晶体管,100周年
半导体行业观察·2025-10-30 09:07
晶体管的历史与影响 - 晶体管是现代科技的核心,其进步由硅器件的发展所推动 [2] - 场效应晶体管概念由Julius Edgar Lilienfeld于1925年申请专利,但当时未能制成可工作的原型 [4] - 首个可工作的晶体管(点接触晶体管)于1947年12月由William Shockley、John Bardeen和Walter Brattain在贝尔实验室发明 [4] 晶体管技术的现状与规模 - 人工智能革命是硅基互补金属氧化物半导体技术进步的直接结果,该技术使晶体管更小、更便宜、更强大 [7] - 晶体管是人类历史上制造数量最多的物品之一,截至2018年估计已制造约1300亿亿(10^21)个,且此后数量可能更多 [7] - 晶体管技术持续进步,行业探索新材料如高k电介质、非平面架构如鳍式晶体管和环栅晶体管,以及新的加工和设计技术 [7] 晶体管技术的未来挑战与发展方向 - 随着硅基本物理极限逼近,在缩小传统晶体管尺寸方面所能取得的明显进步越来越少 [8] - 学术界正寻找替代半导体,包括二维过渡金属二硫属化物和一维碳纳米管 [8] - 新型系统功能快速发展,例如接触栅极间距小于60纳米的二硫化钼晶体管、用于二维器件集成的新型转移技术,以及用于制造范德华异质结构晶体管的二维电介质 [8] - 新平台如基于忆阻器或量子比特的平台未来可能在某些任务上取代晶体管技术,但晶体管预计仍将在相当长一段时间内保持主导地位 [8]