VLSI的历史

1920年代，一些发明家试图掌握控制固态二极管中电流的方法，他们的想法在后来的双极晶体管中得以实现。然而，他们的设想直到二战结束后才得以实现。战争时期，人们专注于制造雷达等军工产品，所以电子工业的发展没有之后那么迅速，但人们对半导体物理的认识逐渐提高，制造技术水平也逐渐提高。战后，许多科学家重新开始研究固态电子器件。1947年，著名的贝尔实验室研制成功了晶体管。此后，电子学的研究方向从真空管转向固态电子器件。

那时候晶体管看起来小巧高效。在1950年代，一些电子工程师希望开发基于晶体管的更先进和复杂的电路，这充满了期望。然而，随着电路复杂度的增加，技术问题对器件性能的影响逐渐引起了人们的关注。

像电脑主板这样的复杂电路往往需要很高的响应速度。如果计算机的元件太大，或者不同元件之间的导线太长，电信号就无法在电路中传播得足够快，导致计算机工作速度慢，效率低，甚至出现逻辑错误。

在1958中，德州仪器的jack kilby找到了解决上述问题的方法。他提出电路中的所有元件和芯片都可以用同一种半导体材料块制成。当时，他的同事正在休假。度假结束后，kilby立即展示了他的新设计。随后，他开发了这种新电路的测试版本。1958年9月，第一个集成电路研制成功。虽然这个集成电路还很粗糙，存在一些问题，但它确实是电子史上的一个创新概念。通过将所有元件集成在同一材料块上，并通过上金属化层连接所有部件，不需要分离的独立元件，从而避免了手动组装元件和导线的步骤。此外，电路的特征尺寸大大减小。随着电子设计自动化的逐步发展，制造过程中的许多工序都可以实现自动化控制。从那时起，将所有组件集成到单个硅晶片中的想法已经实现。小规模集成(SSI)时代始于20世纪60年代初，后来经历了中规模集成(MSI，60年代末)、大规模集成和超大规模集成(60年代初)。VLSI中的晶体管数量可以达到10000。