是什么催生半导体技术的诞生呢？

这个问题首先要从电子管时代说起，在半导体晶体管诞生之前，电子产品一直都是电子管所统治的。

电子管最大的弊端就是体积和功耗，可以看一下最开始的电子管的体积，说它像一个灯泡一点也不为过。

第一个电子三极管诞生于在1906年，是李·德富雷斯特所发明的，最开始主要用做音频处理。

单个电子管的价格在5美元左右。

后期随着电子管使用的增多，使用电子管所制造的电子产品的弊端也随之出现，那就是用它所制造出来产品那巨大的体积。

如我们所熟知的第一台通用计算机ENIAC，仅重量就达31吨，它使用了17,468个电子管，而且它的体积大的惊人，占地面积约170平米，耗电量高达150千瓦。

鉴于此，发明一种体积更小，功耗更低的元器件替代电子管就迫在眉睫。

1947，第一支晶体管诞生

1947年，美国贝尔实验室的三名科学家发明了第一支晶体管。

相比于电子管，晶体管的发明是颠覆性的，最优异的表现是是体积小，功耗低。

分离元器件的不可靠性催生了集成电路的发明

虽然晶体管确实减少了尺寸和功耗，但它们不能彻底解决电子设备的可靠性问题，尤其是当晶体管数量超过几千个以后。

与之相对应的还多了一个问题，晶体管不像电子管体积那么大，在一些小型设备中，密集的空间里反而阻碍了对产品的修理。

仅仅在晶体管发明的10年时间里，分立晶体管的可靠性达到了理论极限，也就是当一件电子产品上的分立晶体管数量达到某一数量，电子产品的稳定性就会降低，且无法避免这个问题。

第一块集成电路的发明

第一块集成电路的发明竟是一个自由项目！

1958年，二战中退役的老兵基尔比来到了德州仪器工作，由于是新人，领导当时还没有给他分配任务。

于是基尔比便开始自己给自己安排任务，它本来就是搞无线电这一块的，对目前电子产品遇到的疼点感同身受，那就是分立电子元器件带来的不可靠问题。

所以他就想着怎么把几个电子元器件做小封装到一个壳子里面，做成一块集成电路！这样系统的稳定性就会大大提高。

经过短短几个月的研究和调试，他终于完成了第一块集成电路的样件制作。

同年9月12日，他展示了第一个集成电路的样件，这是一个带有RC反馈的单晶体管振荡器。如下图所示：

这是全球第一块集成电路，（由锗制成）

这块芯片只是一个可作为演示的样件，并没有量产销售，但却开辟了集成电路的先河。

鉴于基尔比之前已经开发了可演示的集成电路，1960年德州仪器公司把集成电路推向了市场，根据基尔比的这种理念，德州仪器开发出了第一块商用芯片TI 502。芯片的内部构造如下图所示：

第一款商用芯片Ti 502，连线为金属线

下图为它的原理图，可以看出，这个芯片的构造非常简单，包含两个晶体管、四个二极管、六个电阻和两个电容。

不要看这个Ti 502的电路如此简单，它当时的售价比现在主流旗舰处理器的售价都要高。

在刚发布的时候售价高达450美元，但是在一年之后真正交付的时候价格却还远高于这个价格。

这是因为当时集成电路是给军方、航天领域用的，一般小公司都买不起，如果能让电路板上少一个电子元器件，那么将会有一定几率降低事故的发生，还有就是在那个年代很少有竞争的对手，因为这个东西太先进（仙童算一个竞争对手）。

自此以后，电路集成达成了共识。

到1971年，intel发布了第一款商用CPU，即Intel 4004，它内置2000多个晶体管，价格不到100美元。

但它的性能丝毫不弱，几乎和20多年前的庞然大物ENIAC持平。要知道ENIAC计算机需要几个房间才能装得下，而现在Intel发明的4004只需要指甲盖大小的空间就可以达到和ENIAC一样的性能！

看完这些、你能体会到半导体与电路集成的伟大了吗？