Trong lĩnh vực công nghệ thế kỷ 20, có thể nói Điện tử là ngành có ảnh hưởng lớn nhất đối với đời sống của con người.Trong lĩnh vực công nghệ thế kỷ 20, có thể nói Điện tử là ngành có ảnh hưởng lớn nhất đối với đời sống của con người. Điện tử là tivi, là tủ lạnh, là ô tô, là máy tính, là điện thoại di động, là tất cả những gì liên quan mật thiết tới cuộc sống hiện đại. Sự ra đời của bóng bán dẫn (transistor) đánh dấu cho một kỷ nguyên công nghệ rực rỡ bậc nhất trong lịch sử loài người.

Những tiến bộ vượt bậc về kỹ thuật thiết kế và sản xuất transistor đã tạo ra cuộc cách mạng trong việc tạo ra các sản phẩm điện tử nhỏ gọn hơn, mạnh mẽ hơn. Tiếc thay, kỹ thuật sản xuất transistor đã và đang vượt xa tầm với của ngành Điện tử nước nhà. Phải làm gì để theo kịp công nghệ điện tử của các nước Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan,...? Đó là một câu hỏi lớn cần được chính phủ giải đáp. Trong khi chờ đợi câu trả lời ở tầm vĩ mô, tác giả mong muốn góp chút gì đó để giới thiệu, mở đường cho những người quan tâm và yêu thích ngành công nghệ quan trọng bậc nhất này.



Lịch sử vi mạch

Năm 1947, J. Bardeen & W. Brattain (AT&T Bell Lab., USA) phát minh ra "Point Contact Transistor." - đây là một đột phá trong nỗ lực tìm ra thiết bị mới thay cho ống chân không. Dòng điện vào (bên trái hình tam giác) được truyền qua lớp dẫn điện (conversion layer) trên bề mặt bản Germanium và được khuyếch đại thành dòng ra (bên phải hình tam giác.) Sở dĩ thiết bị khuyếch đại dòng điện này có tên là TRANSISTOR vì nó là một loại điện trở (reSISTOR) hay bán dẫn (semiconducTOR) có khả năng truyền điện (TRANSfer).



Xem video dưới đây để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của Point Contact Transistor. Point Contact Transistor (dùng QuickTime player để xem)

Năm 1950, W.Shockley (AT&T Bell Lab., USA) phát minh ra transistor kiểu tiếp hợp. Đây là mô hình đầu tiên của loại bipolar transitor sau này.



Năm 1958, J.Kilby (công ty Texas Instruments, Mỹ) phát minh ra mạch IC (Integrated Circuit) đầu tiên, mở đầu cho thời kỳ hoàng kim của vi điện tử. Điểm quan trọng trong phát minh của Kilby là ở ý tưởng về việc tích hợp các thiết bị điện tử (điện trở, transistor, condenser) lên trên bề mặt tấm silicon.



Năm 1959, J.Hoerni và R.Noyce (công ty Fairchild, Mỹ) thành công trong việc chế tạo ra transistor trên một mặt phẳng silicon. Hình dưới là transistor với cả 3 cực (base, emitter, colector) cùng nằm trên một mặt phẳng.



Năm 1961, cũng chính J.Hoerni và R.Noyce đã tạo ra mạch flip-flop (với 4 transistor và 5 điện trở) trên mặt silicon.



Năm 1970, G.E.Smith và W.S.Boyle (AT&T Bell Lab., USA) tạo ra mạch CCD 8-bit.



Cùng năm 1970, J.Karp và B.Regitz (công ty Intel, Mỹ) tạo ra mạch DRAM 1103 với trên 1000 memory cells.



Năm 1971, M.E.Hoff, S.Mazer, 嶋 正利, F.Faggin (công ty Intel, Mỹ) tạo ra bộ vi xử lý 4004 với trên 2,200 con transistor.



Năm 2004, công ty Intel (Mỹ) chế tạo chip Pentium 4 với trên 42 triệu con transistor.


nhấn vào ảnh để phóng đại

Cùng năm 2004, Intel tung ra chip Itanium 2 (9MB cache) phục vụ máy chủ, với số transistor lên tới 592 triệu con.

Năm 2005, ê kíp liên kết giữa IBM, SONY, SONY Computer Entertainment, và Toshiba giới thiệu chip CELL đa lõi (multicore), hoạt động ở tốc độ 4GHz, đạt tốc độ xử lý lên tới 256 GFLOPS.

Chưa đầy 50 năm kể từ ngày Kilby đề xuất ra ý tưởng về IC, ngành công nghệ vi mạch đã đạt được những thành tựu rực rỡ. Sự tăng trưởng ở tốc độ chóng mặt của ngành công nghệ vi mạch là chìa khóa quan trọng bậc nhất trong cuộc cách mạng công nghệ thông tin hiện nay.

(C) Nguyễn Đức Kính @ nhatban.net