晶体管

四、晶体逻辑门：晶体管和布尔逻辑

五、变压器：电力传输

1. 当前CPU上的晶体管已经远远不是千万级别的概念，而是数个billion。

2. 目前最先进的制程工艺是Intel 刚刚公布的14nm工艺，Fin Pitch小于 50nm，可以说是技术上的一个飞跃了。关于所谓的14nm，实际只能初略的反映工艺的一个技术节点，真正的沟道长度要比14nm要长一些。

3. 关于14nm之后的技术，目前理论预测的极限大概在3nm左右。出去开会的时候和一些工业界的大牛们有过一些学习，据说目前10nm已经完成了大规模生产最初阶段的论证，而7nm也基本完成了实验室阶段的研发。感觉5nm，甚至是3nm只是时间上的问题。

4. 关于CPU的生产流程，实际只包含Intel的工艺是不完整的。目前技术上有两大阵营，一者是Intel为首的Bulk Si FinFET 技术，一者是IBM为首的 SOI Si 技术，两者技术各有利弊。

5. 关于那么多晶体管是怎么弄上去的，实际最本质的还是光刻技术 Photolithography,随着特征尺寸的缩小，光刻的重要性已经上升到无法上升的地步了，以至于出现了EUV Extreme ultraviolet lithography 和Multiple patterning Multiple patterning 等诸多逆天的技术，光这些技术都可以说上很多文字了。

NXP MRFX1K80射频功率LDMOS晶体管将高射频输出功率与卓越的坚固结构和热性能完美结合。 MRFX1K80晶体管设计用于在65V CW（连续波）时提供1800W功率，适用于1MHz到470MHz的应用，并且能够处理65:1的电压驻波比(VSWR)。

MRFX1K80射频功率LDMOS晶体管可耐受较高电压，因此能够实现更高的输出功率，从而有助于减少采用的晶体管数量、简化功率放大器的复杂性并减小其尺寸。借助这种耐高压特性，还可降低系统中的电流，从而限制直流电源上的应力并减小磁辐射。

另外，MRFX1K80还与前一代NXP LDMOS晶体管引脚对引脚兼容，可让射频设计人员重复使用现有的印刷电路板(PCB)设计，以缩短产品上市时间。

MRFX1K80射频功率LDMOS晶体管有两种封装类型可供选择。 MRFX1K80H采用NI-1230气腔型陶瓷封装，具有0.09ºC/W的低热阻。MRFX1K80N采用OM-1230超模压塑料封装，热阻通常会低30%。

多年来这个定律一直在发挥作用。第一个集成电路(由德州仪器的杰克•基尔比发明，见图)还只是一个笨拙不堪的大家伙，而现在晶体管已需用纳米(1米的十亿分之一)来计量。人们以摩尔定律的发展速度创造了快速而智能化的计算机，图案漂亮并将世界联接在了一起。从摩尔博士创立这个定律的时候起，人类就进入了一个不可思议的信息技术时代。本来一个不经意的发现竟有如此强大的生命力。

　　其实它并不是一条真正的定律，而只是一种现象，一种对技术发展漫漫征程的描述，发展的每一步都包含着具体的技术变革(见图表)。技术发展势不可挡，已成预言般的信条。晶体管的每一次“缩身”，都是朝着它们的最小尺寸迈进了一步。如果按此定律继续发展， 20年之内，晶体管将会与几个单晶硅原子大小相当。

　　说得更精确一点，晶体管已经很小很小，在这样大小的空间中每个原子都变得举足轻重。原子太少它们之间的绝缘性消失，或者因 “量子隧穿”现象(一种电子自然消失、并在他处重现的现象)将电流泄漏到本不该流向的地方。不适当种类的原子太多效果同样不妙，这会影响晶体管的导电性。因此工程人员正在努力重新设计晶体管。这样看来，摩尔的预言在未来的一段时间里还将继续有效。

与开关模式电源不同，三相电机驱动逆变器通常使用低开关频率；只有几万赫兹。大功率电机尺寸较大，具有高电感绕组；因此，即使在低开关频率下，电流纹波也是可以接受的。随着电机技术的进步，功率密度增加；电机的外形尺寸变小，速度更快，需要更高的电频率。

具有低定子电感的低压无刷直流或交流感应电机越来越多地或专门用于伺服驱动、CNC（计算机数控）机器、机器人和公用无人机等精密应用中。为了将电流纹波保持在合理范围内，这些电机——由于其低电感——要求高达100kHz的开关频率；相电流纹波与PWM（脉冲宽度调制）开关频率成反比，并转换为机械中的转矩脉动，产生振动，降低驱动精度和效率。

那么工程师为什么不增加开关频率呢？正如工程中的一贯原则，这是一种折衷的做法。逆变器的功率损耗主要包括传导损耗和开关损耗。您可以通过减小开关元件（通常为MOSFET）的尺寸来降低给定工作频率下的开关损耗，但这会导致传导损耗增加。

在理想设计中，最高可实现效率受到半导体开关的技术的限制。使用传统的基于低压48V硅MOSFET的逆变器，40kHz PWM下的开关损耗可能已明显高于传导损耗，从而构成了整体功率损耗的绝大部分。为了耗散多余的热量，需要更大的散热器。不幸的是，这增加了系统成本、重量和解决方案总尺寸，这在空间受限的应用中是不期望的或不可接受的。

<br>美国劳伦斯伯克力国家实验室 Lawrence Berkeley National Laboratory www.lbl.gov）（简称伯克利国家实验室）近日宣布实现全球最小的晶体管！该实验室利用二维材料技术用二硫化钼、碳纳米管和二氧化绝缘体锆实现了栅极长度1nm的晶体管。该成功公布在最新一期《科学》杂志上。</br>

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