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半导体产业发展的基础

时间:2024-03-16   访问量:11


半导体产业发展的基础是在20世纪上半叶开发的技术上培育出来的。关键技术是在工业和学术网中获取的:真空管电子学、无线电通信、机械制表机及固体物理。这些产业构成了那时的高新技术产业。

放大电子信号的三极真空管是由Lee De Forest1906年发明的。它发展了早期由约翰·弗莱明(JohnFieming)和托玛斯·爱迪生在真空管方面的工作。三极管由三个部件构成,在一个抽空气体的玻璃容器中分别封人两个电极和一个栅极。为了使部件不被烧毁,同时还要保证电子能够在电极间传输,必须采用真空。Forest申请了专利并将他的真空管发明命名为音频管,因为他认为于声音放大和再生有一些潜力。他是对的,真空管已经变成现代收音机、电视机和整个电子学领域的主要电子器件,直到20世纪50年代。

一种相对新的材料,称为硅的单晶体,在20世纪初曾被用于将无线电通信信号从交流转换为直流。包含这种材料的“半导体”一词最初在德国采用。然而,真正要发展成为半导体技术势力需要全世界物理化学家和物理学家的参与研究。在半导体特性能被完全解释之前,为了理解电子行为的量子理论,这项研究是必需的。这些基础工作延续了几十年直到第二次世界大战。对于电子计算数据有市场需求。第一台机械计算机是霍尔瑞斯机械制表机,是由赫尔曼·霍尔瑞斯(Herman Holerith)发明的,并在令人惊异的六周内把1890年人口普查数据制成表格。这台制表机由电动马达驱动并且依靠穿孔卡(穿孔卡保持计算机的通用输入模式贯穿于20世纪70年代)在第二次世界大战期间的宾夕法尼亚大学,真空管被用于开发第一台电子计算机ENIAC(电子数字积分与计算器)ENIAC重达50吨、占地3000平方英尺(1英尺=0.3048)需要19000只真空管,并且使用相当于160个灯塔的电量。

ENIAC除了体积大之外,它的主要缺点是伴随着真空管出现的问题。真空管体积大、不可靠以及耗电量大。由于会烧毁,真空管寿命有限。为了迎合迅速发展的电子市场的需求来生产体积小、可靠的电子产品,真空管显然不是优选技术。


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