הודות למוליכים למחצה, המבנה התעשייתי השתנה. בואו לגלות מדוע המבנה התעשייתי השתנה בגלל מוליכים למחצה.
במהלך העשורים האחרונים העולם עמד בפני שינויים אדירים, ובמרכזם עמדה ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית המידע והתקשורת. מידע שהתפזר פה ושם בעולם האנלוגי נשמר בטרנזיסטור אחד, שבב אחד ומכונה אחת כמידע בינארי של 0 ו-1.
הודות להתקדמות הטכנולוגית התאפשרה תקשורת חופשית בין מכונות, ונכנסנו לעידן שבו ניתן לפתור בקלות את רוב בעיות הנוחות. ועכשיו, בעולם המקוון והדיגיטלי הזה, תעשיית השירותים מבוססת התוכנה צומחת במהירות בתוך פופולריות סנסציונית וביקוש עצום. מה הייתה תחילתה של המהפכה היסודית שיצרה מצב בו השתנו דפוסי ההתנהגות והמבנים התעשייתיים של אנשים? זהו הפיתוח של מוליכים למחצה ותחילתה של תעשיית המוליכים למחצה.
אז מה בדיוק עושה מוליך למחצה, וכיצד הוא מאחסן ומנהל מידע? מוליך למחצה פירושו מילולית חומר שהוא חצי מוליך וחצי מבודד (חומר שלא זורם דרכו זרם). המילה 'חצי', שחשובה כאן, פירושה שהוא יכול להיות מוליך או מבודד בהתאם לזמן. ואנחנו יכולים לשלוט בתכונות החשמליות הללו של מוליכים למחצה על ידי שינוי תנאים חיצוניים כגון אור, חום, מתח וזרם. כדי להסביר זאת בקלות באמצעות אנלוגיה, התיאוריה של אלקטרומגנטיות קלאסית כבר הוקמה בצורה מושלמת על ידי פיזיקאי בשם 『James Clerk Maxwell』 עוד לפני פיתוח המוליכים למחצה. לאנושות לא הייתה שום בעיה ליצור כלים (קבלים וסלילים) המכילים אנרגיה אלקטרומגנטית. עם זאת, לא הייתה טכנולוגיה ליצור ולהפעיל שסתום המחבר קערות זו לזו ושולט בתנועת האנרגיה ביניהן. במילים פשוטות, מוליך למחצה פירושו כלי עם שסתום או ברז. ישנם סוגים רבים של מוליכים למחצה, וכל מוליך למחצה שולט בפתיחה ובסגירה של שסתומים באמצעות שינויים במתח המופעל על עצמו, שינויים בעוצמת האור ושינויים בטמפרטורה. בנוסף לסוג הגירוי שהוא מגיב אליו, יש לו גם מסוף שדרכו זורם זרם. יש גם הבדלים תלוי כמה יש. כדוגמה מייצגת, ברצוני להציג את שני התקני המוליכים למחצה הפשוטים ביותר. לדיודה יש שסתום ושני מסופים, ובהתאם לשינויים במתח היא יכולה לאפשר לזרם מצד אחד לזרום לצד השני או למנוע ממנו לזרום בכלל. לטרנזיסטור שלושה מסופים, ותפקידו לחלק את הזרם הזורם ממסוף אחד ולשלוח אותו לשני הטרמינלים הנותרים ביחס ספציפי בהתאם לשינויים במתח.
עד כה נתתי הסבר קצר על הפונקציות של מוליכים למחצה. לסיכום שוב, מוליך למחצה הוא מכשיר שתפקידו לאגור, להזיז ולתפעל אנרגיה ומידע אלקטרומגנטיים. אז מה היה הכוח המניע מאחורי הצמיחה הנפיצה של תעשיית האלקטרוניקה, כולל תעשיית המוליכים למחצה, לאחר פיתוח התקני מוליכים למחצה ומהפכת ה-IT הנוכחית? זה החול שמכונה לעתים קרובות מתנת אלוהים בתעשייה, מתהדר בכמות השנייה בכמות הכמות הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ, ובהתאם הוא זול יותר. זהות החול היא סיליקון מחומצן, והסיליקון נמצא באמצע היסוד מקבוצה 4 בטבלה המחזורית של היסודות, מה שהופך אותו ליסוד המספק את תפקוד המוליכים למחצה המצוינים ביותר בין מוליכים למבודדים. הודות ליתרונות ולאפשרויות של חומרים זולים ושופעים אלה, נערך מחקר על התקני מוליכים למחצה במעבדות Nokia Bell. מאז הפיתוח של טרנזיסטור הצומת הדו-קוטבי במעבדות Nokia Bell, הפיתוח של טרנזיסטור אפקט השדה בוצע באופן פעיל בעיקר בארצות הברית. באופן מכריע, נקודת מפנה גדולה ואבן דרך הושגה באמצעות המעגל המשולב שפותח על ידי 『ג'ק קילבי』 ו『רוברט נורטון נויס』. הפיתוח של מעגלים משולבים היה כה משפיע שהוא קיבל את פרס נובל לפיזיקה למרות שזה לא היה תחום של פיזיקה טהורה. אם נסביר את כוחם של מעגלים משולבים בעזרת דוגמאות קלות שניתן לראות סביבנו, נוכל לראות את הדוגמה של רדיו שנעשה בהלחמה שהיה נגיש בקלות במהלך ימי הלימודים. כדי ליצור את הרדיו הזה, כל מה שהיה צריך לעשות זה לחבר את כל האלמנטים ללוח כראוי ואז לחבר אותם לכל לוח על ידי הלחמה. הסיבה היא שהנתיב שדרכו יכול לזרום זרם כבר תוכנן והוטבע על הלוח. לאחר עיצוב עיצוב כך שיתאים למטרה הרצויה, ייצור המוני אפשרי בעלות נמוכה מאוד פשוט על ידי הדפסה חוזרת של העיצוב על לוח כאילו חריטה או מריחת צבע. עם זאת, מה שעוד יותר מפתיע כאן הוא שעשרות אלפי טרנזיסטורים מחוברים כעת במעגל משולב בתוך שבב בודד, וכולם פועלים כראוי בבת אחת. למרות ששיטת הייצור קלה וזולה באופן מפתיע.
בקוריאה לבדה, חברות אלקטרוניקה מוליכים למחצה רבות, כולל סמסונג, LG ו-Hynix, השיגו קידום מוצר, מכירות וקידמה טכנולוגית יוצאת דופן בעשורים האחרונים. בקנה מידה עולמי, חברות כמו אינטל, פיירצ'יילד, טקסס אינסטרומנטס, קוואלקום וחברות אלקטרוניקה רבות אחרות בעמק הסיליקון שינו את העולם. האם מוליכים למחצה, שיצרו עידן חדש וחולל מהפכה כלכלית על ידי שליטה בזרימת האלקטרונים הבלתי נראית, הם הכוח החזק והקטן ביותר ששינה את העולם?