22. Развитие полупроводниковой техники и микроэлектроники.
Хотя в современном понимании полупроводниковая техника стала развиваться в 40-е годы прошлого века, ее зарождением следует считать 1904 год. Российский физик-экспериментатор О. Лосев впервые в мире создал полупроводниковый детектор на основе галена (сернистый свинец). Он же впервые создал усилительный полупроводниковый прибор на базе цинкита и обнаружил люминесценцию полупроводниковых структур.
Первый транзистор был создан в 1947 году Дж. Бардином, У. Бреттейном и У. Шокли.
Это было открытие полупроводниковой эры, родившей огромное количество типов диодов и транзисторов, а позднее интегральных микросхем. Много выдающихся ученых внесли свой вклад в данное направление. Среди них были и российские физики. Следует, однако, признать в этой области лидирующее положение американских ученых.
В последние годы главенствует направление микроминиатюризации полупроводниковых приборов, что обусловлено бурным развитием средств вычислительной техники. Последние достижения таковы, что ощущается предел движения вперед: в США создан транзистор из одиночной молекулы углерода.
Микроэлектроника не может существовать как самостоятельная область и не могла бы возникнуть, если бы не было тематических задач, требующих производства миниатюрных приборов. В первую очередь это военная техника – баллистические ракеты, космическое направление, системы реактивного управляемого оружия, которые начали развиваться с 50-х годов. Технология ИС казалась тогда совершенно фантастической и сложной. Требовалось принципиально новое технологическое оборудование, совершенно иные подходы к организации производственных процессов.
За рубежом микроэлектронная технология распространялась сразу – там многие фирмы создавали собственные интегральные полупроводниковые производства, полностью замыкая цикл выпуска изделий.
Интенсивное развитие микроэлектроники и повышения степени интеграции открыли новое направление в ВТ - создание микропроцессоров и микрокомпьютеров. Появились вычислительные системы с малым уровнем потребления энергии и универсальными возможностями, которые позволяют решать задачи управления объектами различной физической природы. На основе их применения снижаются затраты на автоматизацию основных технических и вспомогательных процессов. В результате будет решена задача комплексной автоматизации производства во всех отраслях. Это позволит увеличить производительность труда, уменьшить себестоимость выпускаемой продукции и значительно сократить ручные операции в промышленности.
За время существования корпорации Intel (т.е. с 1968 года) себестоимость производства транзисторов упала до такой степени, что теперь обходится примерно во столько же, сколько стоит напечатать любой типографский знак - например, запятую.
В процессе разработки микропроцессоров, содержащих один миллиард транзисторов, Intel уменьшила величину транзисторов до такой степени, что теперь на булавочной головке могут разместиться 200 млн транзисторов.
Современные транзисторы производства корпорации Intel открываются и закрываются со скоростью полтора триллиона раз в секунду. Чтобы включить и выключить электрический выключатель полтора триллиона раз, человеку потребовалось бы 25 тысяч лет.