tuisstaat en werk by Texas Instruments (TI) in Dallas. Die maatskappy is gestig as Geophysical Services, Inc., en het aanvanklik toerusting vir olie-eksplorasie vervaardig, TI het 'n elektroniese afdeling geopen tydens die oorlog, en het nou die transistormark betree onder lisensie van Western Electric (die vervaardigingsafdeling van Bell Labs).

Teal het nuwe vaardighede saamgebring wat in die laboratoriums aangeleer is: die vermoë om te groei en legering silikon monokristalle. Die duidelikste swakheid van germanium was sy sensitiwiteit vir temperatuur. Wanneer dit aan hitte blootgestel word, het die germaniumatome in die kristal vinnig vrye elektrone afgegooi, en dit het toenemend in 'n geleier verander. By 'n temperatuur van 77 °C het dit heeltemal ophou werk soos 'n transistor. Die hoofteiken vir transistorverkope was die weermag - 'n potensiële verbruiker met 'n lae pryssensitiwiteit en 'n groot behoefte aan stabiele, betroubare en kompakte elektroniese komponente. Temperatuursensitiewe germanium sal egter nie nuttig wees in baie militêre toepassings nie, veral in die lugvaartveld.

Silikon was baie meer stabiel, maar het ten koste van 'n baie hoër smeltpunt gekom, vergelykbaar met dié van staal. Dit het enorme probleme veroorsaak, aangesien baie suiwer kristalle nodig was om transistors van hoë gehalte te skep. Warm gesmelte silikon sal kontaminante absorbeer uit watter smeltkroes dit ook al was. Teel en sy span by TI kon hierdie uitdagings oorkom deur ultra-suiwer silikonmonsters van DuPont te gebruik. In Mei 1954, by 'n Instituut vir Radio-ingenieurswese-konferensie in Dayton, Ohio, het Teal getoon dat nuwe silikontoestelle wat in sy laboratorium vervaardig is, aanhou werk selfs wanneer dit in warm olie gedompel is.

Suksesvolle opkoms

Uiteindelik, sowat sewe jaar nadat die transistor die eerste keer uitgevind is, kon dit gemaak word van die materiaal waarmee dit sinoniem geword het. En omtrent dieselfde tyd sal verloop voordat transistors verskyn wat min of meer lyk soos die vorm wat in ons mikroverwerkers en geheueskyfies gebruik word.

In 1955 het Bell Labs-wetenskaplikes suksesvol geleer om silikontransistors met 'n nuwe dopingtegnologie te maak - in plaas daarvan om soliede balle onsuiwerhede by 'n vloeibare smelt te voeg, het hulle gasvormige bymiddels in die soliede oppervlak van die halfgeleier ingebring (termiese diffusie). Deur die temperatuur, druk en duur van die prosedure noukeurig te beheer, het hulle presies die vereiste diepte en graad van doping bereik. Groter beheer oor die vervaardigingsproses het groter beheer oor die elektriese eienskappe van die finale produk gegee. Belangriker nog, termiese diffusie het dit moontlik gemaak om die produk in bondels te vervaardig - jy kon 'n groot silikonplaat dopmaak en dit dan in transistors sny. Die weermag het befondsing vir Bell Laboratories verskaf omdat die opstel van produksie hoë voorafkoste vereis het. Hulle het 'n nuwe produk nodig gehad vir 'n ultrahoë frekwensie vroeë waarskuwing radar skakel ("Dou lyne"), 'n ketting Arktiese radarstasies wat ontwerp is om Sowjet-bomwerpers op te spoor wat vanaf die Noordpool vlieg, en hulle was bereid om $100 per transistor op te dok (dit was die dae toe 'n nuwe motor vir $2000 XNUMX gekoop kon word).

Legering met fotolitografie, wat die ligging van onsuiwerhede beheer het, het die moontlikheid oopgemaak om die hele stroombaan geheel en al op een halfgeleiersubstraat te ets - dit is terselfdertyd deur Fairchild Semiconductor en Texas Instruments in 1959 gedink.Planêre tegnologie" van Fairchild gebruik chemiese afsetting van metaalfilms wat die elektriese kontakte van die transistor verbind. Dit het die behoefte om handbedrading te skep, verminderde produksiekoste en verhoogde betroubaarheid uitgeskakel.

Uiteindelik, in 1960, het twee Bell Labs-ingenieurs (John Atalla en Davon Kahn) Shockley se oorspronklike konsep vir 'n veldeffek-transistor geïmplementeer. 'n Dun laag oksied op die oppervlak van die halfgeleier was in staat om oppervlaktoestande effektief te onderdruk, wat veroorsaak het dat die elektriese veld van die aluminiumhek in die silikon binnedring. So is die MOSFET [metaal-oksied-halfgeleier veld-effek transistor] (of MOS-struktuur, van metaal-oksied-halfgeleier) gebore, wat so maklik geblyk het om te miniaturiseer, en wat steeds in byna alle moderne rekenaars gebruik word (interessant genoeg , Atalla kom van Egipte af, en Kang is van Suid-Korea, en feitlik net hierdie twee ingenieurs uit ons hele geskiedenis het nie Europese wortels nie).

Uiteindelik, dertien jaar na die uitvinding van die eerste transistor, het iets verskyn wat soos die transistor in jou rekenaar lyk. Dit was makliker om te vervaardig en het minder krag gebruik as die aansluitingstransistor, maar was redelik stadig om op seine te reageer. Dit was eers met die verspreiding van grootskaalse geïntegreerde stroombane, met honderde of duisende komponente wat op 'n enkele skyfie geleë is, dat die voordele van veldeffek-transistors na vore gekom het.

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude
Illustrasie van die veld effek transistor patent

Die veldeffek was Bell Labs se laaste groot bydrae tot die ontwikkeling van die transistor. Groot elektroniese vervaardigers soos Bell Laboratories (met hul Western Electric), General Electric, Sylvania en Westinghouse het 'n indrukwekkende hoeveelheid halfgeleiernavorsing opgehoop. Van 1952 tot 1965 het Bell Laboratories alleen meer as tweehonderd patente oor hierdie onderwerp geregistreer. Tog het die kommersiële mark vinnig in die hande van nuwe spelers soos Texas Instruments, Transitron en Fairchild geval.

Die vroeë transistormark was te klein om die aandag van die groot rolspelers te trek: sowat $18 miljoen per jaar in die middel-1950's, vergeleke met 'n totale elektroniese mark van $2 miljard.Die navorsingslaboratoriums van hierdie reuse het egter as onopsetlike opleidingskampe gedien waar jong wetenskaplikes halfgeleierkennis kon absorbeer voordat hulle voortgaan om hul dienste aan kleiner firmas te verkoop. Toe die buiselektronikamark in die middel-1960's ernstig begin krimp het, was dit te laat vir Bell Labs, Westinghouse en die res om met die opkoms mee te ding.

Die oorgang van rekenaars na transistors

In die 1950's het transistors die elektroniese wêreld in vier groot gebiede binnegeval. Die eerste twee was gehoorapparate en draagbare radio's, waar lae kragverbruik en gevolglike lang batterylewe ander oorwegings oorheers het. Die derde was militêre gebruik. Die Amerikaanse weermag het groot verwagtinge gehad vir transistors as betroubare, kompakte komponente wat in alles van veldradio's tot ballistiese missiele gebruik kan word. In die vroeë dae het hul besteding aan transistors egter meer gelyk soos 'n weddenskap op die toekoms van tegnologie as 'n bevestiging van hul destydse waarde. En uiteindelik was daar ook digitale rekenaars.

Op rekenaargebied was die tekortkominge van vakuumbuisskakelaars welbekend, met sommige skeptici wat voor die oorlog selfs geglo het dat 'n elektroniese rekenaar nie 'n praktiese toestel gemaak kan word nie. Wanneer duisende lampe in een toestel versamel is, het hulle elektrisiteit opgevreet, wat enorme hoeveelhede hitte opgelewer het, en wat betroubaarheid betref, kon 'n mens net staatmaak op hul gereelde uitbranding. Daarom het die lae-krag, koel en draadlose transistor die redder van rekenaarvervaardigers geword. Die nadele daarvan as 'n versterker (raaser uitset, byvoorbeeld) was nie so 'n probleem wanneer dit as 'n skakelaar gebruik word nie. Die enigste struikelblok was die koste, en mettertyd sou dit skerp begin daal.

Al die vroeë Amerikaanse eksperimente met getransistoriseerde rekenaars het plaasgevind op die kruising van die weermag se begeerte om die potensiaal van 'n belowende nuwe tegnologie te ondersoek en die begeerte van ingenieurs om na verbeterde skakelaars te beweeg.

Bell Labs het in 1954 TRADIC vir die Amerikaanse Lugmag gebou om te sien of transistors dit moontlik maak om 'n digitale rekenaar aan boord van 'n bomwerper te installeer, wat analoognavigasie vervang en help om teikens te vind. MIT Lincoln Laboratory het die TX-0-rekenaar ontwikkel as deel van 'n uitgebreide lugverdedigingsprojek in 1956. Die masjien het 'n ander variant van die oppervlakversperringstransistor gebruik, wat goed geskik is vir hoëspoedrekenaars. Philco het sy SOLO-rekenaar onder 'n kontrak met die vloot gebou (maar eintlik op versoek van die NSA), en dit in 1958 voltooi (met 'n ander variant van die oppervlakversperringstransistor).

In Wes-Europa, minder toegerus met hulpbronne tydens die Koue Oorlog, was die storie baie anders. Masjiene soos die Manchester Transistor Computer, Harwell KADET ('n ander naam geïnspireer deur die ENIAC-projek, en agteruit gespel), en Oostenryks Mailüfterl was byprojekte wat die hulpbronne gebruik het wat hul skeppers kon bymekaarskraap—insluitend eerstegenerasie-enkelpunttransistors.

Daar is baie kontroversie oor die titel van die eerste rekenaar wat transistors gebruik. Dit kom natuurlik alles neer op die keuse van die regte definisies vir woorde soos "eerste", "transistor" en "rekenaar." Ons weet in elk geval waar die storie eindig. Kommersialisering van getransistoriseerde rekenaars het byna onmiddellik begin. Jaar na jaar het rekenaars vir dieselfde prys al hoe kragtiger geword, en rekenaars van dieselfde krag het goedkoper geword, en hierdie proses het so onverbiddelik gelyk dat dit tot die rang van wet verhef is, naas swaartekrag en die behoud van energie. Moet ons stry oor watter klippie die eerste was wat ineengestort het?

Waar kom Moore se wet vandaan?

Soos ons die einde van die skakelaar se storie nader, is dit die moeite werd om te vra: wat het veroorsaak dat hierdie ineenstorting plaasgevind het? Hoekom bestaan ​​(of bestaan) Moore se wet – ons sal 'n ander keer daaroor stry)? Daar is geen Moore se wet vir vliegtuie of stofsuiers nie, net soos daar niemand is vir vakuumbuise of relais nie.

Die antwoord het twee dele:

  1. Logiese eienskappe van 'n skakelaar as 'n artefakkategorie.
  2. Die vermoë om suiwer chemiese prosesse te gebruik om transistors te maak.

Eerstens, oor die essensie van die skakelaar. Die eienskappe van die meeste artefakte moet aan 'n wye reeks onvergewensgesinde fisiese beperkings voldoen. ’n Passasiersvliegtuig moet die gesamentlike gewig van baie mense dra. 'n Stofsuier moet 'n sekere hoeveelheid vuiligheid in 'n sekere tyd uit 'n sekere fisiese area kan suig. Vliegtuie en stofsuiers sal nutteloos wees as dit tot nanoskaal verminder word.

’n Skakelaar, ’n outomatiese skakelaar wat nog nooit deur ’n menslike hand aangeraak is nie, het baie minder fisiese beperkings. Dit moet twee verskillende toestande hê, en dit moet met ander soortgelyke skakelaars kan kommunikeer wanneer hul toestande verander. Dit wil sê, al wat dit behoort te kan doen, is om aan en af ​​te skakel. Wat is so spesiaal aan transistors? Hoekom het ander soorte digitale skakelaars nie sulke eksponensiële verbeterings ervaar nie?

Hier kom ons by die tweede feit. Transistors kan gemaak word met behulp van chemiese prosesse sonder meganiese ingryping. Van die begin af was 'n sleutelelement van transistorproduksie die gebruik van chemiese onsuiwerhede. Toe het die planêre proses gekom, wat die laaste meganiese stap uit produksie uitgeskakel het - die heg van die drade. Gevolglik het hy ontslae geraak van die laaste fisiese beperking op miniaturisering. Transistors hoef nie meer groot genoeg te wees vir menslike vingers of enige meganiese toestel nie. Dit is alles gedoen deur eenvoudige chemie, op 'n ondenkbare klein skaal: suur om te ets, lig om te beheer watter dele van die oppervlak ets sou weerstaan, en damp om onsuiwerhede en metaalfilms in die geëtste spore in te voer.

Waarom is miniaturisering enigsins nodig? Die vermindering van die grootte het 'n hele sterrestelsel van aangename newe-effekte gegee: verhoogde skakelspoed, verminderde energieverbruik en die koste van individuele kopieë. Hierdie kragtige aansporings het daartoe gelei dat almal maniere soek om skakelaars verder te verminder. En die halfgeleierbedryf het gegaan van die maak van skakelaars die grootte van 'n vingernael na die verpakking van tienmiljoene skakelaars per vierkante millimeter in die leeftyd van een man. Van die vra van agt dollar vir een skakelaar tot die aanbied van twintig miljoen skakelaars vir 'n dollar.

Geskiedenis van die Transistor, Deel 3: Herontginde veelvoude
Intel 1103 geheue chip van 1971. Individuele transistors, slegs tientalle mikrometer groot, is nie meer vir die oog sigbaar nie. En sedertdien het hulle nog 'n duisend keer afgeneem.

Wat anders om te lees:

  • Ernest Bruan en Stuart MacDonald, Revolution in Miniature (1978)
  • Michael Riordan en Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
  • Joel Shurkin, Broken Genius (1997)

Bron: will.com

Voeg 'n opmerking