电学发展史-半导体和通信

2019年6月3日 FireSu 1551  0  0
人们对电的认知经历了大约500年,经历了静电场,电磁理论,半导体与通信三个阶段。要掌握电学,就必须了解它的前世今生,去了解它出现的意义是什么?

本文来自每日硬知识。微信搜索或者点击每日硬知识,可关注公众号,精彩笔记与你分享。

如今电子产品的应用已经非常的广泛,但是电学的历史却神奇,漫长又有趣。电学的发展至今已接近500年,理论知识如今也纷繁复杂。过去的500年,似乎可以分成如下三个阶段:静电场研究阶段,电磁研究阶段,半导体和通信技术研究阶段。

半导体与通信技术研究阶段

在谈及半导体和通信时,我们应该从1878年说起。

1878年到1883年,爱迪生对灯泡工艺的改良,让电照明进入了家庭。同时爱迪生大力推广了直流电的应用。爱迪生在发明灯泡时,发现了爱迪生效应,为电子管的出现埋下了伏笔。

1901年,马可尼第一次建立了横跨大西洋的无线电联系。

1904年,英国科学家弗莱明发明了第一个电子管。弗莱明和无线电之父马可尼曾共事研究“检波器”时,弗莱明受到爱迪生效应的启发,发明了电子管。爱迪生这位举世闻名的大发明家,在研究白炽灯的寿命时,在灯泡的碳丝附近焊上两小块金属片。结果,他发现了一个奇怪的现象:金属片虽然没有与灯丝接触,但如果在它们之间加上电压,灯丝就会产生一股电流,趋向附近的金属片。电子管的发明及其在线路中的应用,使得电磁波的发射和接收都成为易事,推动了无线电技术的发展,极大地改变了人类的生活。

1912年,电子管的制作工艺日趋成熟,引发了无线电通信技术的发展。

1920年,人们发现了半导体材料,也逐渐发现半导体材料会随着太阳光的照射,导电特性会发生变化。

1932年,科学家用量子学说建立了能带理论研究半导体现象。

1946年,美国工程师莫克利和艾克特发明了世界上第一台电子管数字计算机ENIAC。这台计算机重30余吨,占地约170平方米,大约由18000只电子管组成,只能实现简单的计数操作。

1947年,John Bardeen、肖特基、Walter Barttain共同发明了第一块晶体管,从此人类进入了飞速发展的电子时代。晶体管的问世,是20世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声。晶体管出现后,人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件,来代替体积大、功率消耗大的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路的诞生吹响了号角。

1948年,贝尔实验室首次制造出单锗晶体。

1949年,香农创建了第一个国际象棋博弈机。

1951年,世界上第一台商用计算机,通用自动计算机交付美国人口调查局,辅助人类计算。

1952年,德州仪器涉足半导体业务,摩托罗拉也建立了固态电子研发实验室。与此同时,IBM宣布推出世界上第一台存储程序的计算机。

1953年,摩托罗拉和德州仪器前后推出了带晶体管的收音机。

1954年,德州仪器开发了面结合型硅晶体管。

1955年,晶体管之父肖特基离开贝尔实验室,在硅谷创立了第一家真正的半导体公司,使得硅谷成为美国半导体产业的中心。

1957年,Robert Noyce率领八叛逆离开肖特基实验室,成立了仙童半导体公司。同年,德州仪器的Jack Kilby展示了第一款集成电路。他也被誉为“集成电路之父”。

1960年,第一块硅集成电路制造成功。

1963年,26岁的工程师Bob Widlar在仙童半导体公司设计了第一块集成运算放大器电路,集成运放是模电最重要的一章节。同年,F.M.WanlassC.T.Sah首次提出了CMOS技术。

1965年,戈登摩尔提出摩尔定律,预测了硅芯片每隔18个月,集成度就会翻一番,CMOS器件大量诞生。为啥是18个月?因为戈登摩尔是老板。

1968年,罗伯特.诺伊斯和戈登摩尔成立因特尔公司。

1970年,因特尔公司推出了第一款DRAM存储芯片。

1971年,因特尔公司推出了SRAMEPROM存储芯片,并设计出了第一款微处理器4004,主频为740KHz,存储芯片和微处理器的发明,催生了软件行业,加速了电子行业的发展。
1972年,美国Signestics公司研制出了555定时器,大大简化了定时器电路。

1973年,摩托罗拉公司推出首款大哥大移动电话,其搭载第一代模拟蜂窝网电话系统(1G),揭开了移动通信的序幕。

1980年,IBM推出了首款个人计算机,Windows+Intel的模式开始横扫电子行业,加速了半导体技术的发展。苹果二代个人计算机的推出,开启了人人都有计算机的世界。

1983年,Altera发明了第一款可重新编程的芯片,允许硬件电路可在一块芯片上重新编程,修改和升级,且不额外增加成本。

1984年,XILINX发明了第一款FPGA

1987年,台积电晶圆代工厂成立。

1988年,精简指令集芯片(RISC)技术实现了商业化,(代表为ARM)。

1991年,芬兰率先发起2G移动通信技术,借着诺基亚疯狂的增长,2G通信技术采用数字通信,抗干扰能力强,而且出现了“短信通信”的方式。

1997年,300MHz,采用0.25um工艺的奔腾2代处理芯片问世,让PC的发展如虎添翼。

1999年,奔腾3问世,主频为450MHz,工艺为0.18un

2000年,1Gb RAM投放市场,奔腾4问世,主频为1.5GHz,工艺为0.18um

2003年,奔腾4E系列推出,采用90nm工艺。

2005年,因特尔推出酷睿2系列,采用65nm工艺。

2008年,3G移动通信技术搭载各种大规模半导体器件问世,实现了移动通信与因特网的互联。

再往后,就是我们如今的生活了,4G信号遍及各个角落,周围电子设备纷繁目杂。我们也看到,从半导体问世之后,电学的发展主要集中在了半导体的生产工艺上和高速信号处理上,科学家和工程师的职责划分也更细了,研究范围从理论研究大幅跳跃到实际应用上。

用户头像1
 
  2021-3-12
用户头像1
 
  2021-3-12
用户头像1
 
  2021-3-12
用户头像1
 
  2021-3-12
用户头像1
 
  2021-3-12
用户头像3
电学发展史-半导体和通信     
Copyright @ 2015 Fire.Su 版权所有陕ICP备19023440号