Від ламп до Транзисторів

Хоча електронні лампи практично повністю домінували на ринку електронних пристроїв на початку 1950-х років, десять років по тому вони вступили в безнадійну боротьбу з напівпровідниковими пристроями. Це було десятиліття, в якому транзистори пробивали собі шлях у побутову електроніку, комп'ютери та інші схеми, починаючи зі слухових апаратів в 1953 році і відомого транзисторного радіоприймача у наступному році. Винахід Шоклі - площинний транзистор привів до цієї навали, захопивши майже всі ринки на своєму шляху. Зостались тільки апарати високоякісної аудіо електроніки, телебачення і мікрохвильових систем, які працюють на високих потужностях або високих частотах, яких транзистори (покищо) не можуть не досягти.

З початком холодної війни між Сполученими Штатами та Радянським Союзом, державної підтримки розвитку сучасної електроніки - особливо напівпровідникових приладів і НВЧ ламп – було не складно досягти. Це було десятиліття, в якому основною темою був стабільний хід розвитку інновацій. Швидке поліпшення в галузі матеріалознавства та технології виготовлення, - а також нові структурні підходи - постійно розширювали експлуатаційні характеристики транзисторів і їх напівпровідникових родичів. Розвиток зон очищення в Лабораторіях Белла дав дослідникам та інженерам германій та кремній надвисокої чистоти для роботи. Гордон Тіл продемонстрував, як вирощувати великі кристали обох напівпровідників, забезпечуючи необхідну однорідність матеріалів, які приведуть до керованої, передбачуваної поведінки електронів протікаючих через них. Він пристосував цю техніку, щоб рости з'єднання транзисторів, які готові знайти застосування в портативних радіостанцій і військової електроніки.

Інші переслідували різні підходи. Джон Сабі в General Electric розробила сплав-перехід транзисторів, які виявилися простіше у виготовленні, ніж дорослі з'єднання пристроїв. Більш дрібні компанії виробляють десятки сплав-перехід транзисторів до середини десятиліття. Роберт Нойс намагалася підштовхнути їх рівень продуктивності для більш високих частотах, коли Шоклі прийшов на початку 1956 року залучити яскравих молодих фізиків для компанії, присвячений виключно кремнієві напівпровідники, що він збирається встановити.

У середині 1955 швидкі зміни відбувалися в області твердотільних пристроїв. У червні твердого пристроїв науково-практична конференція відбулася у Філадельфії, дослідники Bell Labs показали, що вони тільки що вдалося зробити транзисторів з використанням дифузії методи включення домішок у німеччині і кремнії. Робочі частоти дифузійної базою транзисторів з цією технікою скоро перевищив 100 МГц - що робить їх конкурентоспроможними з електронних ламп в діапазоні FM-радіо. Більше того, Bell Labs удалося в розширенні зонна очищення методів очищення кремнію, набагато більш тугоплавких елементів, ніж германій. І тільки рік тому, що команда Texas Instruments на чолі з Віллісом Adcock і Гордон Тіл сфабрикував перше успішне кремнієвого транзистора, щоб вийти на ринок. Дифузія і кремнію були по-справжньому хітів і ходили чутки, що Шоклі вже зібрався йти Bell Labs і налаштувати каліфорнійської компанії напівпровідникової зосередитися на цих технологій.

У міру поглиблення холодної війни і невідкладні потреби він створив для просунутих електронних систем, розробники електронних пристроїв виявили сильну підтримку серед американських збройних послуги для своїх передових наукових досліджень. Кремнієві транзистори були набагато менше, ніж струми витоку транзисторів германію та більш рівномірний експлуатаційні характеристики на великих температурних діапазонах. Військові агенти купівлі, який незабаром кращим кремнію на германій, були готові платити стільки, скільки сотень доларів за одного транзистора. Прагнуть ринок для цих та інших електронних пристроїв допомогли побудувати міцний фундамент під молодими напівпровідникової промисловості.

Його інтелектуальні коріння також отримала сильні затвердження наприкінці 1956 року із заявою, що Бардін, Браттейн і Шоклі отримав би Нобелівську премію з фізики за винахід транзистора. Троє чоловіків попрямували до Стокгольмі в грудні прийняти їх нагороди від шведського короля. Це був не останній раз, коли Нобелівська премія була присуджена за винахід електронного пристрою.

Як десятиліття підійшов до кінця, основні події в області науки, технологій і світових справах служить хорошою ознакою для майбутнього дослідження на електронних пристроях. Жовтень 1957 Запуск першого супутника подвоїв військовий інтерес і підтримку для поля, а президент Ейзенхауер створив Національне управління з аеронавтики і дослідженню космічного простору (НАСА) проводити Civilian R & D в просторі. Фотоелектричні елементи і транзистори зроблені Bell Labs і Texas Instruments харчуванням радіопередавачі в США Vanguard і провідник супутників послав у відповідь на радянський виклик. Нові області супутникового зв'язку потрібно високоефективне мікрохвильових трубок, особливо лампи біжучої хвилі, а їх електронні схеми абсолютно зажадав використання надлегких напівпровідникових приладів, незалежно від вартості.

Тим часом Джек Кілбі в Texas Instruments і Роберт Нойс в компанії Fairchild Semiconductor в Каліфорнії винайшли інтегральну схему. Протягом наступних кількох десятиліть, це революційний прорив буде сприяти радикальним скороченням розміру і ваги електронних схем. Поряд з іншими досягненнями в області комп'ютерів і комунікацій, інтегральна схема відкриє еру ми зараз називаємо інформаційний вік.

Новий Світ Електронних приладів

Як 1970-х років почалося, там був сильний і зростаючий інтерес серед інженерів-електриків та матеріали вчених в новій галузі оптоелектроніки. Вона виникла в основному у відповідь на винахід напівпровідникового лазера протягом попереднього десятиліття. Пристрої, які виділяють, перетворення або виявляти світло стало центром великої діяльності серед членів Групи Electron Devices. Візуальні електронні дисплеї були одним; прилад із зарядовим зв'язком, або CCD, показав, на зборах IEEE в 1970 році, була миттєвою сенсацією. Пристрої, які генерують і поглинають електромагнітне випромінювання, звичайно, використовується з початку століття, але основна увага тепер на видимому і інфрачервоному ділянках спектра. Обіцянка широкосмугового зв'язку через мережі зі скловолокна незабаром став потужним рушійною силою досліджень і розробок.

Напівпровідникові інтегральні схеми, потім стаючи широко відомі як мікрочіпи, були ще одною областю головної діяльності, в той час як щільність компонентів продовжувала слідувати експонентному росту сформовану Муром в середині 1960-х. Це були насправді площинні методи, використовувані у виробництві МОП-польових транзисторів, які зробили можливими ПЗС-матриці. У 1970 році Маркіян Хофф, що працював в корпорації Intel, винайшов мікропроцесор - по суті, повноцінний комп'ютер, на одному кристалі кремнію. Це був також рік, коли було придумано прізвисько "Силіконова долина" для опису долини Санта-Клара в Каліфорнії, яка стала глобальним епіцентром напівпровідникової промисловості. І в тому ж році президент Ніксон нагородив Джека Кілбі Національною науковою медаллю за його новаторську роботу в галузі інтегральних схем.

Переносні кишенькові калькулятори також з'явилися на початку 1970-х, основані на єдиному мікропроцесорі і напівпровідниковій мікросхемі пам'яті. Вони створили швидко зростаючий попит на числові дисплеї, який був задоволений світлодіодами та органічними рідкокристалічними дисплеями - електронними пристроями, які були винайдені і розроблені протягом попереднього десятиліття. Деякі калькулятори були навіть оснащені кремнієвими фотоелектричними елементами; це було одно з перших успішних комерційних застосувань цих напівпровідникових приладів, яка була введена в 1954 році.

Щільності компонентів мікросхем, в зорі епохи дуже великим ступенем інтеграції (VLSI), продовжували невпинно експонентний підйом. Введений на початку десятиліття, динамічне ОЗУ (DRAM) чіпів до 1979 року налічувала понад 100 тисяч транзисторів і запропонував 64Kbits пам'яті. Але ще можна було передбачити день в не далекому майбутньому, коли-не було б мільйонів транзисторів на одному мікрочіпі.

Не бажаючи чекати так довго, проте, комп'ютерних ентузіастів вже вхопилися мікрокомп'ютер Altair 8800, архітектура якого була побудована навколо мікропроцесора Intel 8bit. Два з них - Стів Джобс і Стів Возняк - навіть заснували свою власну компанію зухвалий мікрокомп'ютера, компанія Apple Computer, в гаражі Силіконової долини. У той же вересні 1977 року компанія розпочала продаж Apple II персонального комп'ютера. Світ ніколи не буде колишнім.

Зосередьтеся на виробництво

Був глибокий і заклопотаність з приводу розширення економічного здоров'я Сполучених Штатів, як 1980-х років почалося. Нафта ембарго попереднє десятиріччя було запалюється два енергетичні криз. Важкі галузі промисловості, такі як сталь і автомобілебудуванні, відповіли той час як їхні європейські і японські конкуренти схопив частку на ринку. І американська промисловість електроніки був на мотузках, також, в той час як такі гіганти, як SONY і Panasonic кут споживчого ринку.

Були широко поширені побоювання, що навіть американська промисловість комп'ютер був у біді. Японських фірм електроніки почали домінувати на ринку чипів пам'яті і, як очікується, цільові мікропроцесорів наступного. Так великі були побоювання іноземної конкуренції в напівпровідниковій промисловості, що адміністрація Рейгана зрештою пішла на безпрецедентний крок частково фінансує консорціум американських чіпів - в тому числі такі важковаговики, як IBM, Intel, Motorola і Texas Instruments - робити спільні R & D на мікрочіп виробництва технології. З Нойс біля керма, SEMATECH почав свою діяльність в Остіні, штат Техас, в липні 1988 року.

Два інших події велике значення для електронно-польового пристрою стався на початку 1980-х. У 1981 році IBM почала виробництво і продаж свій персональний комп'ютер, на основі відкритої архітектури, що інші фірми були вільні для копіювання. А в 1984 році загальнонаціональної AT & T система зв'язку була розігнана судової постанови в міжміського телефонного перевізника плюс регіональні "Дзвони Baby". Конкуренції стимулювало цими подіями було мати великий вплив на комп'ютерних і телекомунікаційних галузях промисловості - з великою кількістю маленьких компаній електроніки успішними в справі гегемонії, що ці два гіганти колись користувався в своїх областях.

Основна мета виробництва мікрочіпів в Європі, Японії та Сполучених Штатах було зробити складові частини інтегральних схем - транзистори, конденсатори і зв'язків між ними - все менше і упакувати їх все більш щільно на поверхні чіпа. Такий безжалісний мініатюризація дозволяє гарантувати, що мікрочіпи пропонуємо все зростаючою обчислювальної потужності і робити їх призначив завдання на всі великі швидкості. Як 1980-х років почалося, лідери напівпровідникової промисловості відстоює мета дуже великий ступеня інтеграції, в якій функції мікрочіп б стати як малі, як мікрона, або мільйонна частина метра. До середини 1980-х років, СБИС піонери почали breack цей бар'єр, і роботу по субмікронних масштабах.

Величезні зміни були потім йде в світових справах, особливо в Східній Європі, де десятиліття безлади, які почалися з руху Солідарність у Польщі закінчилася з падінням Берлінської стіни в листопаді 1989 року. З довгої холодної війни, нарешті, підходить до кінця, основні перетворення були також відбувається в США, які під керівництвом президента Джорджа Буша починає перерозподіляти ресурси з військово-промислового комплексу і в цивільної економіки. Все більше і більше, успіх американської компанії або невдача буде визначатися її продуктивність в комерційних ринках. Комп'ютерні та телекомунікаційні компанії відповіли агресивно конкурентні стимули, які були введені в 1980-х років і тепер на набагато кращих опор, як десятиліття закінчилося. Зокрема, в промисловості США мікроелектроніки повернувся у відмінному стані і постійно зростає, як 1990-х років почалося.

Поиск по сайту: