سه دانشمند از آزمایشگاه مشهور Bell در آمریکا، به نام‌های جان باردین، والتر براتین و ویلیام شاکلی، موفق شدند در سوم اکتبر ۱۹۵۰ (۱۱ مهر ۱۳۲۹) گواهی ثبت اختراع ترانزیستور، یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های تاریخ بشر را دریافت کنند.
به گزارش تکناک، ترانزیستور یک قطعه کوچک و ساده با سه الکترود از جنس مواد نیمه‌رسانا است، که انقلابی بزرگ در جهان فناوری رقم زد و آغازگر عصر سیلیکون و نرم‌افزار شد؛ عصری که هنوز هم ستون فقرات تمدن دیجیتال و صنعتی بشر را شکل می‌دهد.
نخستین بار در دسامبر ۱۹۴۷، باردین و براتین موفق شدند نمونه عملی ترانزیستور را در آزمایشگاه Bell به نمایش بگذارند. آنها با استفاده از یک کریستال ژرمانیوم و اتصالات فلزی توانستند جریانی را تقویت کنند، بدون آنکه از لامپ‌های خلأ استفاده شود. سه سال بعد، در سوم اکتبر ۱۹۵۰، این دستاورد در قالب پتنتی با عنوان «عنصر مدار سه‌الکترودی با استفاده از مواد نیمه‌رسانا» ثبت شد. اختراع ترانزیستور نه‌تنها صنعت الکترونیک را متحول کرد، بلکه مسیر تاریخ فناوری را برای همیشه تغییر داد.
خداحافظی با لامپ‌های خلأ
پیش از اختراع ترانزیستور، تمام مدارهای الکترونیکی به لامپ‌های خلأ وابسته بودند. این لامپ‌ها که در اوایل قرن بیستم اختراع شده بودند، وظیفه تقویت سیگنال، سوئیچ کردن جریان و پردازش داده را بر عهده داشتند. اما اندازه بزرگ، مصرف بالای انرژی، تولید گرمای زیاد و شکنندگی، استفاده از آنها را در پروژه‌های بزرگ محدود می‌کرد.
ترانزیستور با ابعاد کوچک‌تر، دوام بالاتر و بازده انرژی بیشتر، جایگزینی ایدئال بود. این قطعه نه‌تنها فضای مدارها را کوچک‌تر کرد، بلکه به مهندسان امکان داد دستگاه‌هایی طراحی کنند که سبک‌تر، قابل‌حمل‌تر و ارزان‌تر باشند. رادیوهای جیبی، تلویزیون‌های مدرن، کامپیوترهای کوچک و بعدها گوشی‌های همراه، همگی فرزندان مستقیم این اختراع انقلابی بودند.
البته لامپ‌های خلأ کاملاً از بین نرفتند. هنوز هم در برخی حوزه‌های خاص مانند: آمپلی‌فایرهای گیتار الکتریک، سیستم‌های صوتی حرفه‌ای و تجهیزات نظامی یا علمی از آنها استفاده می‌شود، چرا که در برخی شرایط، کیفیت صوتی «گرم» یا مقاومت بالاتر در برابر تابش رادیویی را ارائه می‌دهند.
آغاز عصر سیلیکون با اختراع ترانزیستور
ترانزیستور در ابتدا با ژرمانیوم ساخته می‌شد، اما پس از مدت کمی، سیلیکون جای آن را گرفت. این تغییر باعث شد که صنعت نیمه‌رسانا دره کوچک سیلیکون ولی در کالیفرنیا را به پایتخت فناوری جهان تبدیل کند. از دهه ۱۹۵۰ تا امروز، میلیاردها ترانزیستور در قالب تراشه‌های فشرده در هر دستگاه دیجیتال از ساعت هوشمند گرفته تا ابررایانه حضور دارند.
پیشرفت در طراحی و ساخت ترانزیستورها چنان سریع بود که در سال ۱۹۶۵، گوردون مور، هم‌بنیان‌گذار شرکت اینتل، قانونی را مطرح کرد که بعدها به «قانون مور» شهرت یافت. بر اساس این قانون، تعداد ترانزیستورها در هر تراشه تقریباً هر دو سال دو برابر می‌شود و در نتیجه توان محاسباتی نیز رشد نمایی دارد. این پیش‌بینی تا دهه‌ها صادق بود و عملاً مسیر توسعه رایانه‌ها، گوشی‌ها و حتی هوش مصنوعی را تعیین کرد.
امروز نیز با وجود چالش‌های فیزیکی و محدودیت‌های اندازه اتمی، مهندسان هنوز راه‌هایی برای ادامه روند قانون مور پیدا می‌کنند، که از جمله آنها می‌توان به لیتوگرافی فرابنفش، ترانزیستورهای سه‌بعدی و طراحی‌های مبتنی بر گرافن یا مواد دوبعدی اشاره کرد.
انقلاب در سبک زندگی بشر با اختراع ترانزیستور
اختراع ترانزیستور فقط تحولی صنعتی نبود، بلکه تغییری فرهنگی و اجتماعی نیز بود. اگر رایانه‌ها در دهه ۱۹۴۰ در ابعادی به اندازه یک اتاق، کار می‌کردند، امروز میلیاردها ترانزیستور در تراشه‌ای به اندازه ناخن انسان جای گرفته‌اند. این کوچک‌سازی، پیدایش نرم‌افزارهای پیچیده، ارتباطات جهانی و اینترنت را ممکن کرد.
ترانزیستورها در هر لحظه از زندگی مدرن ما حضور دارند، در تلفن‌های همراه، خودروها، لوازم خانگی، تجهیزات پزشکی، ماهواره‌ها و مراکز داده‌ای که هوش مصنوعی را تغذیه می‌کنند. این اختراع، بستر اصلی پیدایش دنیای دیجیتال است؛ دنیایی که از دل سخت‌افزار برخاست و اکنون در ترکیب با نرم‌افزار و الگوریتم‌ها، به‌سوی هوش مصنوعی گام برمی‌دارد.
از سیلیکون تا هوش مصنوعی
اکنون که ۷۵ سال از ثبت اختراع ترانزیستور می‌گذرد، جهان فناوری وارد مرحله‌ای تازه از همان مسیر شده است. شرکت‌ها و پژوهشگران در سراسر جهان، از سیلیکون فراتر رفته‌اند و در پی ساخت «ماشین‌هایی با ذهن» هستند. هوش مصنوعی، که فرزند مستقیم انقلاب ترانزیستوری است، مرحله چهارم تحول صنعتی را رقم می‌زند؛ مرحله‌ای که در آن، مرز میان ذهن انسان و قدرت پردازش ماشین بیش از هر زمان دیگری باریک شده است.
ترانزیستور شاید در ظاهر قطعه‌ای کوچک باشد، اما تأثیری که بر علم، اقتصاد و جامعه بشری گذاشته، به‌مراتب بزرگ‌تر از اندازه فیزیکی آن است. این اختراع، پایه‌گذار جهانی شد که در آن سیلیکون و نرم‌افزار، زندگی انسان را به هم گره زده‌اند؛ جهانی که هر بیت اطلاعات و هر تصمیم هوشمندانه، مدیون همان سه الکترود کوچک است که ۷۵ سال پیش در آزمایشگاهی در نیوجرسی جان گرفتند.
