间就是生命。”
吴锡九补充道:“从现在来看,至少它不是我们所了解到的任何一种类型的电子管。
另外一个方向是晶体管,从功耗来看它更像是晶体管。
像我1955年的时候还在阿美莉卡念书,我在学术期刊上看到的TRADIC计算机,就和这个类似,体积小、功耗低、运行电压低,且无需预热。
当然我说的体积小是和电子管计算机比起来,从过去要占整整一个仓库,缩小到一个房间。
包括TRADIC的内部电路图和这个也很像。”
&nrized&nrne&nmputer,晶体管化机载数字计算机,由贝尔实验室为阿美莉卡空军开发的第一台全晶体管计算机,其开发始于1951年,并于1954年完成。
多说一句,这台设备虽然是给空军打造的,但它并没有被藏着掖着,1955年3月14日,贝尔实验室通过新闻发布正式宣布TRADIC为“第一台全晶体管计算机”,并配有照片,就是上图。
包括《大众电子》的1955年6月刊也报道了TRADIC,称其为“超级计算机”。
当时在麻省理工念书的吴锡九不知道TRADIC才不正常。
“但还是不符合常理,虽然晶体管能够进一步小型化,但小到这个程度,还是超出了我的想象。”
晶体管于1947年由贝尔实验室发明,1950年代进入实用化阶段。
TRADIC计算机使用了约700个晶体管。
1958年,德州仪器和仙童半导体的分别发明了集成电路,将多个晶体管集成到单一芯片上。
但哪怕是仙童的创始人罗伯特,他也只觉得未来能够集成数千个晶体管顶天了。
无论如何都想不到能集成到纳米级。
更别说此时华国对晶体管的认识还仅仅停留在不稳定的毫米级。
“咳咳,抱歉,我说两句。”谢希德举手道:“我认为我们不能浪费时间,要勇于做出判断,咳咳。”
谢希德是麻省理工学院的博士,也是复旦第一位女校长,常年从事表面物理和半导体物理的理论研究,56年被借调到燕京大学参与筹建半导体专业组的工作,58年的时候又回到申海。
她比燕京的专家们到的还要更早一点,在身体不适的情况下还是选择举家来攀枝花工作。
她说:“从理论的角度,它应该就是晶体管。
基于量子力学,硅的禁带宽度是1.12 eV和晶格常数是0.543nm,这二者已经被精确测定了。
晶体管的核心是PN结,通过掺杂控制电子和空穴的运动。
PN结的数学模型,描述了载流子扩散和漂移。而固体物理研究表明,材料的物理性质可能随尺寸减小而改变。
薄膜和微粒的研究已涉及微米级效应。海森堡测不准原理和波粒二象性表明,电子在微小尺度下表现出波动性,具体到纳米级会出现量子隧穿效应。
也就是硅晶体的晶格常数约为0.543纳米,原子间距在0.2-0.3纳米之间。理论上,晶体管的最小尺寸可能接近几个晶格单位,也就是纳米级。
一个10纳米的结构能够包含18-20个硅原子。
而载流子运动,电子和空穴的平均自由程在硅中约为10-100纳米。
若晶体管尺寸缩小至此范围,载流子仍可有效传输信号,理论上支持纳米级运行。
PN结的耗尽区宽度会随掺杂浓度增加而减小。固体物理表明,通过高掺杂和强电场,耗尽区可缩小至纳米级,维持开关功能。
电子的德布罗意波长在常温下约为10到50纳米。当器