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Evoluzione tecnologica: dal primo transistor ai giorni nostri

Transistor a contatto punto

Il transistor è sicuramente una della invenzioni più importanti di questo secolo ed è stato fondamentale nell'evoluzione che l'elettronica ha avuto. Prima di allora per amplificare i segnali elettrici venivano utilizzati i tubi a vuoto. Essi basavano il loro funzionamento sull'emissione di elettroni da parte di metalli riscaldati ed erano i primi dispositivi attivi, ovvero i primi dispositivi in grado di amplificare un segnale. Tuttavia avevano lo svantaggio di essere inaffidabili per problematiche legate al surriscaldamento e richiedevano molta energia. La svolta si ebbe nel 1947; per avere un'idea di come si sono evolute poi le cose partiremo da qui ed evidenzieremo gli anni e le scoperte più importanti.

1947 - Gli scienziati Bardeen e Brattain dei Laboratori Bell inventano il primo transistor: era il transistor a punto di contatto costituito da strisce di lamine d’oro su un triangolo di plastica, messe a contatto con una lastra di germanio. Del team faceva parte anche Shockley che non prese affatto bene l'esclusione dal progetto. Certo di poter migliorare il dispositivo, nell'arco di pochi mesi riuscì ad inventare il transistor a giunzione più affidabile e facile da costruire del precedente.

1958 - Venne realizzato il primo circuito integrato, ovvero venne realizzato su un singolo pezzo di silicio un circuito funzionante composto da diversi elementi attivi e passivi.

1960 - si raggiunge un livello di integrazione nei circuiti integrati definito SSI (small scale integration) che corrisponde ad un numero di componenti <100. Nello stesso anno vennero ideati i primi modelli MOS (metal oxide semiconductor) e alcune tecniche epitassiali consistenti nella deposizione di sottili strati di materiale cristallino su un substrato massivo.

1965 - in un articolo della rivista Electronics, Gordon Moore fece la supposizione che l'incremento della capacità elaborativa sarebbe raddoppiata ogni 18 mesi; tale legge prende il nome di Legge di Moore ed è tutt'oggi valida.

1965 -1970 - nell'arco dei cinque anni si raggiunse una scala di integrazione MSI (medium scale integration) con un numero di elementi < 1000 e successivamente si ebbero circuiti integrati in LSI (large scale integration) con un numero di elementi <100.000. Inoltre venne inventata la litografia a fascio elettronico, molto importante nei processi di fabbricazione.

1970 - vennero costruiti i primi circuiti integrai a transistori NMOS. Dalla Intel furono fabbricati il primo processore e la prima memoria DRAM.

1971 - venne inventata l'impiantazione ionica, un altra tacnica molto importante nei processi di fabbricazione.

1975 - si raggiunge un livello di integrazione VLSI (very large scale integration) con un numero di elementi che si avvicina al milione.

1980 - si ha il sorpasso dei circuiti integrati MOS utilizzati nell'elettronica digitale rispetto ai circuti con transistor bipolari.

1990 - appare la prima DRAM a 256MB. Inoltre si raggiunge un livello di integrazione ULSI (ultra large scale integration) con un numero di componenti che supera il milione.

2009 - primi transitor a 22 nanometri.

È sorprendente come le scoperte si sono susseguite ad un ritmo frenetico. Ma la domanda è, prima o poi questo processo evolutivo avrà fine? Quali sono i limiti? Le principali due minacce a mio parare sono da un lato i costi sempre più elevati che devono sostenere le aziende per poter produrre dispositivi sempre più piccoli con un'alta scala di integrazione e dall'altro ci sono i limiti fisici, in primis i problemi legati alla dissipazione di calore. Probabilmente prima o poi ci si troverà ad intraprendere altre strade e nuove soluzioni.

 

 

 

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