回顧曾經(jīng)那些推動全球半導體發(fā)展的技術和事件。1833年：第一次有記錄的半導體效應邁克爾·法拉第（Michael Faraday）發(fā)現(xiàn)了硫化銀晶體中電導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察到的情況相反。

圖：法拉第

1874年：發(fā)現(xiàn)半導體點接觸式整流器效應

第一個半導體二極管書面說明，費迪南德·布勞恩（Ferdinand Braun）指出，在金屬點與方鉛礦晶體接觸處，電流只朝一個方向自由流動。

1901年：半導體整流器獲得“晶體管觸須（CAT'S WHISKER）”探測器專利

無線電先驅、印度加爾各答總統(tǒng)學院物理學教授Jagadis Chandra Bose申請了檢測無線電波的半導體晶體整流器的專利。

圖：Jagadis Chandra Bose

1926年：場效應半導體器件申請專利

Julius Lilienfeld申請了一項專利，描述了一種基于硫化銅半導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備。

圖：Julius E. Lilienfeld

1931年:《電子半導體理論》出版

艾倫·威爾遜（Alan Wilson）用量子力學來解釋半導體的基本特性。七年后，鮑里斯?達維多夫(蘇聯(lián))、內維爾?莫特(英國)和沃爾特?肖特基(德國)都對半導體進行了理論解釋。

圖：在劍橋的Alan Wilson

1940年:發(fā)現(xiàn)P-N結

Russell Ohl發(fā)現(xiàn)了硅中的P-N結和光伏效應，從而促進了結晶體管和太陽能電池的發(fā)展。

圖：在貝爾實驗室的Russell Ohl

1941年，半導體二極管整流器用于二戰(zhàn)

開發(fā)出用于戰(zhàn)時雷達微波探測器的高純度鍺和硅晶體的生產(chǎn)技術。

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

1947年：點接觸晶體管的發(fā)明

1947年12月，約翰·巴丁（John Bardeen）和沃爾特·布拉頓（Walter Brattain）在鍺點接觸器件中實現(xiàn)了晶體管作用。

1948年：歐洲晶體管的發(fā)明

Herbert Mataré和Heinrich Welker在法國發(fā)明了鍺點接觸晶體管。

圖：Herbert Mataré

1948年：結型晶體管的構想

威廉·肖克利（William Shockley）基于對P-N結效應的理論理解，構想了一種改進的晶體管結構。

圖：威廉·肖克利（William Shockley）描述結晶體管理論

1951年: 發(fā)明區(qū)域熔煉

William Pfann和Henry Theurer開發(fā)了用于生產(chǎn)超純半導體材料的區(qū)域熔煉技術。

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

1951年：第一個制造的生長結晶體管

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

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

1952年：晶體管消費品出現(xiàn)

半導體開始出現(xiàn)在電池供電的助聽器和袖珍收音機中，消費者愿意為便攜性和低功耗支付高價。

圖：Sonotone 1010助聽器使用了一個晶體管和兩個電子管

1952年：貝爾實驗室授權晶體管技術

貝爾實驗室的技術研討會和晶體管專利授權大大鼓勵了半導體的發(fā)展。

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

1953年：晶體管計算機問世

晶體管計算機樣機證明了半導體與真空管相比，具有體積小、功耗低的優(yōu)點。

圖：SEAC計算機操作員站

1954年：為晶體管開發(fā)擴散過程

在使用高溫擴散法生產(chǎn)太陽能電池之后，Charles Lee和Morris Tanenbaum將該技術應用于制造高速晶體管。

圖：貝爾實驗室的首批擴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）在貝爾實驗室制造了第一個硅晶體管，但德州儀器公司的工程師制造并銷售了第一個商業(yè)設備。

圖：貝爾實驗室的Morris Tanenbaum（左）和Charles Lee（右）

1955年：光刻技術被用于制造硅器件

朱爾斯·安德魯斯（Jules Andrus）和沃爾特·邦德（Walter Bond）采用印刷技術中的光刻技術，使硅晶圓上的擴散“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)在晶片上生長了一層二氧化硅薄膜，以保護其表面，并允許受控擴散到底部的硅層。

圖：Calvin Fuller，Carl Frosch和Lincoln Derick的早期擴散爐

1956年：硅谷誕生

肖克利半導體實驗室培育了年輕的工程師和科學家——未來硅谷的中流砥柱，與此同時開發(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。

1958年：演示半導體集成電路

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

1958年:硅臺面型晶體管進入商業(yè)生產(chǎn)

仙童（Fairchild）半導體生產(chǎn)雙擴散硅臺面晶體管，以滿足苛刻的航空航天應用。

1958年：隧道二極管有望實現(xiàn)高速半導體開關

隧道二極管是江崎玲于奈1958年8月時發(fā)明的，當時他在東京通訊工業(yè)株式會社（現(xiàn)在的索尼）。1973年時江崎玲于奈和布賴恩·約瑟夫森因為發(fā)現(xiàn)上述半導體中的量子穿隧效應而獲得諾貝爾物理獎。羅伯特·諾伊斯在為威廉·肖克利工作時也有有關隧道二極管的想法，但沒有繼續(xù)進行研究。

1959年：實用單片集成電路概念專利

羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）在約翰·拉爾斯（Jean Hoerni）的平面工藝的基礎上，申請了一種可以大批量生產(chǎn)的單片集成電路結構專利。

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

1959年:“平面”制造工藝的發(fā)明

Jean Hoerni開發(fā)了平面工藝來解決臺面晶體管的可靠性問題，從而革新了半導體制造業(yè)。

圖：Jean Hoerni

1960年：外延沉積工藝提高晶體管性能

薄膜晶體生長工藝的發(fā)展使晶體管具有高的開關速度。

圖：伊恩·羅斯（Ian Ross）擔任貝爾實驗室總裁的鉛筆素描

1960年：演示金屬氧化物半導體(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成功的MOS場效應放大器。

圖：Dawon Kahang的MOS專利圖

1960年：制造了第一個平面集成電路

Jay Last設計并證明了基于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：專用半導體測試設備進入商業(yè)市場

半導體以及一些專門的供應商為高通量制造建立專用的測試設備。

圖：聯(lián)合創(chuàng)始人Vic Grinich在Fairchild領導了IC測試儀開發(fā)

1961年:硅晶體管速度超過鍺

計算機架構師Seymour Cray資助了首款硅器件的開發(fā)，以滿足世界上最快的機器的性能需求。

圖：Jean Hoerni在實驗室工作

1962年:航天系統(tǒng)計算機首次使用集成電路

與分立晶體管設計相比，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：推出標準邏輯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)造了一個大批量的市場，但是速度、成本和密度優(yōu)勢使晶體管-晶體管邏輯(TTL)成為20世紀60年代后期最流行的標準邏輯配置。

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MOS結構被發(fā)明

弗蘭克·萬拉斯（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時的流行技術。

圖：Frank Wanlass專利圖紙中的CMOS器件結構

1964年：首個商用MOS集成電路問世

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

圖：1966年Andy Grove，Bruce Deal和Ed Snow在Fairchild Palo Alto研發(fā)實驗室討論MOS技術

1964年：推出第一個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，并為其開啟了一個主要的行業(yè)領域。

圖：羅伯特·威德拉（Robert Widlar）于1977年檢查LM10掩模的布局

1964年：混合微電路達到產(chǎn)量峰值

為IBM System/360計算機家族開發(fā)的多芯片SLT封裝技術進入量產(chǎn)階段。

圖：1964年的IBM System 360手冊封面包含SLT模塊

1965年：半導體只讀存儲器芯片出現(xiàn)

半導體只讀存儲器(ROM)擁有高密度和每比特低成本的優(yōu)勢。

1965：第一個為整體系統(tǒng)設計的封裝產(chǎn)品

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

1965年：大型計算機采用集成電路

大型計算機制造商宣布推出專用集成電路的計算機。

1965年：“摩爾定律”預言了集成電路的未來

仙童公司的研發(fā)總監(jiān)預測了集成電路中晶體管密度的增長速度，并為技術進步建立了一個標準。

1966年：為IC開發(fā)了計算機輔助設計工具

IBM工程師率先使用計算機輔助的電子設計自動化工具來減少錯誤并加快設計時間。

圖：1967年在Fairchild上使用IBM 360/67大型機驅動的CAD系統(tǒng)

1966年：半導體RAM滿足高速存儲需求

雙極性RAM進入計算機市場，用于高性能暫存器和高速緩存應用。

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

1967年：專用集成電路采用計算機輔助設計

自動化設計工具減少了開發(fā)工程設計和交付復雜的定制集成電路的時間。

圖：Fairchild 4500-1967 DTL 32門Micromatrix定制陣列，使用CAD工具進行設計

1967年：一站式解決方案設備供應商改變了行業(yè)格局

第三方供應商為半導體制造的提供專業(yè)設備，并成為中間技術和一站式制造設備的供應商。其中應用材料成立于1967年。

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

1968年：為IC開發(fā)了硅柵技術

費德里克·法格(Federico Faggin)和湯姆·克萊(Tom Klein)改善了具有硅柵結構的MOS IC的可靠性，封裝密度和速度。法格設計了第一款商用硅柵極IC –飛兆3708。

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

1968年：專用電流源IC集成了數(shù)據(jù)轉換功能

Fairchild的George Erdi設計了首批專用于數(shù)據(jù)轉換應用的IC之一的μA722 10位電流源。

圖：Fairchild μA722 10位電流源，用于數(shù)模轉換器

1969年：肖特基勢壘二極管使TTL存儲器的速度提高了一倍

設計方法的創(chuàng)新改進了行業(yè)標準的64位TTL RAM架構的速度，并降低了功耗。快速應用于新的雙極邏輯和存儲器設計。

圖：i3101肖特基TTL 64位RAM是英特爾的第一款產(chǎn)品

1970年：MOS動態(tài)RAM與磁芯存儲器的價格競爭

英特爾i1103 DRAM開啟了半導體對磁芯存儲器的挑戰(zhàn)。

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

1971年：微處理器將CPU功能集成到單個芯片上

為了減少運算器設計需要的芯片數(shù)，英特爾工程師創(chuàng)造了第一個單片微處理器（CPU），i4004.

圖：英特爾MPU 4004

1971年：可重復使用的可編程ROM引入了迭代設計靈活性

以色列工程師Dov Frohman發(fā)明的紫外線可擦寫ROM設計為快速開發(fā)基于微處理器的系統(tǒng)提供了重要的設計工具，稱為可擦寫、可編程只讀存儲器或EPROM。

圖：EPROM發(fā)明家Dov Frohman

1974年：量化了IC工藝設計規(guī)則的數(shù)量

IBM研究員Robert Dennard關于MOS存儲器的過程縮放的論文加速了縮小物理尺寸和制造越來越復雜的集成電路的全球競爭。

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)了單芯片計算器設計，可用于要求不高的任務，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)集成到稱為系統(tǒng)級芯片（SOC）的單個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：用戶可編程邏輯器件的誕生

單片存儲器公司的John Birkner and H. T. Chua開發(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)字信號處理器

貝爾實驗室的單芯片DSP-1數(shù)字信號處理器設備架構針對電子開關系統(tǒng)進行了優(yōu)化。

圖：貝爾實驗室的DSP-1器件版本