是什麼催生半導體技術的誕生呢？

這個問題首先要從電子管時代說起，在半導體電晶體誕生之前，電子產品一直都是電子管所統治的。

電子管最大的弊端就是體積和功耗，可以看一下最開始的電子管的體積，說它像一個燈泡一點也不為過。

第一個電子三極體誕生於在1906年，是李·德富雷斯特所發明的，最開始主要用做音訊處理。

單個電子管的價格在5美元左右。

後期隨著電子管使用的增多，使用電子管所製造的電子產品的弊端也隨之出現，那就是用它所製造出來產品那巨大的體積。

如我們所熟知的第一臺通用計算機ENIAC，僅重量就達31噸，它使用了17,468個電子管，而且它的體積大的驚人，佔地面積約170平米，耗電量高達150千瓦。

鑑於此，發明一種體積更小，功耗更低的元器件替代電子管就迫在眉睫。

1947，第一支電晶體誕生

1947年，美國貝爾實驗室的三名科學家發明了第一支電晶體。

相比於電子管，電晶體的發明是顛覆性的，最優異的表現是是體積小，功耗低。

分離元器件的不可靠性催生了積體電路的發明

雖然電晶體確實減少了尺寸和功耗，但它們不能徹底解決電子裝置的可靠性問題，尤其是當電晶體數量超過幾千個以後。

與之相對應的還多了一個問題，電晶體不像電子管體積那麼大，在一些小型裝置中，密集的空間裡反而阻礙了對產品的修理。

僅僅在電晶體發明的10年時間裡，分立電晶體的可靠性達到了理論極限，也就是當一件電子產品上的分立電晶體數量達到某一數量，電子產品的穩定性就會降低，且無法避免這個問題。

第一塊積體電路的發明

第一塊積體電路的發明竟是一個自由專案！

1958年，二戰中退役的老兵基爾比來到了德州儀器工作，由於是新人，領導當時還沒有給他分配任務。

於是基爾比便開始自己給自己安排任務，它本來就是搞無線電這一塊的，對目前電子產品遇到的疼點感同身受，那就是分立電子元器件帶來的不可靠問題。

所以他就想著怎麼把幾個電子元器件做小封裝到一個殼子裡面，做成一塊積體電路！這樣系統的穩定性就會大大提高。

經過短短几個月的研究和除錯，他終於完成了第一塊積體電路的樣件製作。

同年9月12日，他展示了第一個積體電路的原，這是一個帶有RC反饋的單電晶體振盪器。如下圖所示：

這是全球第一塊積體電路，（由鍺製成）

這塊晶片只是一個可作為演示的樣件，並沒有量產銷售，但卻開闢了積體電路的先河。

1960年、第一塊商用晶片上市

鑑於基爾比之前已經開發了可演示的積體電路，1960年德州儀器公司把積體電路推向了市場，根據基爾比的這種理念，德州儀器開發出了第一塊商用晶片TI 502。晶片的內部構造如下圖所示：

第一款商用晶片Ti 502，連線為金屬線

下圖為它的原理圖，可以看出，這個晶片的構造非常簡單，包含兩個電晶體、四個二極體、六個電阻和兩個電容。

高昂的售價

不要看這個Ti 502的電路如此簡單，它當時的售價比現在主流旗艦處理器的售價都要高。

在剛釋出的時候售價高達450美元，但是在一年之後真正交付的時候價格卻還遠高於這個價格。

這是因為當時積體電路是給軍方、航天領域用的，一般小公司都買不起，如果能讓電路板上少一個電子元器件，那麼將會有一定機率降低事故的發生，還有就是在那個年代很少有競爭的對手，因為這個東西太先進（仙童算一個競爭對手）。

自此以後，電路整合達成了共識。

到1971年，intel釋出了第一款商用CPU，即Intel 4004，它內建2000多個電晶體，價格不到100美元。

但它的效能絲毫不弱，幾乎和20多年前的龐然大物ENIAC持平。要知道ENIAC計算機需要幾個房間才能裝得下，而現在Intel發明的4004只需要指甲蓋大小的空間就可以達到和ENIAC一樣的效能！

看完這些、你能體會到半導體與電路整合的偉大了嗎？