近日，科技媒體曝出臺積電的3nm芯片將實現每平方毫米近3億個晶體管的晶體管密度，提升了1.7倍。同時揚言要挑戰“摩爾定律”，讓科技界再次將目光放到晶體管的身上。
要了解通信，就一定要了解晶體管。晶體管不僅影響著通信發展歷史，作為“20世紀最偉大發明”，它也對後來出現的集成電路、微處理器以及計算機內存等產生深遠的影響。
晶體管誕生於1947年美國電話電報公司（AT&T）的貝爾實驗室。當時，晶體管的出現，結束了通過電子管（真空三極管）放大信號的歷史。同時也解決了電子管制作困難、體積大、耗能高且使用壽命短等運用問題。
歷史上第一個晶體管，是一個點接觸式晶體管。把間距為50 μm的兩個金電極壓在鍺半導體上，微小的電信號由一個金電極 (發射極) 進入鍺半導體 (基極) 並被顯著放大，然後通過另一個金電極 (集電極) 輸出，這個器件在1kHz的增益為4.5。
歷史上第一個晶體管
在首次試驗時，它能把音頻信號放大100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗一些。當時引起了科技界的巨大轟動，但是因為產品缺陷，第一個晶體管，並沒有被廣泛商用。
其背後的原因，就是點接觸型晶體管制造工藝複雜，致使許多產品出現故障，它還存在噪聲大、在功率大時難於控制、適用範圍窄等缺點。
也這是這些問題，給了晶體管的發展更多的空間。在1950年，第一隻“PN結型晶體管”問世了，(所謂PN結就是P型和N型的結合處。P型多空穴。N型多電子。)。這是我們今天看到的晶體管原型。
縱觀晶體管的發展歷史，晶體管從點接觸型到雙極晶體管，從複雜到簡單，從難以復刻到大批量生產，晶體管行業的發展，帶動了其他產業的日漸繁榮。
1953年，第一個採用晶體管的商業設備投入市場，而這個設備便是助聽器。在之後的幾年收音機的發展，帶動了晶體管產業的繁榮。隨著新的電子設備對晶體管提出來更高的要求，集成電路登上歷史的舞臺。
助聽器
在這之後，摩爾定律誕生。戈登·摩爾預測：未來一個芯片上的晶體管數量大約每18個月翻一倍。這個定律延續至今依然適用。
摩爾定律的出現，對晶體管行業發展產生了深遠影響。根據摩爾定律成立的前提，就是行業得到了充分肯定，並且擁有無限可能。同時，整個行業相較於其他行業而言，在技術發展不確定的前提下，擁有了約定俗成的週期。
這個週期，不僅是科學家競爭的時間節點，同時也是各大企業市場競爭的關鍵節點。所以當行業從業人員，乃至整個社會認同摩爾定律的時候，科學技術就在這個永動機的推動下，不斷前進。
摩爾定律出現後的第三年，因特爾公司成立。並在成立後的第二年成功開發出第一個PMOS硅柵晶體管技術。這些晶體管繼續使用傳統的二氧化硅柵介質，但是引入了新的多晶硅柵電極。
之後，以因特爾為代表的科技時代崛起，佈滿晶體管的英特爾處理器，被廣泛運用在各個領域。1978年，英特爾發佈了第一款16位處理器8086，含有2.9萬個晶體管。這個時候晶體管的大小，已經超出了肉眼的視線範圍。
因特爾&高通
到了2000年，高通以CDMA技術起步，逐漸主導全球移動通信基帶處理器行業的發展，並控制了全球2G/3G/4G核心芯片市場。
到了5G時代，基帶芯片市場開始分化，華為、三星、紫光展銳、臺灣聯發科技都是基帶市場的競爭者和參與者，高通的壟斷地位漸漸被動搖。
隨後晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的重要性日益顯露出來以後，為爭奪電子領域的優勢地位，世界各國展開了激烈的競爭。為實現電子設備的小型化，人們不惜成本，紛紛給電子工業以巨大的財政資助。
作為現代電器的最關鍵的元件之一的晶體管，之所以能夠大規模使用是因為它能以極低的單位成本被大規模生產。
目前數以百萬計的單體晶體管還在使用，絕大多數的晶體管是和二極管|-{A|zh-cn:二極管；zh-tw:二極體}-，電阻，電容一起被裝配在微芯片（芯片）上以製造完整的電路。
模擬的或數字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設計和開發一個複雜芯片的成本是相當高的，但是當生產時，設計和開發芯片的費用被分攤到數以百萬計的芯片上，因此在市場上每個芯片的費用通常並不會非常昂貴。
微處理器
一個邏輯門包含20個晶體管，而2005年一個高級的微處理器使用的晶體管數量達2.89億個。
伴隨著材料和工藝技術的發展，晶體管作為最重要的基礎元器件門類，晶體管技術一直以來都在高速發展中，這主要表現在新材料的開發、應用，以及工藝製程的不斷精進上。
在2016年，勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限，將目前最領先的晶體管制程工藝從14nm精進到了1nm，完成了計算技術界的一大突破。
1nm（納米）是什麼概念？是10的負9次方米，就是0.000000001米。以我們肉眼能夠看到的頭髮絲為例，1nm一根頭髮絲直徑的六萬分之一。如果和病毒相比，病毒的整體大小在30-60nm之間，所以，現在晶體管比病毒還小。
探尋科技發展的奧秘，我們能夠在通信發展歷史中，找到很多值得探討的技術節點。作為人類通信歷史中重大的發明，晶體管無疑是我們不能忽視的科技產品。
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