半导体产业已经成为全球市场中最大产业之一，企业媒体纷纷把目光投向了半导体的下一个发展地。而每一次的技术革命都会增加对智能设备的需求，半导体的重要性变得更加明显。
虽然人们对半导体产品比较熟悉，但是人类对半导体的变迁史缺未必知晓，接下来的内容，你将会了解到计算机和半导体是如何诞生和发展的。
欲望让计算机诞生的脚步加快
从家庭到社会，人类一直在探索如何简化日常活动，技术设备的不断升级成为了科学家关注的焦点。人类欲望的不断攀升，促使了简单机器的不断升级，更加能方便人类的生活。
计算机的前身：分析机
从古至今，人类从未停止对机器的发明，1871年查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）的分析机就是最具代表性的发明，也是现用计算机最原始的前身，只要在分析机（Analytical Engine）插入名为穿孔卡片（Punched card/Punch card）的输入信息载体，就可以进行任何数学运算：分析机读取穿孔卡片的指令后，反复进行各种数学运算，最后在机器的另一头输出其结果值。就跟红白机（Famicom）的运作原理一样，想玩什么游戏，就插什么游戏卡。
虽然分析机并没有最终完成，但是却给当时的发明家们不少的启发，分析机已经具备了当代计算的设计思想，输出设备和穿孔卡片相当于现在的存储器。严格意义上来讲，分析机是CPU的雏形。
分析机是用蒸汽作为动力源，是一台用金属和木材制作存储器和CPU，并用蒸汽作为驱动的“计算机”，但是并没有和电路挂钩。因此当时并没有掀起多大的风浪。
电力作为驱动
以电路为基础的计算机设备，可以更快更有效的控制信号，比蒸汽驱动更加先进。比蒸汽驱动为例，蒸汽必须达到一定的水平，才可以推动机器运转，蒸汽驱动反应较慢，设备成本较高，占地面积更大，效率较低。如果以电力为驱动，只需一个按钮就足够了，机器的体积也随之变小，反应速度和效率都大为提升。
数字积分计算机
电的出现让当时的人类萌生出以电控制计算机的想法，很多科学家开始尝试用电驱动计算机。其中电子数字积分计算机（ENIAC，Electronic Numerical Integrator and Computer）就是这一尝试的成果，ENIAC采用了真空电子管和各种电路来驱动计算机。从“真空电子管”这一名称就不难看出，ENIAC的动力源正是电力。
ENIAC的问世解决了当时不少的问题，相比于慢悠悠运作的齿轮，ENIAC也算是破天荒的运算速度了；但是弊端也非常明显，ENIAC体积庞大，大概占据了一个房间的面积，如此巨型的计算机，耗电量有达到了惊人的170KW，在当时的环境，如果想普及ENIAC，还有一段非常远的路要走。
世界在呼唤科学家们进一步的创新，此时晶体管出现了。
晶体管初问世
上文说道ENIAC采用了真空电子管，那这些电子元件的作用是什么呢？当时，人们已经明白只要能控制信号就可以制成运算机器。电驱动自动门作为蒸汽驱动的升级版，其运作原理也是一样，利用开关来控制流入引擎的电流，以此来完成对门的操作。
归根结底，其实计算机就是在蒸汽自动门的基础上，增加了大量的输入和输出，然后在其内部安装数千个输送管，连接形成各种复杂的逻辑结构。蒸汽自动门只有开门和关门的作用，但试想一下，在此基础上，还可以进一步延伸，比如用一根粗绳同时开两扇门，或设计一款人站在门口时不会关闭的安全门等。以此类推，计算机就是在蒸汽自动门的基础上，不断叠加升级的功能。“粗绳”和“蒸汽输送管”就相当于真空电子管。
当时，真空电子管是人类找到的最好的替代方案。它由电力驱动，没有像高压锅炉爆炸那样的危险，且运作速度也达到了每秒数十次。当然，真空电子管的缺点就是庞大的耗电量，因此个别真空电子管会经常损坏。为了制造更好的计算机，就要寻找比真空电子管更胜一筹的元件。
1947年，晶体管诞生。晶体管可以用微小的电量控制大量电流的流动，可谓是颠覆性的创造。科学家发现，只要使用以下两种半导体元件，就可以轻而易举地连接或断开信号（参见下图）。尽管其结构有些复杂，但原理却跟用粗绳控制蒸汽输送的道理一样。同年科学家还发明了一款名叫 BJT（双极结晶性晶体管）的产品，一直沿用至今。当然，晶体管的问世，也让半导体这一材料开始映入人们的眼帘。
MOSFET的创新与创造技术
1959年，贝尔研究所的研究员姜大元（Dawon Kahang）博士和默罕默德·阿塔拉（Mohamed M. Atalla）博士共同发明了一种金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET，Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor）MOSFET晶体管在硅晶圆上形成两种半导体层，并在此之上堆叠金属制成了平面型的晶体管，其最大的亮点就是生产效率得到了提升。
从图中可以看出MOSFET是一种平面结构，得益于这种结构，工程师可以再硅晶圆上制造出很多个MOSFET，如果体积控制的好，那在相同面积的晶圆上可以多镶嵌数十倍的晶体管，还可以直接把单个的MOSFET连接在一起。假设采用BJT晶体管制作CPU，即使BJT的制作过程再高效，想把数亿根BJT连接成CPU，仍然需要重复焊接以及将其固定在基板上的过程。相反，MOSFET可以一次性达到数亿根晶体管结合好的状态。正因为如此，“在硅晶圆上形成的MOSFET集合”在物理学上被“剥夺”了“半导体”的头衔。
