La evolución de los #transistores: de los laboratorios Bell a la computación molecular
En las décadas de 1960 y 1970, la electrónica dependía de transistores de unión. Bell Labs nos proporcionó este diseño y siguió siendo estándar durante mucho tiempo. Después de eso, el desarrollo del silicio experimentó grandes avances en la década de 1970. Presentación de transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico (MOSFET). Los MOSFET utilizan el mismo principio básico, pero cambian la ubicación del silicio. El silicio tipo N y el silicio tipo P están dopados con diversos metales y óxidos. ¿resultado? Los materiales son más baratos. Mejor diseño. Ofrezca a los ingenieros más flexibilidad.
Los ingenieros no se detuvieron ahí. Comenzaron a clasificar los transistores según todo, desde material semiconductor hasta potencias nominales. ¿Por qué? Esto se debe a que cada aplicación requiere funciones diferentes. La frecuencia de funcionamiento es importante. La estructura es importante. Luego vino un gran salto hacia la fabricación. Los ingenieros se dieron cuenta de que podían fabricar miles de transistores simultáneamente en una sola hoja de material semiconductor. Agregar el capacitor y la resistencia completa el circuito integrado.
Los llamamos patatas fritas. Pero dentro de estas pequeñas cajas hay miles de millones de diminutos transistores.
Desde la década de 1960, la densidad de los transistores se ha duplicado cada año y medio. Los ingenieros continúan empaquetando dispositivos en espacios más pequeños. Hoy en día, los transistores de silicio disponibles comercialmente miden menos de 45 nanómetros. Para poner esto en perspectiva, la arquitectura de la tarjeta gráfica GF100 de NVIDIA tiene más de 3 mil millones de transistores. Este es el chip más compacto jamás creado.
Pero estos transistores modernos parecen grandes en comparación con los transistores del futuro.
Investigadores de la Universidad de Yale y Corea del Sur han construido el primer transistor molecular del mundo. Hecho de una sola molécula de benceno. El tamaño no es la única victoria aquí. La eficiencia es real. Los chips actuales desperdician mucha energía en forma de calor porque no la suministran de forma totalmente eficiente. Los transistores moleculares tienen el potencial de resolver este problema. Estos pueden mejorar significativamente la eficiencia energética de los dispositivos futuros.
Los materiales también cambian. El grafeno se está convirtiendo en un serio contendiente. Transporta electrones mucho más rápido que el silicio. Según algunas estimaciones, los procesadores basados en grafeno podrían funcionar hasta 1.000 veces más rápido que los productos de silicio actuales.
軌道は明確です。 トランジスタは今後も研究を推進していきます。 コンピュータはより高速になります。 もっと安い。 より信頼性が高くなります。 携帯電話や音楽プレーヤーは、コストを下げながら超小型サイズに縮小されるでしょう. この変化の全範囲を想像するのは困難です. 60年以上前に発明されました.
トランジスタの力はハードウェアを超えて広がります. 重要なのは、それがテクノロジーの状況をどのように変えるかです. 結局のところ、私たちの社会です. これほど小さなコンポーネントではかなりの重量になります.
La historia del mundo digital actual no comienza con los teléfonos inteligentes o los servidores en la nube. Todo empezó en 1954 con el crujido de una pequeña caja de plástico.
Texas Instruments hace más que solo fabricar radios. Ellos suministraron los transistores que lo hicieron posible. Hasta entonces, los dispositivos electrónicos eran grandes, calientes y frágiles. Los tubos de vacío dominaron las ondas de radio. Necesitaban alto voltaje. Se quemaron. Regency TR-1 cambió las propiedades físicas de los medios personales. Este fue el primer producto de transistor fabricado comercialmente. Puedes guardarlo en tu bolsillo. Ya no tendrás que llevar contigo un receptor de gabinete.
Este no es sólo un nuevo dispositivo. Esta es una revolución del hardware.
Por qué los transistores son más importantes que las radios
Considere la diferencia de tamaño. Radio de tubo de vacío de alta resistencia. El Regency pesaba menos de 1 libra. La pérdida de peso no es un accidente. Este fue un resultado directo de la transición de los tubos de vacío al silicio de estado sólido.
¿Cómo funciona un transistor? Actúa como un interruptor. O un amplificador. Utiliza semiconductores para controlar la corriente. Este es el núcleo de toda la informática moderna. Cuando tocas la pantalla, la electricidad fluye a través de miles de millones de pequeños transistores. Interpretan tu toque. Renderiza la imagen. Todo se remonta al avance de 1954.
El Regency TR-1 es una prueba de concepto. Texas Instruments demostró la cadena de suministro. Esta asociación es un testimonio de la industria de los semiconductores. Cambió la inversión. El foco cambia. De repente, todos querían ser más pequeños. Más rápido. Un dispositivo operativo más fresco.
魔法の背後にある物理学
これがなぜそれほど重要なのかを理解するには、科学を調べる必要があります. 半導体は導体と絶縁体の間に位置します。 ここではシリコンが王様です。
バージニア大学の仮想研究所の研究によると、 これらの材料の挙動は原子構造に依存します. シリコンに他の元素をドーピングすると、電子の 流れを許可または遮断する領域が作成されます. これがトランジスタの基本的な仕組みです. その実装は複雑です.
リージェンシーは当初ゲルマニウムトランジスタを使用していました. その後、シリコンが引き継ぎました。 シリコンはさらに豊富に含まれています。 より高い温度にも対応できます。 より安定しています。 この材料科学の変化により、今日私たちが当然と思っている小型化が可能になりました. あなたのラップトップにはこれらのスイッチが何十億も搭載されています. それらはナノ秒以内に発射されます.
Superando los límites: transistores de una sola molécula
Esta tendencia aún no se ha detenido. Cada vez se hace más pequeño.
A finales de 2009, los investigadores habían logrado algo que parecía sacado de la ciencia ficción. Crearon un transistor de una sola molécula. Este no es material a granel. Esta era una molécula que actuaba como componente activo.
UPI informó sobre este acontecimiento en diciembre de 2009. El impacto es asombroso. Si los transistores pueden reducirse al tamaño de una sola molécula, ¿dónde termina esa reducción? Desafía los límites físicos de la Ley de Moore. Predice un futuro en el que los circuitos se construyen átomo a átomo.
No se trata sólo de hacer las cosas más pequeñas. Se trata de eficiencia. Menos calor. Menor consumo de energía. Más rápido. El camino desde Regency TR-1 hasta un interruptor de una sola molécula es una línea recta de optimización continua
