半导体革命
晶体管的发明
的发明的晶体管1947年约翰巴丁，沃尔特·h·布拉顿,威廉·b·肖克利贝尔研究人员的一名研究人员提供了一系列新设备中的第一个，这些新设备具有极大的潜力，可以扩大电子设备的用途(看到)．晶体管，以及诸如此类的后续发展集成电路，都是由结晶固体材料制成的半导体它们的电学性质可以通过添加极少量的其他元素在极宽的范围内发生变化。的电流在半导体中，它是由带负电荷的电子和“空穴”携带的，类似的带正电荷的实体。半导体中两种载流子的可用性是许多由这种材料制成的电子设备所利用的一种宝贵特性。
早期的晶体管是用锗作为半导体材料，由于将其提纯到所需程度的方法在这期间和之后不久就被开发出来了二战期间．由于半导体的电学性质对某些其他元素的最细微的痕迹极其敏感，在用于制造半导体器件的材料中，只能容忍十亿分之一的这些元素。
在20世纪50年代末，研究净化硅成功地生产出适于半导体器件的材料，大约从1960年起，新的硅器件被制造出来。硅很快成为首选的原材料，因为它比锗丰富得多，因此价格更便宜。此外，硅比锗在更高的温度下保持其半导体特性。硅二极管可以在高达200°C(400°F)的温度下工作，而锗二极管不能在85°C(185°F)以上工作。硅还有一个重要的特性，在当时没有得到重视，但对低成本晶体管的发展至关重要集成电路:硅，不像锗，形成一个顽强粘附的氧化物电影具有优异的电绝缘性能，当它被加热到高温的氧气存在。这种薄膜被用作掩模，以允许在半导体器件制造过程中引入修改硅电学性质的所需杂质。由光刻工艺形成的掩模图案允许在硅中制造微型晶体管和其他电子元件。
集成电路
到1960年，真空管迅速被晶体管所取代，因为后者变得更便宜，在使用中不会烧坏，而且体积更小，更可靠。电脑每个都使用了数十万个晶体管。这一事实，加上对紧凑、轻量化电子导弹制导系统的需求，导致了导弹的发明集成电路(IC)独立由杰克•基尔比的德州仪器公司1958年由Jean Hoerni和罗伯特·诺伊斯的飞兆半导体公司在1959年。基尔比通常被认为是发明了集成器件和电路元件都在一块硅芯片上，而诺伊斯则因为构想了将这些独立元件集成的方法而受到赞誉。
早期的集成电路在一块3毫米(0.12英寸)平方的硅芯片上包含大约10个独立的组件。到1970年，同样大小的芯片上的数字增加到1000个，而成本没有增加。第二年晚些时候，第一次微处理器介绍了。这个装置包含了执行计算机功能所需的所有算术、逻辑和控制电路中央处理器(CPU)。这种类型的大规模集成电路是由一个团队开发的英特尔公司这家公司还在1971年推出了内存IC。小型电子设备电脑化的条件已经具备。
在微处理器出现之前，计算机本质上是离散设备:主要用于数据处理还有科学计算。它们的大小从微型计算机，大小相当于一个小文件柜主机可以填满一个大房间的系统。微处理器使计算机工程师能够进行开发微型计算机这些系统只有午餐盒大小或更小，但具有足够的计算能力来执行多种商业、工业和科学任务。这种系统可以通过使用编程完成特定工作的标准部件来控制许多小型仪器或设备(例如，数控车床和用于点焊的单臂机器人设备)。这种设备内部的计算机硬件本身对用户来说并不明显。
这些初始应用所产生的对微处理器的巨大需求导致了大批量生产和成本的大幅降低。这反过来又促进了该设备在许多其他应用领域的使用——例如，在家用电器和汽车中，电子控制以前过于昂贵而无法考虑。集成电路持续发展技术产生了非常大规模的集成（超大规模集成)，大大增加了微处理器的电路密度。这些技术的进步，再加上成本的进一步降低带来的改善制造业方法,使可行的的大规模生产的个人电脑适用于办公室、学校和家庭。
到20世纪80年代中期，廉价的微处理器刺激了大量消费产品的计算机化。常见的例子包括可编程微波炉和恒温器、洗衣机和烘干机、自动调谐电视机和自动对焦摄像机、录像机和视频游戏、电话和答录机、乐器、手表和安全系统。微电子在商业上也崭露头角，行业、政府和其他部门。基于微处理器的设备激增，从自动柜员机(atm)和零售商店的销售点终端到自动化工厂装配系统和办公室工作站。
到1986年中期，容量为262,144位(二进制数字)的内存ic已经问世。事实上,戈登·e·摩尔英特尔的创始人之一，早在1965年就观察到，ic的复杂性大约每18-24个月翻一番，2000年仍然如此。这经验“摩尔定律”被广泛应用于预测未来集成电路制造的技术需求(看到)．
复合半导体材料
除了硅和锗之外，还有许多半导体材料存在，它们有不同的有用性质。碳化硅是复合半导体，唯一一种由两种元素组成的第四列元素周期表．它特别适合制造专门高温应用的设备。其他化合物由元素周期表第三列的元素(如铝、镓和铟)与v列的元素(如磷、砷和锑)结合而成，这是特别有趣的。这些所谓的III-V化合物用于制造半导体器件，以有效地发光或在异常高的频率下工作。
这些化合物的一个显著特征是它们实际上可以混合在一起。一个人可以产生砷化镓或者用铝代替镓或者用磷代替砷。当这样做时，材料的电学和光学性质会随着铝或磷用量的增加而不断发生微妙的变化。
除了碳化硅，这些化合物具有相同的性质水晶结构。这使得渐变成为可能作文，以及半导体材料在一个连续晶体体内的特性。现代材料加工技术使得这些成分变化可以在原子尺度上被精确控制。
这些特征在制作过程中得到了利用半导体激光器在相当大的范围内产生任意波长的光。例如，这种激光被用于光盘播放器和光纤通信的光源。