博文

[展望] 计算机：“再见，晶体管。辛苦了，谢谢您！”

已有 1991 次阅读 2023-12-4 22:33 |个人分类:集成电路（资料）|系统分类:科研笔记

汉语是联合国官方正式使用的 6 种同等有效语言之一。请不要歧视汉语！

Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations.

Not to discriminate against Chinese, please!

[展望] 计算机：“再见，晶体管。辛苦了，谢谢您！”

这个么，有点“标题党”了。

标题党是指用夸张的标题吸引人点击查看。

一、采用“场运算”的计算机，似乎可以绕过传统的晶体管

其实，传统的晶体管（结型，场效应）和我们人类告别，恐怕是今后很久之后的事情。

现在说的是：“场运算”概念已经诞生。计算机等需要的“算数加法”、“逻辑与”等，可以不使用传统的晶体管，而是直接利用某些客观存在的“场”分布式作用，直接进行多个“场”之间的算数或逻辑运算。

具体些，例如：

（1）“多栅极场效应管”，是用多个栅极形成的多个电场点之间的“算数加法”或“逻辑与”的运算结果，对场效应晶体管的导电沟道进行控制，以期实现相应的数学运算。

（2）直接利用2个或2个以上光线束同时照射同一区域。这样，就可以直接用光的强度来进行“算数加法”或“逻辑与”的运算。对于线性度好的光电效应材料，相当于直接做“算数加法”。设定阈值，可以改造为“逻辑与”运算。

真空三极管（1906, Lee de Forest, triode）兄唱主角也就 41年。晶体管（1947, transistor）兄唱主角已经 76年了。晶体兄应该知足了吧？

在未来“场运算”里，晶体管的表兄弟们唱主角了。从主角变成配角的，只是传统的典型的场效应管、双极型晶体管。

在未来唱主角的“光敏电阻、光电二极管、光电三极管、场效应光电管、雪崩光电二极管、……”，并非外人。它们是传统晶体管的亲戚！

二、采用“场运算”的计算机，可以是数字计算机，也可以是模拟计算机

目前看，可能数字“场运算”计算机容易制作。

“场运算”计算机，目前看仅仅是“实现计算的具体技术”的变化；计算机原理自身并没有变化。

尚不清楚与内存内计算 (In-Memory Computing)之间的关系。因为我还没有学习内存内计算 (In-Memory Computing)的原理。

三、“场运算”仍需各个领域的合作努力

特别是未来适合“场运算”的新材料、新工艺、新原理、……，仍然需要艰苦的研究。

“以史为鉴、开创未来，埋头苦干、勇毅前行。”

让我们复习一下“场效应管”的艰难历程吧！

Steve Leibson TIRIAS Research Steve2_小.jpg

图1 Steven Leibson

https://www.tiriasresearch.com/wp-content/uploads/2021/10/Steve2.jpg

https://www.tiriasresearch.com/about-2/steve-leibson/

（1） 2023-04-03, A Brief History of the MOS transistor, Part 1: Early Visionaries

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-1-early-visionaries/

（2） 2023-04-05, A Brief History of the MOS transistor, Part 2: Fairchild – The Big Engine that Couldn’t

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-2-fairchild-the-big-engine-that-couldnt/

（3） 2023-04-10, A Brief History of the MOS transistor, Part 3: Frank Wanlass – MOS Evangelist, Inventor of CMOS

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-3-frank-wanlass-mos-evangelist-inventor-of-cmos/

（4） 2023-04-17, A Brief History of the MOS transistor, Part 4: IBM Research, Persistence, and the Technology No One Wanted

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-4-ibm-research-persistence-and-the-technology-no-one-wanted/

（5） 2023-04-24, A Brief History of the MOS transistor, Part 5: RCA – The Persistent CMOS Contrarian

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-5-rca-the-persistent-cmos-contrarian/

（6） 2023-04-26, A Brief History of the MOS transistor, Part 6: Intel – The Third Time’s a Charm

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-6-intel-the-third-times-a-charm/

（7） 2023-05-01, A Brief History of the MOS transistor, Part 7: HP Loveland, The Hermit Chipmaker

https://www.eejournal.com/article/a-brief-history-of-the-mos-transistor-part-7-hp-loveland-the-hermit-chipmaker/

（8）2023-04-18，芯片的根本，MOSFET的前世今生

https://zhuanlan.zhihu.com/p/622785112

特别感谢《中国大百科全书》！

https://www.zgbk.com/

感谢《Computer History Museum》、

https://computerhistory.org/

《IEEE Xplore》、

https://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp

等众多的学术网站。

由于近10多天经常病的头晕、浑身乏力，眼下一时记不准近半年都看过的网站了。惭愧！

感谢众多的相关网站！

特别感谢《科学网》、《中国科学院科学智慧火花》等网站！

Lee de Forest’s vacuum tube would change everything.jpg

图2 Lee de Forest’s vacuum tube would change everything – thankfully for gigging guitar players everywhere, they weren’t all as big as that one. (Image: O. L. Shider form Triangle / Getty Images) 李·德·福雷斯特的真空管将改变一切——谢天谢地，到处都是吉他手，他们并没有那个大。（图片：O.L.Shider形成三角形/盖蒂图片社）

https://guitar.com/wp-content/uploads/2021/07/Leo-De-forest-Credit-O-L-Shider-form-Triangle-Getty-Images@1400x1050-1392x1044.jpg

https://guitar.com/features/opinion-analysis/jhs-josh-scott-guitar-amplifiers-history/

John Bardeen (left), William Shockley (center) and Walter Brattain.jpg