打算机芯片非常普遍，在当代险些看不见。我们可能知道他们正在处理地球上险些所有电子设备中的数字，但由于他们如此迅速有效地进行此操作，因此很随意马虎将其视为天经地义。
由于微芯片制造过程的不断发展，这种普遍性才有可能实现。那么我们从哪里来，我们本日在哪里，我们将利用这项技能去哪里？
第一个硅晶体管是在 1940 年代后期创造出来的，这是我们现在完备身处的数字时期涌现背后的催化剂。
在 1960 年代，英特尔创始人戈登摩尔不雅观察到晶体管的小型化意味着可以装入范例芯片的晶体管数量每两年翻一番。制造工艺长期坚持这一预测，从 1971 年的 10 微米到 2022 年的 2 纳米。
摩尔定律的影响是巨大的，有些人乃至认为它会自我实现。由于早期的制造工艺证明，更密集的芯片能够供应更多的处理能力，以及与之干系的提高生产力的技能，半导体品牌被勉励环绕每年翻一番的假设来组织研发事情。
值得把稳的是，早期芯片生产的成品率很低，多达十分之九的芯片无法利用，由于工艺禁绝确，并且涉及与易碎的硅晶圆进行物理打仗。光掩模对准器的创建将产量提高到 70%，并且从那里连续改进。
时期变迁和其他寻衅本日，由于像hzo这样的纳米涂层供应商，电子产品中芯片和 PCB 的稳健性得到了担保。达到这个阶段花了很永劫光，虽然我们可能熟习 21 世纪的耐堕落乃至防水技能的观点，但在险些所有其他情形下都是良性的污染物所带来的寻衅。随着芯片制造在 1980 年代和 90 年代加速发展，这一点意义重大。
从灰尘和毛发到紫外线，密封芯片生产线以防止最小的颗粒和外部滋扰变得至关主要。本日情形仍旧如此，由于硅晶片和用它们制造的芯片的薄弱性与当时一样。
在 20世纪后期，此时生产的任何变革都会导致重大耽误，由于芯片制造商要跟上新的哀求。连锁反应是涌现短缺，导致供应不敷和价格上涨，纵然只是暂时的。自那往后的几十年里，由于其他缘故原由，包括 2011 年日本地震和最近的 2020 年新冠疫情，涌现了短缺。纵然像这样的外部压力终极也会缓解，我们可能正处于从芯片短缺到过剩的过程中。
打破极限，超越硅如前所述，摩尔定律已被证明相称准确，我们现在正靠近不可能进一步增加范例芯片上晶体管密度的地步。这并不是由于缺少创新而导致制造工艺结束不前，而纯粹是由于从物理学的角度来看存在局限性。
自世纪之交以来，芯片制造商通过转向多核设置来办理这个问题，因此芯片不仅具有能够处理单个线程的单个处理器，而且具有能够同时处理多个线程的多个内核。这反过来又带来了软件编程办法的变革，由于针对多核硬件优化运用程序比考试测验在具有高时钟速率的单核上进行打算要好。
随着业界寻求确保摩尔定律不会结束不前，有多种材料被发起作为硅的替代品。从碳纳米管到利用光波处理信息的芯片，出息一片光明。专家们也对量子打算的潜力感到愉快，它利用量子领域的繁芜性来做硅已经可以实现的事情，但速率要快得多。
毫无疑问，选择下一步采纳哪一步的一个考虑成分将归结为如果摆脱硅基半导体，制造芯片的难易程度。任何替代品的生产过程都须要大略明了且包袱得起，否则就没有情由进行飞跃。
芯片制造的硬道理硅材料制造环球绝大部分的半导体产品，也是占比最大的半导系统编制造材料。在1950 年代初期，锗是紧张的半导体材料。但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到 1960 年代逐渐被硅材料取代。由于硅器件的泄电流要低得多，且二氧化硅是一种高质量的绝缘体，很随意马虎作为硅器件的一部分进行整合，至今半导体器件和集成电路仍旧紧张用硅材料制成，硅产品构成了环球绝大部分半导体产品。
自硅晶体管发明和早期微芯片问世以来，我们已经走过了漫长的道路。虽然在这种情形下我们可能并不总是依赖硅，但我们彷佛不会很快放弃它。
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