平博pinnacle半导体技术是数字时代的一项基础性技术。图灵奖得主、美国杰出计算机科学家艾伦·凯曾表示，“真正认真对待软件的人应该自己制造硬件”。这句线年，美国著名发明家爱迪生，发现了热电子效应-爱迪生效应，这是一种通过热激发发射载流子的现象。原理是：提供给载流子的热能使它们能够克服束缚位能（在金属材料中，这束缚位能也被称为功函数或逸出功）。通过热发射产生的载流子可能是电子或者离子。产生电子的热发射被称为热电子发射。
1904年，英国电机工程师、物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明 （John Ambrose Fleming ）利用热电子效应制成了电子管（二极管），并证实了电子管具有“阀门”作用，它首先被用于无线电检波。>
三个极：一个阴极(K)用来发射电子；一个阳极(A)用来吸收阴极所发射的电子；一个栅极(G)用来控制流到阳极的电子流量。
阴极发射电子的基本条件是：阴极本身必须具有相当的热量，阴极又分两种,一种是直热式，它是由电流直接通过阴极使阴极发热而发射电子；另一种称旁热式阴极，其结构一般是一个空心金属管，管内装有绕成螺线形的灯丝，加上灯丝电压使灯丝发热从而使阴极发热而发射。
1911年开始，随着电子管技术进步与推广应用，电子技术开始发展起来。电子管的缺点是成本高，制造繁，体积大，耗电多。
1929年，工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是，限于当时的技术水平，制造这种器件的材料达不到足够的纯度，这种晶体管无法制造出来。
1940年，贝尔实验室研发出了第一台M-9模电计算机，而且一上来就直接放在战斗机上，通过雷达数据在线计算敌机轨迹，形成一套自动机炮火瞄系统，美军战机射杀敌机的耗弹量下降了10倍，也就是说射杀精度上升了10倍，一台计算机就可以匹敌一个王牌飞行员，计算的威力实打实的让所有人开始重视。在M-9计算机中的核心元件便是带负反馈的真空管放大器。两个天才Randall Ragazzini和Russell历史性发明了运算放大器（operational amplifier），并同时基于运放构造了积分、求反、加减法电路。他们在论文中写道：“把放大器的输出端反过来连到输入端后竟然可以进行电压的数学运算了……
1947年12月16日，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿组成的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。在为这种器件命名时，布拉顿想到它的电阻变换特性，即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的，于是取名为trans-resister(转换电阻)，后来缩写为transister，中文译名就是晶体管，也称为“半导体器件”或“固体器件”。
点接触型晶体管PN结的静电容量小，适用于高频电路。但是，由于制造工艺复杂，成品率低，它还存在噪声大、在功率大时难于控制、适用范围窄等缺点。为了克服这些缺点，肖克莱提出了用一种整流结来代替金属半导体接点的大胆设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理。
1950年，第一只“面结型晶体管”问世了，它的性能与肖克莱原来设想的完全一致。今天的晶体管，大部分仍是这种面结型晶体管。
1952年，从战争中走出来的大明星，运算放大器，终于走向民用。George A. Philbrick 引入第一个商业化的运算放大器 K2-W。+/-300 V供电，+/- 50 V压摆，可以带50K欧负载，售价22美元。这时候运放还都是真空管，因为半导体还没有商业化。
1958年9月12日，在德州仪器公司的实验室里，实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想。第一片集成电路只有4个晶体管。集成电路的出现和应用，标志着电子技术发展到了一个新的阶段。它实现了材料，元件，电路三者之间的统一;同传统的电子元件的设计与生产方式，电路的结构形式有着本质的不同。
1960年，集成电路处于“小规模集成”阶段，每个半导体芯片上有不到100个元器件。1962年，一个叫 Bob Widlar的小伙刚刚从美国中部科罗拉多大学本科毕业了。他在一家研究机构工作，他在电路设计方面天赋异禀，直接吸引了给他们供货的一家供应商的注意。尽管挖客户跳槽是商业忌讳，但这家供应商还是想方设法挖到Widlar并让他负责一款新产品的研发。1964年，Widlar不负众望，主导研发的产品面世了，这便是大名鼎鼎的µA702，世界上第一款基于半导体的运算放大器，从此世界进入了一个新时代。这个时代叫做“超大规模集成电路”，而这个挖墙脚的公司叫做“仙童半导体”。和K2-W一样，uA702也采用了两级电压放大，于是也面临一个难题：如何在不牺牲增益（Gain）的情况下将一个差分（Differential signal）信号转换成单端信号（Single-ended signal）。这个问题很难，因为会损失一半的信号。而之前K2-W就直接不要了这一半信号。我们的天才Widlar创造了又一个跨时代的发明：电流镜（current-mirror ）。他用了9个NPN型的三极管，搭建了一个我们后人都无法理解他怎么搭出来的电路，他把信号成功的向上抬高了一半，从而避免了失真。Widlar的这种把几个三极管集成在一个器件中的行为被后人称为：“模拟芯片设计”（Analog IC Design）。而这时，神的故事才刚刚开始。Widlar在搞定完运放之后，顺手搞了专门用于比较功能的运放710和711，比较时间缩短至40ns，将当时其他基于普通云放的带宽扩展了十倍。而这种专门用来比较的运放被称为比较器。之后又搞了uA726，将温漂变态的压到了0.2µV/°C，满足了军品的温度参数（-55°C to +125°C）。为什么这时候计算机需求这么大？因为美苏冷战开始了，地球人对于军事和航空航天产业的升级迅速铺开。国家每年将GDP的百分之几十用在了科技创新上，半导体产业进入了制。
1965年，Widlar要求仙童加工资被拒绝，于是带着同事Talbert离职，进入美国国家半导体公司。跳槽之后的第一款产品是LM100/101A。Wildar想，电流镜能做信号运算，也同样能做功率控制，于是用同样的思路做成了这款基于运放原理的稳压器（Regulator）平博pinnacle体育。现在熟悉的LM317就是这个系列的曾曾曾孙子。这款器件最大的特色是，无论负载怎么变，输出电压稳稳的定格在一个常值，这对于电源的发展无疑做出了巨大贡献。Widlar的线性稳压思路同时诞生了另一个产品：电压基准芯片。在模拟电路中，电压需要一个绝对准确的标准作为参考电压（Reference voltage），比如5V就应该是5V，如果实际变成了5.01V，那么最后的计算结果就跑偏了，相当于计算机的浮点精度。而Widlar的稳压思路大大提升了整个模电的参考电压精度标准。那么怎么把一个电压基准就死死的钉在一个值呢？Widlar想到了二极管的导通电压是0.6V，很固定。但这个导通电压会随着电流和温度的变化而变化，高达0.3%/°C。如果能对这个电压做一个2mV每摄氏度的补偿将是极好的。于是Widlar基于电流镜的经验，设计出了CTAT（负温漂系数电路），从物理原理上证明了输出电压可以和温度无关。电压准确度被精确钉在了5mV以内，即千分之一。同时期，其他厂家在技术方面也是百花齐放。比如就职于Signetics的Hans Camenzind。他是专门做锁相环（PLL）的，特别希望得到一种可控频率的器件。不为别的，就是为了自己用方便。于是他做出了一种可调频率器件，命名为555振荡器。再比如Bill Hewlett和Dave Packard。别人用运放是为了防止振荡，他们一开始也是，结果他们接线接错了，做成了正反馈，电路振个不停平博pinnacle体育。两人一合计，算了，咱们就专门做振荡器吧。于是开了公司，公司名就用两人名字缩写好了。哦对了，那个公司名的缩写是HP，中文名是惠普。而他们公司的那条街后来变成了一个地名，叫做硅谷。那么基于这些技术的各类产品开始出现，比如无线电呀，比如音响啊，比如电视机啊，电线年代，MOSFET的成熟使得集成电路的维度和速度得到进一步的提升，世界开始了数字化进程，数字电子技术开始进入了世界舞台。一度曾经辉煌的模拟电子技术开始卸任舞台C位。可以看出，半导体的发展就是人类对于算力的不断追求后做出的选择。那么模拟电子技术现在已经不是主力了，更多的是服务于数字电子技术，成为了外围。
1966年，进入“中规模集成”阶段，每个芯片上有100到1000个元器件。
1969年，进入“大规模集成”阶段，每个芯片上的元器件达到10000左右。
1975年，跨入“超大规模集成”阶段，每个芯片上的元器件多达10000个以上，已经进入“微电子”时代。
从1960年至1980年的二十年间，芯片上元器件的“集成度”增加了1000000倍，每年递增率约为2倍。
多年以来，电子制造技术的发展都遵循摩尔定律。即当芯片价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目约每隔18-24个月便会增加一倍，技术性能也随之提升一倍。但是，随着集成电路集成度进一步提升，摩尔定律就会不准了，因为从芯片的制造来看，7nm是物理极限。一旦晶体管大小低于这一数字，它们在物理形态上就会非常集中，以至于产生量子隧穿效应，为芯片制造带来巨大挑战。
1965年4月，《电子学》（Electronics）杂志上发表了一篇对电子行业进行预期的文章，提出微处理器运算能力每12到18个月提高一倍，或者说是芯片从设计到制造过程中，工艺进步使得集成度翻倍，成本减半。[9]
1997年一片集成电路中有40亿个晶体管；1997年，业内预测2006年芯片特征尺寸将缩小到100纳米。这意味着一种挑战，因为制造小于100纳米线宽的集成电路时，普通光源波长将大于其特征尺寸，常规光刻工艺失灵。英特尔公司领导的联合体采用光源为氙气的特别紫外线年，IBM公司采用X射线nm的制程下，一个集成电路上将有超过10亿个晶体管。
碳纳米晶体管：Carbon Nanotube Transistor，由碳纳米管（Carbon Nanotube）作为沟道导电材料制作而成的晶体管。根据大小形状的不同，碳纳米管的属性可以分为金属型和半导体型两种。
碳纳米晶体管是由碳原子排列而成的微小圆柱体，比现在的硅晶体管小100倍，而且不用对它们逐个处理，即不用从大量的纳米光中去费力的寻找有用的电子属性个体。研究表明，碳纳米晶体管性能上可以和硅集体管一争高低， 而且碳纳米晶体管可以制造的更小。[12]硅芯片已经不能被制造得更小，因而必须寻找新的的制造计算机芯片的材料，碳纳米晶体管将是很好的选择。
2015年，Intel的处理器芯片Knights Landing Xeon Phi，内含约80亿个晶体管，采用12纳米制程；同年，IBM宣布了7纳米制程研制成功平博pinnacle体育，基于该技术的服务器芯片内含约200亿个警晶体管。
真正的纳米晶体管时代：分子晶体管技术诞生2016年，劳伦斯伯克利国家实验室的一个团队打破了物理极限，将现有的最精尖的晶体管制程从14nm缩减到了1nm，完成了计算技术界的一大突破！[6]
1nm晶体管由碳纳米管和二硫化钼基质相结合制作而成，二硫化钼担负原本半导体的职责，而碳纳米管则负责控制逻辑门中电子的流向。
贝尔实验室的关于晶体管的研究，成为成功的分子电子学实验之一。一些专家预测，不久后将出现能够随处放置的微电脑，而不需要持续充电。
2019年12月，有史以来最大的芯片（？？？）——Cerebras Wafer Scale Engine，由人工智能初创公司Cerebras Systems公司推出。一片12英寸晶圆仅做一颗芯片，专门面向AI任务！这颗巨型芯片，面积42225 平方毫米，拥有1.2 万亿个晶体管。几十年来，一直有“摩尔定律不久就会失效”的声音，但时至今日，它仍颠扑不破。集成电路发展取得突破的新消息仍旧不断传来，继5纳米后，3纳米芯片已在量产途中。
2020年12月17日，复旦大学微电子学院周鹏教授团队针对具有重大需求的3—5纳米节点晶体管技术，验证了双层沟道厚度分别为0.6/1.2纳米的围栅多桥沟道晶体管（GAA，Gate All Around）。
2021年5月 凤凰网科技-快科技报道：目前，硅基半导体已经推进到5nm和3nm，单位面积容纳的晶体管数量逼近硅材料物理极限，效能无法逐年显著提升。 前不久，IBM公布了2nm技术路线，让人倍感振奋。虽然摩尔定律速度放缓，但硅晶片微缩的前景依然广阔。 日前，台大、台积电和麻省理工共同发布研究成果，首度提出利用半金属Bi作为二维材料的接触电极。它可以大幅降降低电阻并提高电流，有助于应对未来1纳米世代的挑战。
戈登·摩尔曾引用史蒂芬·霍金在硅谷回答同样问题时的言论：“他提出了两个技术极限，即光的极限速度和物质的原子本质。我非常同意他的观点。我们目前已经很接近‘原子’极限（原子的直径在0.01纳米到0.1纳米之间），而芯片的运行速度也越来越快，但离光速还很远。这两个都是最基本的自然法则，我们很难达到和超越这个极限。这也是未来几十年里工程师们需要接受的挑战。”
过去，硬件能力按照摩尔定律持续增长，算力方面的瓶颈还没有那么明显，但显然现在这个时刻，它开始 “失效” 了，硅基芯片开始逐渐到达物理极限，人们必须寻找更新、更高效的计算方式。同时，超高算力的计算机在能耗方面的问题也日渐凸显。
麻省理工学院的纳米光学先驱、“麦克阿瑟天才奖” 获得者马林索利亚奇（Marin Soljai）教授：结合前期的研究，提出了光计算设想。
现有的研究已经证明，光计算在处理某些问题时，能力明显优于电子运算，例如“矩阵乘法”，使用光可以基本上零延时、零能耗完成。
2015年12月24日，美国科罗拉多大学Berkeley校区、麻省理工学院、科罗拉多大学Boulder校区的研究人员开发出第一款光子芯片。用光来传输数据，速度比过去的芯片大幅提升，能耗也大大减少。研究者称这是第一款成熟的、用光传输数据的处理器。芯片每平方毫米处理数据的速度达到300Gbps，比现有的标准处理器快10倍甚至50倍。7000万个晶体管和850个光子元件（用来发送和接收光）组成2个处理器内核，整个芯片只有3 X 6毫米大。
2016 年，沈亦晨和导师 Marin 在 MIT 实验室初步验证了光子计算芯片的可行性。研究成果于 2017 年 6 月发表在顶级期刊 Nature Photonics，并荣登封面。2017 年，源自麻省理工学院的光子计算硬件开发公司曦智科技（全球第一家以光计算为核心的人工智能芯片公司）成立。2019 年初，他们发布了全球首款光子芯片原型板卡，成功将当时占据了半个实验室的整个光子计算系统集成到了常规大小的板卡上。2020年开始，逐步进入商业化应用阶段。