1959年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員Dawon Kahng和Mohammed Atalla開發(fā)了世界上第一個真正的緊湊型半導(dǎo)體MOSFET晶體管，這不是歷史上第一個晶體管，但它是第一個可以小型化并實(shí)際生產(chǎn)的晶體管。

　　當(dāng)我說“大量生產(chǎn)”時，我的意思是……

　　分析師吉姆·漢迪（Jim Handy）在與計算機(jī)歷史博物館的談話中估計，自1947年第一臺原型機(jī)以來，已經(jīng)制造了約13 sextillion（13后邊是21個零）個晶體管。

　　實(shí)際上，截至2018年，地球上的晶體管數(shù)量可能超過沙粒。

　　直到一年前，它們的規(guī)模一直在縮小。

　　早在1954年，色彩艷麗的TR-1“袖珍”收音機(jī)的售價相當(dāng)于今天的476美元。TR-1的四個昂貴晶體管對Regency來說意味著不到20％的利潤。

　　索尼TR-63于1957年投放市場。它裝有6個晶體管，售價約為今天的354美元。

　　體積更小，功能更強(qiáng)大，價格更便宜-利潤更高。

　　到1959年，美國有600萬臺個人廣播電臺，為這三家日本公司帶來了13億美元（以2020年的價格計算）的利潤。

　　2020年，每部iPhone 11有 85億個晶體管，每平方毫米芯片超過1.71億個。估計數(shù)字各不相同，但蘋果可能會從每售出的產(chǎn)品中獲利40％。

　　如今，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的價值約為4300億美元，而且還在不斷增長。

　　而且，正如我稍后將向您展示的，晶體管仍然可以變得更小，更普及。而且，同樣，他們?nèi)匀豢梢韵窦夹g(shù)一樣積累財富。

　　半導(dǎo)體：越小越好

　　從拳頭大小到亞微米大小，晶體管幾十年來一直與其經(jīng)濟(jì)和社會重要性成反比地縮小。

　　現(xiàn)在看來，半導(dǎo)體制造商正在提速，當(dāng)然，5G是這里的利潤催化劑。

　　智能手機(jī)行業(yè)正在全速向5G超寬帶發(fā)展。我們所說的理論速度比當(dāng)今的普通家庭Wi-Fi連接快20倍。

　　為了到達(dá)那里并充分利用優(yōu)勢，我們不僅需要功能強(qiáng)大的半導(dǎo)體，還需要傳感器，天線，大量硬件等。企業(yè)將經(jīng)歷有利可圖的升級周期，而這種情況以前從未見過。

　　世界上每個處理無線流量的服務(wù)器場也將獲得新的設(shè)備-從交換機(jī)到濾波器再到微處理器的一切。甚至筆記本電腦和許多臺式機(jī)都將很快配備更強(qiáng)大的無線網(wǎng)絡(luò)。

　　難怪英特爾公司表示，全面投資5G系統(tǒng)將是歷史上最大的資本升級計劃。根據(jù)IHS Global Insight的預(yù)測，這一5G部署預(yù)計將在未來10年內(nèi)產(chǎn)生約12.3萬億美元的全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。

　　在這種肥沃的環(huán)境中出現(xiàn)了半導(dǎo)體設(shè)計的新發(fā)展。

　　IBM與美國半導(dǎo)體代工廠Globalfoundries和三星電子有限公司合作，于4月宣布將開發(fā)5nm晶體管。以這樣的大小，您可以將300億個晶體管放入比普通指甲還小的空間。而臺積電已經(jīng)開始量產(chǎn)5nm芯片了。

　　這些進(jìn)步將使更多的設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)，延長設(shè)備的使用壽命和電池壽命，并提高原始計算能力-在此過程中賺了數(shù)十億美元。

　　當(dāng)然，要執(zhí)行上述操作，這些微型晶體管都需要實(shí)際正常工作。如您所見，由于數(shù)十億個晶體管僅安裝在一個移動設(shè)備中，因此絕對沒有希望手動檢查每個設(shè)備。

　　那就是電子設(shè)計自動化（EDA）出現(xiàn)的地方。這對于半導(dǎo)體的設(shè)計和良好的功能絕對至關(guān)重要。

　　圣何塞的芯片王

　　加利福尼亞州的Cadence設(shè)計系統(tǒng)公司的根源可以追溯到1988年，它是SDA Systems和Ecad Inc.合并的產(chǎn)物。

　　它是當(dāng)時硅谷領(lǐng)先的軟件和硬件設(shè)計公司之一。

　　如今，它已成為EDA的領(lǐng)導(dǎo)者，處理芯片，印刷電路板和所有相關(guān)硬件系統(tǒng)的核心開發(fā)工作。

　　Cadence的基于云的軟件使公司可以一次運(yùn)行數(shù)千個仿真，以查看其芯片設(shè)計在現(xiàn)實(shí)世界中如何工作。

　　可以想象，這節(jié)省了很多時間。當(dāng)時，飛思卡爾半導(dǎo)體的工程師使用該軟件執(zhí)行模擬的速度比通常每天使用的速度快10,000倍。

　　反過來，這將確保要求苛刻的應(yīng)用程序（例如5G）將提供消費(fèi)者期望的性能。

　　Microsoft的Xbox One游戲機(jī)使用四個由Cadence設(shè)計的處理器來創(chuàng)建沉浸式音景。該游戲機(jī)將于今年秋天發(fā)布。

　　AMD在其筆記本電腦芯片組和圖形卡的每一個中都使用Cadence的芯片設(shè)計工具。

　　在疫情影響下，半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會稱全球銷售額實(shí)際上在增長。在全球范圍內(nèi)，它們在7月份同比增長4.9％。在那段時間里，僅在美國，銷售額就增長了26.3％。

　　因此，以5G和小型化為主要驅(qū)動力，芯片行業(yè)在保持強(qiáng)勁發(fā)展。

　　在家工作，遠(yuǎn)程醫(yī)療甚至在線購物都是市場發(fā)展趨勢，多年來一直沒有出現(xiàn)任何問題，直到今年2月。

　　現(xiàn)在，美國88個人口最多的城市的互聯(lián)網(wǎng)速度下降了44％（而這可能僅僅是個開始）。