75年前的1950年10月3日,Bell Labs三位科学家John Bardeen、Walter Brattain与William Shockley终于取得晶体管美国专利。这个看似不起眼、只有3个电极的半导体设备,引发第三次工业革命,打开硅与软件主跳转至今的时代。

首个可运行晶体管早在1947年12月16日已成功展示,但专利申请程序延至3年后才完成。该专利名为“使用半导体材料的三电极电路组件”,当时外界未能预见晶体管将对商业与社会带来深远影响。

晶体管取代体积庞大、易碎且耗电的真空管,后者现在只在结他放大器、发烧音响系统等领域因其“有机”音质而保留使用。军事、科学及微波射频应用中,真空管也因抗辐射干扰能力较强而仍有小众市场。相比之下,晶体管实现体积缩小、运算速度提升、能源效率改善及可靠性增强等突破。

Intel联合创办人Gordon Moore在1965年提出著名观察,预测集成电路上的晶体管数量每两年增加一倍,成本却维持相当。这项定律在1975年由原本每年修订为每两年。

晶体管技术在专利获批前已展现惊人进步速度,令Moore的推断显得合理。时至今日,部分半导体企业、工程师与评论员仍认为Moore's Law适用。Intel在演示文稿中展示其立场,强调公司持续推动制程技术创新。然而也有预测指出,该定律将在2025年左右因物理限制而终结。

自晶体管专利获批以来,运算与软件领域经历惊人的微型化过程,令人类与机器的可能性不断扩展。现在处理器已可容纳数以十亿计的晶体管,而内置1兆个晶体管的芯片已在可见范围内。

科技业界目前聚焦开发具备“思维”的机器,即人工智能技术。Intel等厂商通过18A制程、RibbonFET及PowerVia背面供电等技术,持续突破制程极限。业界目标是于2030年实现单芯片1兆个晶体管的里程碑,推动运算能力再次飞跃。

数据源:Tom's Hardware