Rewolucja, dzięki której możemy dziś surfować po sieci na lekkim,
działającym wiele godzin na bateriach laptopie podpiętym do internetu
za pomocą technologii WiFi
W 60 rocznicę powstania tranzystora przyjrzyjmy się jego historii i kilku przełomowym momentom.
Momentom dzięki którym możemy dziś czytać najświeższe wiadomości z internetu w telefonie komórkowym, surfować po sieci na lekkim, działającym wiele godzin na bateriach laptopie podpiętym do internetu za pomocą technologii WiFi. Czy też grać w gry o hiper realistycznej grafice na komputerze, którego karta graficzna dysponuje mocą obliczeniową podobną do tej jaką jeszcze 10 lat temu dysponowały tylko najpotężniejsze superkomputery. Jak to się wszystko zaczęło?
16 grudnia 1947: William Shockley, John Bardeen i Walter Brattain konstruują pierwszy tranzystor w Laboratoriach Bella.
1950: William Shockley opracowuje bipolarny tranzystor złączowy, urządzenie, które według dzisiejszych standardów jest najczęściej określane mianem tranzystora.
* 1953*: Na rynku pojawia się pierwsze komercyjne urządzenie wykorzystujące tranzystor — aparat słuchowy.
18 października 1954: Na rynku pojawia się pierwsze radio tranzystorowe, Regency TR1, które zawiera zaledwie cztery tranzystory germanowe.
25 kwietnia 1961: Robert Noyce otrzymuje pierwszy patent na obwód scalony. Pierwotne tranzystory były odpowiednie do odbiorników radiowych i telefonów, ale nowsze urządzenia elektroniczne wymagały czegoś mniejszego — obwodów scalonych.
1965: Powstaje Prawo Moore’a — w artykule opublikowanym w Electronics Magazine współzałożyciel Intela Gordon Moore przewiduje, że liczba tranzystorów w układzie będzie podwajać się co rok (dekadę później okres ten wydłużono do 2 lat).
Lipiec 1968: Robert Noyce i Gordon Moore zwalniają się z Fairchild Semiconductor i zakładają nową firmę o nazwie Intel (skrót od integrated electronics).
Lipiec 1969: Intel opracowuje pierwszą tranzystorową technologię krzemowej bramki PMOS. Tranzystory te nadal używają tradycyjnego dielektryka bramki w postaci dwutlenku krzemu (SiO2), ale wprowadzają nowe, polikrzemowe elektrody bramki.
1971: Intel wprowadza do sprzedaży swój pierwszy mikroprocesor – 4004. Miał on wymiary 0,32 cm na 0,16 cm, zawierał nieco ponad 2000 tranzystorów i był produkowany w 10-mikronowej technologii PMOS.
1978: 16-bitowy procesor 8088 zawiera 29 000 tranzystorów i działa z szybkością 5 MHz, 8 MHz lub 10 MHz. Kluczowa umowa z działem komputerów osobistych IBM podpisana w 1981 roku przewiduje, że mikroprocesor Intel 8088 będzie mózgiem nowego, przebojowego produktu IBM — IBM PC. Dzięki sukcesowi procesora 8088 Intel trafia na listę Fortune 500, a magazyn Fortune zalicza firmę do „triumfów biznesowych lat siedemdziesiątych”.
1982: Na rynku pojawia się mikroprocesor Intel 286, znany również jako 80286, który może wykonywać całe oprogramowanie napisane z myślą o jego poprzedniku. Procesor 286 zawiera 134 000 tranzystorów i działa z szybkością 6 MHz, 8 MHz, 10 MHz lub 12,5 MHz.
1985: Intel wprowadza do sprzedaży mikroprocesor Intel386™, który zawiera 275 000 tranzystorów — ponad 100 razy więcej niż 4004. Jest to układ 32-bitowy, który obsługuje wielozadaniowość, co znaczy, że może wykonywać wiele programów jednocześnie.
1993: Na rynku pojawia się procesor Intel? Pentium?, który zawiera 3 miliony tranzystorów i jest produkowany w technologii 0,8 mikrona.
* Luty 1999*: Intel wprowadza do sprzedaży procesor Pentium? III — krzemowy kwadrat o boku 2,5 cm, który zawiera ponad 9,5 miliona tranzystorów i jest wytwarzany w technologii 0,25 mikrona.
Styczeń 2002: Pojawia się najnowsza wersja procesora Intel Pentium 4, która działa z szybkością 2,2 miliarda cykli na sekundę i jest przeznaczona do wydajnych komputerów stacjonarnych. Procesor jest produkowany w technologii firmy Intel - 0,13 mikrona i zawiera 55 milionów tranzystorów.
13 sierpnia 2002: Intel informuje o kilku technologicznych przełomach w nadchodzącym procesie produkcyjnym 90 nm, takich jak wydajniejsze, bardziej energooszczędne tranzystory, rozciągnięty krzem, szybsze łącza miedziane i nowy materiał izolacyjny o niskiej stałej dielektrycznej. Jest to pierwsza w branży technologia produkcyjna, w której wykorzystano rozciągnięty krzem.
12 marca 2003: Pojawia się technologia mobilna Intel? Centrino? do laptopów, w tym najnowszy procesor mobilny Intel Pentium M. Procesor ten jest oparty na nowej mikroarchitekturze zoptymalizowanej pod kątem urządzeń mobilnych, wytwarzany w technologii 0,13 mikrona i składa się z 77 milionów tranzystorów.
26 maja 2005: Debiutuje pierwszy dwurdzeniowy procesor Intela przeznaczony na rynek masowy, Intel Pentium D. Zawiera on 230 milionów tranzystorów i jest wytwarzany w procesie produkcyjnym 90 nm.
18 lipca 2006: Do sprzedaży trafia dwurdzeniowy Dual-Core Intel? Itanium? 2 o (jak dotychczas) najbardziej skomplikowanej konstrukcji, zawierający ponad 1,72 miliarda tranzystorów. Procesory te są produkowane w technologii 90 nm.
27 lipca 2006 – Debiutuje najlepszy procesor na świecie – Intel? Core™ 2 Duo. Procesory te zawierają ponad 290 milionów tranzystorów i są wytwarzane w najbardziej zaawansowanych laboratoriach na świecie z wykorzystaniem intelowskiej technologii 65 nm.
26 września 2006 – Intel informuje, że projektuje ponad 15 produktów 45-nanometrowych przeznaczonych do komputerów stacjonarnych, urządzeń mobilnych i zastosowań korporacyjnych. Są one oparte na mikroarchitekturze „Penryn” wywodzącej się z Intel? Core™.
8 stycznia 2007: Udostępniając produkty czterordzeniowe nabywcy masowemu, Intel wprowadza do sprzedaży 65-nanometrowy procesor Intel? Core™ 2 Quad do komputerów stacjonarnych, a także dwa dodatkowe procesory czterordzeniowe do serwerów. Procesor Intel Core 2 Quad zawiera ponad 580 milionów tranzystorów.
29 stycznia 2007: Intel ujawnia przełomowe materiały tranzystorowe — izolator o wysokiej stałej dielektrycznej i metalową bramkę — które wykorzystuje do budowania izolacyjnych ścian oraz bramek przełączających w setkach milionów mikroskopijnych, 45-nanometrowych tranzystorów (czyli przełączników) wewnątrz wielordzeniowych procesorów Intel? Core™ 2 Duo, Intel Core 2 Quad oraz Xeon? następnej generacji o nazwie kodowej Penryn. Intel zbudował już działające mikroprocesory z tymi zaawansowanymi tranzystorami.
Od czasu wynalezienia pierwszego tranzystora w 1947 roku technologia szybko się rozwijała, kładąc podwaliny pod bardziej zaawansowane i wydajne, a jednocześnie bardziej ekonomiczne i oszczędne produkty. Pomimo tych postępów ciepło wydzielane przez tranzystor i upływ prądu elektrycznego pozostają kluczowymi przeszkodami na drodze do zmniejszenia tranzystorów i podtrzymania ważności Prawa Moore’a. Nie dziwi więc, że niektóre materiały używane do produkcji tranzystorów w ciągu minionych 40 lat trzeba zastąpić czymś innym.
Na potrzeby swoich 45-nanometrowych (nm) tranzystorów Intel opracował przełomowe materiały, których kombinacja pozwoliła uzyskać tranzystor o bardzo niskim upływie prądu i rekordowo wysokiej wydajności. Tworząc pierwszy działający procesor wykonany w technologii 45-nanometrowej — o nazwie kodowej Penryn, należący do nowej rodziny procesorów Intel? CoreTM 2 oraz Xeon? — Intel pokonał te trudne bariery i utrzymał w mocy Prawo Moore’a. Usunięcie tych ograniczeń doprowadzi z czasem do powstania energooszczędnych, tanich, bardzo wydajnych produktów komputerowych, od laptopów i urządzeń mobilnych do stacjonarnych komputerów PC i serwerów.
