一、发展简史

1940年代~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。如果想提升性能，就要加更多部件，这导致更多电线，更复杂，这个问题叫“数字暴政”。
（分立元件的定义：只有一个电路元件的组件，可以是被动的（电阻，电容，电感）或主动的（晶体管或真空管））

1950年代中期，晶体管开始商业化（市场上买得到），开始用在计算机里。晶体管比电子管更小更快更可靠，但晶体管仍然是分立元件。

1959年，IBM把709计算机从原本的电子管全部换成晶体管，诞生的新机器IBM 7090，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。（未解决“数字暴政”的问题）

1959年，Jack Kilby用锗来做集成电路，锗很稀少而且不稳定。Robert Noyce 的仙童半导体公司用硅将集成电路变成了现实，硅的蕴藏量丰富，占地壳四分之一，也更稳定可靠。所以Noyce被公认为现代集成电路之父。开创了电子时代，创造了硅谷（仙童公司所在地）。
（与其把多个独立部件用电线连起来，拼装出计算机，不如把多个部件包在一起，变成一个新的独立组件，这就是集成电路（IC，Integrated Circuits））

起初，一个集成电路只有几个晶体管，即使只有几个晶体管，也可以把简单电路封装成单独组件。可以将这些集成电路进行组合设计，创造更大更复杂的电路，这是面临一个问题：集成电路之间还是需要连起来。
工程师再度创新：印刷电路板，简称PCB（printed circuit boards）。它通过蚀刻金属线的方式，将两个组件连接到一起。将PCB和IC结合使用，可以大幅减少独立组件和电线，做到相同的功能的同时更小、更便宜、更可靠。

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，需要全新的制作工艺——“光刻”登场。就是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，但可以制作出复杂电路。

二、光刻

1、晶圆（硅）——长的像薄饼干一样，用晶圆做基础，把复杂金属电路放上面，集成所有东西。
2、在硅片顶部加一层薄薄的氧化层，作为保护层。
3、再加一层特殊化学品，叫“光刻胶”。（光刻胶被光照射后，会变得可溶，可以用一种特殊化学药剂洗掉）
4、再加光掩膜（类似于胶片，上面印有要转移到晶圆上的图案），把光掩膜盖到晶圆上。

5、用强光照射，挡住光的地方，光刻胶不会变化。光照到的地方，光刻胶会发生化学变化，洗掉它之后，暴露出氧化层。

6、用另一种化学物质——通常是一种酸，可以洗掉“氧化层”露出的部分，蚀刻到硅层。注意：氧化后层被光刻胶保护住了。

7、为了清理光刻胶（未被照射的部分），我们用另一种化学药品洗掉它。

8、现在硅又暴露出来了，我们想修改硅露出来的区域，让它导电性更好，所以用一种化学过程来改变它，叫“掺杂”。“掺杂”通常用高温气体来做，比如“磷”渗透进暴露出的硅。改变电学性质。

8、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。然后用新的光掩膜，这次图案不同，在掺杂区域上方开一个缺口。

9、洗掉光刻胶（照射的部分），再洗掉氧化层。

10、再洗掉光刻胶（未被照射的）

11、然后用另一种气体掺杂，把一部分硅转成另一种形式，为了控制深度，时机很重要，不能超过之前的区域。

12、现在所有需要的组件都有了。最后一步，在氧化层上做通道，这样可以用细小金属导线，连接不同晶体管。再次用光刻胶和光掩膜，蚀刻出小通道。

13、洗掉光刻胶（照射的部分），再洗掉氧化层，再洗掉光刻胶（未被照射的部分）。

14、现在用新的处理方法，叫“金属化”，放一层薄薄的金属，比如铝或铜。但我们不想用金属盖住所有东西，我们想蚀刻出具体的电路，所以又是类似的步骤：用光刻胶+光掩膜，然后溶掉暴露的光刻胶，暴露的金属。

洗掉光刻胶（照射的部分）

洗掉暴露的金属化

洗掉光刻胶（未被照射的部分）

晶体管终于做好了，它有三根线，连接着硅的三个不同区域。每个区域的掺杂方式不同，这叫双极型晶体管（BJT）

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