一个关于晶体管和硅的故事

20世纪最伟大的发明之一晶体管，现在你随便拿个手机就相当于拿起来百亿个晶体管。不要认为晶体管很复杂，其实就是开关。通电断电就是二进制的0101，与开关不同的是，晶体管不能人工控制。开关速度越快，计算速度越快。怎么才能又快还自动的按开关呢？那就是必须说到硅这种物质。这种材料能在科技史上有如此重要的地位，竟然是因为它太普通，普通到哪里都有。它作为导体的时候不上不下，比绝缘体好比金属差。而往往&34;一般都有大作为，硅就是做晶体管的不二之选。

硅原子核外电子最外层有四个价电子，这样硅原子之间就会手拉手，结合的很稳定，变成一个正四面体的空间网状结构。这样的结构自由的电子很难到处跑。

当纯硅中掺杂入拥有五个价电子的磷的时候，两个都可以形成空间网状结构。一边四个，一边五个，手拉手就有多余的电子可以自由跑，导电性能就更好了。这就是N形硅。同理掺杂入具有3个价电子的硼，一边四个一边三个有了空缺，电子就可以补缺，所以同样增加了导电性。这就是P型硅。

左边放一个N，右边放一个N，中间一个P，就这么夹在一起，晶体管两端电接触分别是源极和漏极。互相之间电子不会定向跑，所以处于断电的状态。要实现开关的功能，这里面还有一个电接触点，就是栅极。只要施加一个电压，电子从N到P，再到N。

晶体管就是一种基于输入电压控制的可变电流开关，电信号控制的开合。还有比这个更快的开关吗？还有比这个更快的0101吗？这还不是重点，重点是这开关可以非常非常的小。接下来走的路就是一条拼谁小谁多的升级之路了。我们平时说的7nm，5nm,3nm的晶体管，指的是栅极的宽度。

可以做到7nm是什么概念呢？差不多就是并排32个硅原子，这种工艺在我们常人理解已经是非常优秀了。

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