集成电路与摩尔定律的关系,摩尔定律的内容主要表述为集成电路上

在大概50年里，软件从纸带穿孔变成了面向对象的编程语言，在集成开发环境中写程序

大约1940-1960年代中期，计算机都由独立部件组成，叫分立元件，然后不同组件再用线连在一起
举例，ENIAC有1万7千多个真空管，7万个电阻，一万个电容器，7千个二极管，500万个手工焊点。
1950年代中期，晶体管开始商业化，开始用在计算机里，晶体管比电子管更小更快更可靠，晶体管依然是分立元件。
1959年，IBM把709计算机从原本电子管全部换成晶体管。
诞生的新机器IBM7090速度快6倍，价格只有一半，晶体管标志着计算2.0时代的到来
1960年，这个问题严重性达到了顶点，电脑内部常常一大堆电线缠绕在一起

解决方法 引入一层新抽象，封装复杂性
突破性进展是1958年，当时jack killby在德州仪器工作，演示一个电子部件：电路把所有组件都集成在一起。
简单来说，与其把多个独立部件连起来，拼接成计算机。
我们把多个组件包在一起，变成一个新的独立组件，这几是集成电路（IC）（integrated Circuits）。
几个月后，在1959年robert noyce 的仙童半导体，让集成电路变成了现实，killby用锗元素做成集成电路，锗少且不稳定，仙童半导体公司用硅，硅的蕴藏两丰富，且占地壳的四分之一。所以Noyce被公认为现代集成电路之父。
IC像电脑工程师的乐高积木，可以组合成无数种设计，但最终还需要连起来，创造除更大更复杂的电路，比如整个计算机，所以工程师再创新，印刷电路板（printed circuit boards）（PCB）
PCB可以大规模生产，无需焊枪或一大堆线，他通过蚀刻金属线的方式，把零件连到一起。
把PCB和IC结合起来，可以大幅减少独立组件和电线，但做到相同的功能，而且更小，更便宜，更可靠，三赢
许多早期的IC都是把很小的分立元件封装成一个独立的单元，例如这块1964年的IBM样品

不过，即使组件很小，塞5个以上的晶体管还是很困难，为了实现更复杂的设计需要新的制作工艺，光刻登场

简单说，用光把复杂图案印到材料上，比如半导体，它只有几个基础操作，但可以制作出复杂的电路
我门从一片硅开始，叫晶圆，长得像薄饼干一样


然后加一层特殊化学品，叫光刻胶，光刻胶倍光照射后，会变可溶，可以用一种特殊的化学药剂洗去

单单光刻胶本身，并不是很有用，单核光掩膜配合使用会很强大

把光掩膜盖到圆晶上，用强光照射，挡住光的地方，光刻胶不会变化，光找到的地方，光刻胶会发送化学变化，洗掉它后，暴露出氧化层
注意氧化层倍光刻胶保护住了
为了清理光刻胶，我们用另一种化学药品洗掉它

现在硅又露出来了，我们想修改硅露出来的区域，让它导电性更好，所以我们用一种化学过程去改变它，叫“掺杂”
掺杂通常用高温气体来做，比如磷渗透进暴露出来的硅，改变电学性质

我们还需要几轮光刻法来做晶体管，过程基本一样，先盖氧化层，再盖光刻胶

洗掉光刻胶，然后用另一种气体掺杂


最后一步，在氧化层上做通道，这样可以用细小金属导线，连接不同的晶体管
再次用光刻胶和光掩膜蚀刻出小通道

所以优势类似的步骤，用光刻胶+光掩膜，然后融掉暴露的光刻胶，暴露的金属


每个区域的掺杂方式不同，叫双极型晶体管

我们可以把光掩膜聚焦到极小的区域，制作除非常精细的细节。
一片晶圆可以做很多IC，整块都做完后，可以切割然后包进微型芯片

随着光刻技术发展，晶体管变小，密度变高
1960年初，IC很少超过5个晶体管，因为塞不下。
但1960年中期市场上出现超过100个晶体管的IC
1965年，端庄的羊看到了发展趋势，每两年左右，同样大小的空间，可以塞进两倍数量的晶体管，这叫摩尔定律。
芯片价格也急速下降，1962年平均50美元，下降到1968年2美元左右，如今就美分就可以买到IC。
晶体管小后，还有其他优势，晶体管越小，要移动的电荷量越少，能够更快的切换状态，耗电更少，电路更紧凑，还意味这延迟更低，导致时钟速度更快。
1980年，3万晶体管，1990年有100万晶体管，2000年有3000万个晶体管，2010年有10亿个晶体管

发展到现在14纳米，比红细胞小400倍，当然cpu不是唯一收益的，大多数的电子器件，都在指数发展：内存，显卡，固态硬盘，摄像头感光元件等等
如今的处理器，比如iphone 7的A10cpu有33亿个晶体管，面积仅仅1cm*1cm
如此多的晶体管无法使用人力绘制，1970年开始，超大规模集成软件（VLSI）（very-large-scale integration）用来自动生成芯片设计

科学家在研制波长更短的光源，投射更小的形状
2当晶体管非常小，电极之间只有几个原子，电子会跳过间隙，这叫：量子隧道贯穿，如果晶体管漏电，就不是好开关