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半导体发展历史可以追溯到19世纪末。1873年,科学家发现硒具有光电效应,即在光照下电阻会发生变化。1883年,发现了半导体的整流效应,即电流只能单向通过。1906年,晶体检波器开始用于无线电接收。到1930年代,科学家开始深入研究锗等半导体材料的特性,为后来晶体管的发明奠定了基础。
1947年12月23日,这是电子技术史上具有里程碑意义的一天。贝尔实验室的威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿三位科学家成功发明了第一个晶体管。与庞大的真空管相比,晶体管体积更小、功耗更低、寿命更长、可靠性更高。这项发明彻底改变了电子工业,为后来的计算机、通信设备和各种电子产品的发展奠定了基础。
1958年是半导体历史上的另一个重要里程碑。德州仪器公司的杰克·基尔比和仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯几乎同时发明了集成电路。集成电路将原本需要分别制造和连接的多个晶体管、电阻、电容等元件,全部制作在同一块半导体衬底上。这项技术不仅大幅减小了电路体积,还显著提高了可靠性,降低了成本,为后来的大规模集成电路和微处理器的发展铺平了道路。
1965年,英特尔公司创始人戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律,预测集成电路上可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番。这个观察不仅准确预测了半导体技术的发展趋势,也成为整个行业的发展目标。1971年,英特尔公司推出了世界上第一个微处理器Intel 4004,包含2300个晶体管,将中央处理器的所有功能集成在一块芯片上,标志着微处理器时代的开始,为个人电脑和现代计算设备奠定了基础。
从1970年代至今,半导体技术经历了爆炸式发展。1975年个人电脑的出现让计算机走进千家万户,1985年移动通信技术开始普及,1995年互联网的兴起推动了信息革命,2005年智能手机改变了人们的生活方式,2015年人工智能技术开始大规模应用。今天,半导体技术已经渗透到生活的方方面面,从计算机、智能手机到汽车电子、物联网设备,无处不在。展望未来,量子计算和神经形态芯片等新技术将继续推动半导体产业向前发展。