現(xiàn)在一個(gè)小型芯片上就包括了70億個(gè)晶體管。而使得晶體管變得如此重要的關(guān)鍵一步是由羅伯特·諾伊斯在1959年邁出的。
現(xiàn)今地球上的晶體管,要比銀河系里星星的數(shù)量還要多,而這個(gè)數(shù)量的增長(zhǎng)還從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。不難想象,如果沒(méi)有晶體管,現(xiàn)在占據(jù)我們?nèi)粘I畹娜魏坞娮赢a(chǎn)品都不會(huì)成為可能。晶體管是電子電路最重要的部分:在數(shù)字電路中,每個(gè)比特正是由一個(gè)晶體管的狀態(tài)表示的。
1925年,朱利亞斯·埃德加·利林菲爾德申請(qǐng)了首個(gè)晶體管應(yīng)用的專(zhuān)利,而它的首個(gè)模型在20年后才做好。從1950年起,晶體管開(kāi)始逐漸流行起來(lái),原因是它被應(yīng)用在了便攜無(wú)線電接收器上。這個(gè)事件打響了微型晶體管急速發(fā)展的發(fā)令槍。1959年,物理學(xué)家羅伯特·諾伊斯提出用一塊薄薄的硅芯片來(lái)制作含有多個(gè)晶體管的整個(gè)電路的想法,正是這個(gè)集成電路的想法,奠定了整個(gè)微電子工業(yè)的基礎(chǔ)。羅伯特·諾伊斯第一個(gè)將所有的電子元器件和它們之間的連線全部裝載在一塊基片上,這時(shí)他的同事們(包括杰克·科爾比)還在用電線連接不同的元器件。羅伯特·諾伊斯后來(lái)被人們稱(chēng)為“硅谷市長(zhǎng)”,是因?yàn)楝F(xiàn)在還在廣泛使用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管需要的一種半導(dǎo)體材料,這種材料通常是硅。
電路中電子從“源極”流到“漏極”,中間需要經(jīng)過(guò)承載電壓的“柵極”。柵極的電壓越低,電流中的電子就會(huì)越多,所以柵極的電壓可以控制流過(guò)晶體管的電流。1968年,諾伊斯和高登·E·摩爾聯(lián)合成立了英特爾?!澳柖伞鳖A(yù)測(cè)了因?yàn)榫w管的體積不斷減小,集成電路上的晶體管數(shù)量每?jī)赡昃蜁?huì)翻一番。摩爾認(rèn)為摩爾定律在2025年左右會(huì)失效,因?yàn)榫w管的體積將達(dá)到理論最小值?,F(xiàn)在的證據(jù)都表明,他的預(yù)言將會(huì)成真,但這并不代表科技發(fā)展會(huì)減速,畢竟只要再增加面積,計(jì)算能力還會(huì)繼續(xù)提升。
諾伊斯因?yàn)樗呢暙I(xiàn)獲得了一些獎(jiǎng)項(xiàng),但即使杰克·科爾比在2000年拿到了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),羅伯特·諾伊斯還是沒(méi)有染指諾貝爾獎(jiǎng),他在1990年以62歲的年齡去世,而諾貝爾獎(jiǎng)只頒給在世的人。不過(guò),IEEE(電氣電子工程師學(xué)會(huì))自2000年起每年頒發(fā)以他命名的羅伯特·N·諾伊斯獎(jiǎng)?wù)?,?lái)表彰在微電子領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家和工程師。