INTRODUCTION
半導體的進化與行動電話的變遷
自1940年代電晶體誕生以來,
半導體即不斷急遽進化。
本篇就著眼於我們日常不離手的智慧型手機,
來看看半導體的進化與行動電話的變遷具有什麼樣的關聯性。
行動電話的誕生
電話發明於1870年代,日本在1890年代即展開通訊服務。二次大戰後的經濟高度成長期,所謂的「黑電話」開始普及於各家庭。
其後,肩背式行動電話於1980年代正式登場。但此時的行動電話不僅配備重達約3公斤的電池,且僅能連續通話約40分鐘,基本費用也高達幾萬日圓。因此在日常生活中利用的僅止於記者等部分人群。為了讓任何人在任何地點都能進行通話,因此市場上追求研發更加小型化、輕量化且低價格的商品。
行動電話的顯著發展
1990年代後,行動電話在小型化、輕量化及多功能方面均取得顯著的發展,其主要得力於以高密度集聚多數半導體元件的LSI(=Large Scale Integration=大型積體電路)。
LSI具有進行運算的CPU與記憶體裝置功能,能以高速與低耗電量執行處理。因此在小小一台的行動終端內,除了以往的通話功能外,更能具備數據記憶、顯示器繪圖、相機拍照錄影、數據通訊等各種功能。
未來的裝置
2013年過後,智慧型手機的出貨台數已超過以往的「傳統手機」,這也與半導體技術有所關聯。舉例來說,螢幕畫面加大且解析度變高,能處理或記憶的數據量也大幅提升。這都是由於半導體更加微細化與高性能化,因此才能在更小的空間內進行更多且更快的資訊處理。
而今後的裝置將可能更加多元。舉例來說,擅長人工智慧處理的裝置、甚至是仿人腦的仿神經型態裝置、量子運算或量子感測器等量子裝置。在顯示器領域上,透過頭戴式顯示器的VR,抑或更加進化的立體影像「全像投影」、如同紙張般輕薄可折曲的顯示器。此外,在醫療領域上也可期活用多種裝置,舉例來說,能以更少負擔植入體內的裝置應該也會增加。
另一方面,目前的雲端電腦等半導體裝置的耗電量極大,不免面臨大幅省電化的重要課題,因此各種非揮發性裝置或嶄新材料的動力裝置等也倍受期待。伴隨著這些半導體技術的進化,舒適的生活圈今後也將持續擴展創新。
得力於半導體的高速通訊技術
談到裝置的進化,當然不能掠過通訊技術的提升。現今,隨時都有無以計數的機器進行網路連線,據說全球的數據量在10年內已增加超過10倍。
如此龐大的數據收發都歸功於各地建造的大規模數據中心,而其背後也得力於半導體及半導體製造裝置的進化。此外,今後於鄰近用戶的地點配置多個伺服器的「邊緣運算」也將正式步入軌道,與雲端電腦間的通訊量也會持續增加,通訊勢必需要更加高速化。而半導體的性能強化左右了今後通訊速度的提升,可稱得上是IoT時代不可或缺的技術主題。