我們生活在資訊時代， 電子技術對日常生活的影響無處不在。 人類認識、駕馭、利用電子的過程錯綜複雜， 充滿了戲劇化， 令人深思。 電子發展史裡有偉大的科學家、工程師， 有傑出的企業家， 也有目光如矩的投資者。 在探索的征程中， 有辛苦耕耘、有靈感突現、有無心插柳， 令人心馳神往。 電子科技的發展， 有好奇心的驅使， 有現實的需求驅動， 有前人努力的基礎， 有合作也有衝突。 在漸進的過程中， 電子技術的神秘面紗才緩緩展開。 人類即使在認識電流本質之前， 在電的應用方面就有了電報、電話、無線電報、電燈、各種電動機、發電機、電車、地下鐵、留聲機。
科技發展都有其偶然性、更有其必然性， 一個人物或一個組織在某一情形下的所作所為， 也可能影響事情發展的速度和方向。 伏特的電池、德福里斯特的真空三極管， 以及蕭克萊、巴丁、布拉頓的電晶體， 都是電子歷史上最重要的基本發明， 也觸發了其他技術的延伸。 貝爾實驗室對電子技術的綜合研發， 扮演了很重要的角色。
電子歷史從琥珀到黃沙（矽晶片及矽質光纖都是從沙中提煉出來的），
目錄
1 電磁科學基礎 Foundation of Electromagnetism：電磁本一家
2 電報 Telegraph：電流傳播資訊
3 電話 Telephone：聲音從電線上傳來
4 電燈與電氣化 Lighting & Electrification：電磁時代
5 無線電報 Radiotelegraphy：電磁波在空間傳播
6 真空電子 Vacuum Eletronics：控制電子
7 無線電與收音機 Radio：用無線電波傳送聲音
8 電視 Television：一維的電流訊號高速重組成二維光訊號畫面
9 雷達 Radar：無線電探向及測距
10 電腦 Computer：電子開關做計算
11 固態電子與電晶體 Solid State Eletronics/Transistor
12 晶片 Chip：集成電子元器件與連線
13 光電與磁憶技術 Photoelectric & Magnetic memory Technology
1 電磁科學基礎 Foundation of Electromagnetism：電磁本一家突破年份英文名中文名生平國籍主要貢獻1600William Gilbert吉伯特1544-1603英用科學方法研究電磁學， 命名“electron”1633Otto van Guerike蓋利克1602-1686普魯士發明靜電機，發電機和電動機是電機工業的核心，
2 電報 Telegraph：電流傳播資訊1837Samuel F. B. Morse摩斯1701-1972美電報主要發明人1844Alfred Vail費爾1807-1859美摩斯團隊主要成員， 可能是摩斯密碼創始人1837William Cooke柯克1806-1870英電報主要發明人1847Werner von Siemens西門子1816-1892德西門子公司創始人1865Lord Kelvin克耳文1824-1907英負責第二條橫跨大西洋電報電纜
電的最早的用途：傳播資訊， 在電報發明之前， 已發明了電磁鐵(1825)和繼電器(1827)。 所以最早的電線杆是用來架電報線的。 此時的電源還只有電池， 電線開始用的是鐵線， 很快就開始用銅線。 另外， 電報技術的硬體包括電池、手鍵、電線及電磁鐵。 手鍵關閉時，
電報從發明開始只用了短短的20年就覆蓋了全世界， 改變了人類的生活。 人類學會了用電來快速傳遞資訊， 在駕馭電子為己用的路途上邁出了一大步。
3 電話 Telephone：聲音從電線上傳來1876Alexander Graham Bell貝爾1847-1922美歷史上公認的電話發明者， 實情有爭議1876Elisha Gray格雷1835-1901美電話概念的首創者1876Gardiner Greene Hubbard胡霸特1822-1897美貝爾後來的岳丈， 電話專利的幕後推手1878Theodore Vail費爾1945-1920美貝爾電話公司及AT&T的創業者到了19世紀70年代，
電報已有了近30年的歷史，成了社會上不可缺少的通訊工具。新的電報線仍在不停的增建，但建築成本越來越高。當時有一個想法：可否在同一條電線上同時傳送多個不同的電報？有19世紀70年代中期，格雷和貝爾都在做這方面的研究。
電話的核心技術是把聲波轉換成電流訊號，格雷在他專利申請書上的想法是：把一根很細的導電鋼針固定在一張振動膜上，然後將鋼針的下半部浸在一杯導電的酸液中。對著振動膜講話時，聲波在空氣中的壓力變動會使薄膜上下振動，導致鋼針也隨著在杯中上下移動。這個微小的變動使得鋼針的電阻不停改變，結果轉變成電流的波動，搭載著原來的聲音訊號。收到電流訊號後，可再用電磁鐵及相連的薄膜，重現原來的聲音。
愛迪生的麥克風用的是磨碎的碳粉壓縮成的電阻，一面是一塊薄膜。聲音產生的氣壓變化，通過薄膜的振動，使得碳粉的密度隨之改變，導致電阻及電流的變動。
從電報到電話，人類在電磁技術上跨越了一大步。電報所傳送的訊息，是由手鍵的開關及時間的長短來決定的。摩斯密碼的訊號屬於數字型（Digital），傳播比較簡單。在發展電話時，最基本的技術是將強弱高低、自然波動的聲音訊號，轉換成同樣波動的電流，電話波動的訊號稱作“類比型”（analog）。
有了電話，以前只用來架電報線的電線杆，現在也可以用來掛電話線了。
4 電燈與電氣化 Lighting & Electrification：電磁時代1873Thomas Alva Edison愛迪生1847-1931美電報改良、電話麥克風、留聲機、蓄電池等18761879
電燈系統1892J. P. Morgan摩根1837-1913美重組GE、AT&T1887George Westinghouse韋斯汀豪斯1846-1914美西屋電氣公司創始人，交流電系統締造者1889Nikola Tesla特斯拉1856-1943美現代多相位交流電網設計者1847Werner von Siemens西門子1816-1892德西門子公司創始人，實業家，工程師1871Zenobe Gramme格拉美1826-1901比利時實用發電機及馬達發明人
早在1807年，大衛就用兩根尖的碳棒示範過電弧燈的原理。愛迪生1878年發明的“白熾燈”（incandescent lamp）的光來自一根因通過電流而變熾熱的燈絲。燈絲通電後，因消耗電能而發熱，先會呈現暗紅色；隨著溫度繼續增高，燈絲最後會發出白光，光的強度可由電流來控制。
1882年，建在曼哈頓珍珠街上的世界第一座商業性中央發電站開始營運。發電站用了愛迪生改良的發電機，重27噸，可發出100千瓦的直流電，電壓是110伏特，供給59戶人家的1200盞電燈。
隨著電燈與發電機的應用，電線杆又可以用來掛置傳遞強電的電線了。
5 無線電報 Radiotelegraphy：電磁波在空間傳播1888Heinrich Hertz赫茲1857-1893德第一人發現，產生及接收無線電波1901Guglielmo Marconi馬可尼1974-1937義大利創始無線電報通訊，示範電磁波橫跨大西洋1904John Ambrose Fleming夫萊明1849-1945英發明真空二極體麥克斯韋的電磁理論認為，激蕩的電流在某種情形下，一部分能量可轉化成電磁波，並從空間傳播出去。1888年赫茲發現無線電波後，很多富有創意的發明家開始探索其應用。1894年，20歲的馬可尼認為電磁波可用作通訊用途。雖然當時的電報與電話技術已廣泛應用，但有線技術有很多無法做到的領域，如船和岸上的通訊。馬可尼在家中做了不少實驗，發現只要把電源加大，天線舉得高，訊號的傳送距離就可以增加。不久他的無線通訊設備發出的無線電波可在3千米內直接通訊。
無線電波和光一樣都是電磁波，傳播的速度都一樣，只是波長及頻率不同而已（速度=波長*頻率)。
從伏特在1800年發明電池開始，到1901年馬可尼示範跨越大西洋的電磁波通訊，正好100年。在這100年裡，電報、電話、無線電報、電燈、各種電動機、發電機、電車、地下鐵、留聲機已普及。但有很多電的基本原理，人們仍然不懂。譬如說到底什麼是電流？是什麼東西在電線中流動？在應用上也有很多技術瓶頸問題無法解決。最迫切的有兩個難題：第一個是如何延長電話的傳送距離？第二個是怎樣把聲音訊號用電磁波傳送？這兩個技術問題的答案來自另一個研究領域，結果是帶領人類從電磁時代進入了電子時代。
6 真空電子 Vacuum Eletronics：控制電子1855Heinrich Gessler葛斯勒1814-1879德研究調試真空技術及研究氣態發光現象1878William Crookes克魯克斯1832-1919英發現陰極射線1897J.J.Thompson湯姆森1856-1940英發現電子1895Wilhelm Roentgen侖琴1845-1923德發現X射線1897Karl Ferdinard Braun布勞恩1850-1918德發明CRT及固態電子先驅1904John Ambrose Fleming夫萊明1849-1945英發明真空二極體1907Lee de Forest德福里斯特1873-1961美發明真空三極管英國的大衛在伏特發明電池幾年後，就在皇家研究院的地下室建造了一個巨大的電池，他用這個電池做了很多實驗。1807年，他將兩根磨尖碳棒放在很近的位置，然後施加高電壓，結果兩個碳尖之間發生電弧，產生白光，電流也同時在兩根棒之間的空氣中通過。大衛發現碳尖發光時極易氧化燃燒，於是他把碳尖放置于玻璃管中，再將玻璃管抽真空、把氧氣排除，希望可以延長碳尖壽命。但由於真空技術不成熟，實驗效果不理想。
1878年，英國人克魯克斯發現，如果在陰極和陽極間維持極高電壓，在高度真空時，仍有可觀的電流在兩極間流動，這種電流的流量已非真空中殘餘的離子可解釋，他命名這種電流為陰極射線（cathode ray）。
1897年，湯姆森得出結論，真空電流的陰極射線是由帶負電荷的粒子組成，被命名為電子（electron）。是原子構造中的一部分。湯姆森證實了電流的基本組成是帶負電的電子。在某些物質中可移動的電子很多，也很容易受電場影響而移動。這些物質就是很好的導電體，譬如銀、銅、鋁等。而在另一些物質中，可移動的電子很少，又難以受電場影響而移動，所以導電困難。這就是絕緣體。到了20世紀固態物理發展後，這些基本性質都可以精確地計算出來。
在真空實驗中，電子是由強力的電場把它們從陰極的固體材料表面上“拔”出來的。這些電子離開了固體環境，赤裸裸地暴露在真空中，最後給人認出了真面目。湯姆森還觀察到，把光照在特別處理過的陰極材料表面上，更多的電子會逃入真空，這個現象稱作“光電效應”（photoelectric effect）。後來愛因斯坦發展了理論根據，清晰地闡明了光子（photon）的原理，為此他在1921年得到諾貝爾物理獎。光電效應是發展陰極射線管（CRT）電視攝影機的核心技術。
1882年，愛迪生設計的白熾燈的燈絲是用竹子的碳纖維做成的，燈絲在熾熱時會蒸發一些黑色的碳粉，會貯留在燈光玻璃內壁，影響燈光的亮度。愛迪生為了解決這個問題，在電燈內燈絲的上方裝置了一塊銅片，連接一根銅線直接通出玻璃。實驗結果發現既沒有擋住碳粉也沒有改變碳粉的分佈，但發現了一個意想不到的現象：當銅片的電壓比燈絲更高時，有電流在銅片及燈絲間流動；但當銅片的電壓降到低於燈絲時，則沒有電流可通過。這是因為當碳質燈絲熱到高溫時，碳中的電子很容易像水汽一樣蒸發到真空中去，然後給銅片上的正電場吸引過去，導致電流由銅片流到燈絲。當銅片上的電壓低於燈絲時，銅片會排斥從燈絲散發出來的電子，所以沒有電流通過。1904年，夫萊明充分理解了這一原理，設計出了一個專為接收無線電應用（檢波）的“夫萊明管”（Fleming valve），又叫“二極體”（diode）。
1906年，德福里斯特請一個玻璃匠在二極體的陰極和陽極之間，安裝了第三個電極。他發現當電流在陽極和陰極間正常流動時，電流的強弱會受到第三極上所加的電壓影響。他把第三極從最初的一根銅線，改成來回扭曲的木柵形狀，結果第三極上施加的電壓對電流影響更大，並命名這個元件叫“三極管”（triode），又把第三極稱作“柵極”（grid）。三極管有兩個控制電子的重要功能：訊號放大和電流開關。當把一個微弱的訊號輸入到柵極時，在陰極與陽極之間會產生一個同樣的、但能量放大了的電流訊號。另外，當陽極與陰極間有正常電流流動時，在柵極加上負電壓，可即時關閉電流。三極管的原理可用電燈明暗調節開關來解釋：輕微旋轉開關，可改變燈光的明暗；按一下開關，可以快速開燈或熄燈。訊號放大是處理“模擬式”訊號時最重要的需求，而高速的開關則是處理“數位式”訊號最基本的運作。三極管對控制電子流動的功能，滿足了模擬與數位技術上最重要的需求，重要性無與倫比。
7 無線電與收音機 Wirless Radio：用無線電波傳送聲音1912Edwin Armstrong阿姆斯壯1890-1954美收音機核心技術主要貢獻者，包括振盪器、超外差接收器及頻率調幅(調頻FM)1904Reginald Ressenden費生登1866-1931加拿大第一次示範無線廣播1921David Sarnoff沙諾夫1891-1971美無線電及電視廣播事業主導1907Lee de Forest德福里斯特1873-1961美發明真空三極管19世紀末，馬可尼的無線電報雖然獲得了很大的應用，但其技術粗糙，基本上只能收發脈衝式的無線電波來代表摩斯密碼。怎樣才能用電線電波傳送聲音了呢？加拿大人費生登認為技術的關鍵在於需要一個持續而穩定的無線電波源，用來做載波，有了載波，就可以把聲音訊號搭在高頻的載波上。足夠靈敏的接收器收到載波訊號的強弱變化，就代表了聲音。但當時二極體和三極管都還沒有發明，人們所用的還是馬可尼的“火花間隙”電磁波源，無法承擔載波的要求。
1914年，美國人阿姆斯壯把三極管中放大訊號一部分再接回放大器輸入的地方（就是所謂的回饋式設計），電流會進入有序的振盪，這就是振盪電路，可以產生持續的無線電載波波源。
1934年，阿姆斯壯又發明了重要的寬頻頻率調變（frequency modulation，FM，調頻）技術，使得收音機接收到的聲音效果清晰而無噪音，音質遠比當時用的振幅調變（amplitude modulation，AM，調幅）技術更佳。
8 電視 Television：一維的電流訊號高速重組成二維光訊號畫面1884Paul Nipkow倪蔔可1860-1940德發明機械掃描技術1925John Baird貝爾德1888-1946英示範機械掃描電視機1927Philo Farnsworth法斯沃1906-1971美首次示範全電子電視機1929Vladimir Zworykin曹利金1888-1982美示範RCA電視機1939David Sarnoff沙諾夫1891-1971美領導第一次實地電視轉播電影或視頻的每一張畫面可看成是一個平面的二維光訊號，首先要把二維平面的光訊號轉變成一維的的電流訊號傳送出去，然後在接收到電流訊號後再即時重組二維畫面。這一切需要在很短的時間內完成，這樣才能看到像電影一樣的動態畫面。把二維的畫面轉換成一維的電流訊號，可看成是電視攝影機的功能，而把一維的電流訊號高速重組成二維畫面，則是電視接收顯示器（電視機）的功能。
CRT掃描的電子束碰撞CRT底部的螢光屏時會發光，而發出的光在每一點的亮度取決於電流當時的強度。這個原理可簡單的用來重組二維的畫面。
9 雷達 Radar：無線電探向及測距1936Robert Watson Watt華生·瓦特1892-1973英Chain Home雷達系統創始者1939John Randall欒道1905-1984英共振腔磁控管技術突破1939Henry Boot布特1917-1983英共振腔磁控管技術突破1942Robert Dippy狄丕不詳英GEE無線導航系統20世紀30年代，華生·瓦特認識到可以用無線電波來遙測遠方的目標，還可從發射無線電波到接收反射訊號的時差中，推算出目標的距離。雷達的英文字radar就是radio detection and ranging（無線電探向及測距）的簡寫。
雷達技術的無線電波的功率必須很高，因為只有一部分訊號反射回來，而且這訊號要走來回路程，消耗及散射的程度很大，為此，接收器的靈敏度也很重要。另一個條件是無線電波的頻率必須很高（波長很短），這樣才能用較小的天線而同時又能對目標有高的解析度。這種高頻率的電磁波統稱微波。
10 電腦 Computer：電子開關做計算1822Charles Babbage巴貝奇1792-1871英“差分機”機械計算器創始人1854Charles Boole布林1815-1864美二進位代數及邏輯創始者1937John Atanatorff阿塔那索夫1903-1995美二進位電腦概念創始者1946John Mauchly莫奇利1907-1980美全電子電腦ENIAC負責人1946J.Presper Echert艾克特1919-1995美全電子電腦ENIAC負責人1945John von Neumann馮諾依曼1903-1957美首創“內儲程式”及現代電腦結構概念早期計算器功能都用聰敏的機械方式來完成。到20世紀初，有了精確調整的電動機後，很多邏輯及計算的功能轉而用“機電”（electro-mechanical）辦法，如Mark I。隨著真空三極管的發明，20世紀30年代，Zuse就發明了真空三極管電腦。
1947Walter Brittain布拉頓1902－1987美點觸式電晶體發明人1947John Bardeen巴丁1908－1991美點觸式電晶體發明人1941Russel Ohl歐爾1898－1987美發現P-N接面1951Gordon Teal提爾1907－2003美發展拉單晶技術，製造第一枚電晶體1954
1949Jack Morton莫頓1913-1971美電晶體生產早期負責人，Bell實驗室研究主管1946Pat Haggerty海格提1914-1980美德州儀器公司總裁1957Akio Morita盛田昭夫1921-1999日本Sony創始人
Masaru Ibuka井深大1908-1997
1957Arnold Beckman貝克曼1900-2004美投資設立蕭克萊半導體實驗室，Bechman儀器公司創始人
從長途電話、收音機、電視機、廣播系統、雷達、無線導航、到全電子電腦，這些重要的發明及應用，都因三極管在訊號放大及電子開關兩方面的獨特性能，得到初步發揮。但要進一步發展已不容易，因三極管性能上有很多重大的缺陷，包括體積大、耗能高、易碎、價格高、可靠底低。如要克服這些難題，科技界需要發展出比真空三極管更好的放大器和電子開關。如果可能的話，將會是什麼技術？固態電子！沒有玻璃、沒有真空、耗能低、體積小、可靠性高。
半導體導電的程度取決於很多因素，所以很難控制。矽是一種半導體，完全無雜質及結構完善的矽晶，在室溫下幾乎不導電這是因為“能隙”的關係，矽晶內部沒有多少可自由流動的電子。但如滲入一些雜質，矽晶的導電性能就會改變。把磷原子放入矽晶中，會產生過多的電子，如果放入硼元素，則會“吸收”矽晶中本來的電子而產生空穴。所以在半導體內，同時有兩種不同的帶電體流動著。
1948年蕭克萊發明一個“三明治”式的設計，頂層及底層都由n型半導體組成，在兩者之間有一層超薄的p型半導體。如果在中間一層注入微小的電流，則一個放大的電流會經頂層n型半導體流入底層n型半導體。這種電晶體被稱為“接面電晶體”（junction transistor）。
12 晶片 Chip：集成電子元器件與連線1957Robert Noyce諾宜斯1927-1990快捷半導體及英特爾公司創始人，晶片發明人之一1959
1968
1957Gordon Moore摩爾1929-美快捷半導體及英特爾公司創始人，摩爾定律原創者1968Jean Ho erni何尼1924-1997美平面制程發明者1959Gene Kleiner克萊納1923-2003美快捷半導體創始人1972
1957Arthur Rock洛克1926-美英特爾與蘋果電腦主要投資者1968
1957Jack Kilby基爾比1923-2003美晶片發明人之一1971Ted Hoff霍夫1937-美第一個微處理器系統概念設計師1971Frederico Faggin費金1941-美第一個微處理器晶片設計師1969Willard Boyle鮑義爾1924-美電荷耦合器發明人之一1969George Smith史密斯1930-美電荷耦合器發明人之一1978Carver Mead米德1934-美電腦輔助晶片設計技術創始人1987Morris Chang張忠謀1931-美台積電創始人，開晶圓代工之新紀元1968Andy Grove葛洛夫1936-美英特爾創始人之一
1943年，英國的愛斯勒（Paul Eisler）發明了印刷電路板（printed circuit board，PCB）。
1959年，基爾比認為用擴散技術製造成的電晶體，本身就是一個三極管，但如果只用三極中的兩極，就是一個二極體，同時在負電壓（不導電的方向）的情形下，二極體可看成是一個電容器，而半導體材料本身就是電阻。所以，所有這些元件的功能在同一枚晶片中都存在。如果把這些元件設計好，再連接起來，就可以把整個電路製造在同一片矽或鍺晶片上。
諾宜斯提出，用平面制程可以很輕易地把三極管、二極體、電阻、電容等晶片上的元件，用光刻的金屬薄膜技術自然又可靠地連接在一起，形成積體電路。
電流通過摻有不同雜質的磷化鉀的p-n接面時，電子和電洞複合時會發出不同顏色的光。光的波長取決於半導體的能隙。適度地將紅、綠、藍光LED的光混合在一起，可產生白光。
－End－
電報已有了近30年的歷史，成了社會上不可缺少的通訊工具。新的電報線仍在不停的增建，但建築成本越來越高。當時有一個想法：可否在同一條電線上同時傳送多個不同的電報？有19世紀70年代中期，格雷和貝爾都在做這方面的研究。電話的核心技術是把聲波轉換成電流訊號，格雷在他專利申請書上的想法是：把一根很細的導電鋼針固定在一張振動膜上，然後將鋼針的下半部浸在一杯導電的酸液中。對著振動膜講話時，聲波在空氣中的壓力變動會使薄膜上下振動，導致鋼針也隨著在杯中上下移動。這個微小的變動使得鋼針的電阻不停改變，結果轉變成電流的波動，搭載著原來的聲音訊號。收到電流訊號後，可再用電磁鐵及相連的薄膜，重現原來的聲音。
愛迪生的麥克風用的是磨碎的碳粉壓縮成的電阻，一面是一塊薄膜。聲音產生的氣壓變化，通過薄膜的振動，使得碳粉的密度隨之改變，導致電阻及電流的變動。
從電報到電話，人類在電磁技術上跨越了一大步。電報所傳送的訊息，是由手鍵的開關及時間的長短來決定的。摩斯密碼的訊號屬於數字型（Digital），傳播比較簡單。在發展電話時，最基本的技術是將強弱高低、自然波動的聲音訊號，轉換成同樣波動的電流，電話波動的訊號稱作“類比型”（analog）。
有了電話，以前只用來架電報線的電線杆，現在也可以用來掛電話線了。
4 電燈與電氣化 Lighting & Electrification：電磁時代1873Thomas Alva Edison愛迪生1847-1931美電報改良、電話麥克風、留聲機、蓄電池等18761879
電燈系統1892J. P. Morgan摩根1837-1913美重組GE、AT&T1887George Westinghouse韋斯汀豪斯1846-1914美西屋電氣公司創始人，交流電系統締造者1889Nikola Tesla特斯拉1856-1943美現代多相位交流電網設計者1847Werner von Siemens西門子1816-1892德西門子公司創始人，實業家，工程師1871Zenobe Gramme格拉美1826-1901比利時實用發電機及馬達發明人
早在1807年，大衛就用兩根尖的碳棒示範過電弧燈的原理。愛迪生1878年發明的“白熾燈”（incandescent lamp）的光來自一根因通過電流而變熾熱的燈絲。燈絲通電後，因消耗電能而發熱，先會呈現暗紅色；隨著溫度繼續增高，燈絲最後會發出白光，光的強度可由電流來控制。
1882年，建在曼哈頓珍珠街上的世界第一座商業性中央發電站開始營運。發電站用了愛迪生改良的發電機，重27噸，可發出100千瓦的直流電，電壓是110伏特，供給59戶人家的1200盞電燈。
隨著電燈與發電機的應用，電線杆又可以用來掛置傳遞強電的電線了。
5 無線電報 Radiotelegraphy：電磁波在空間傳播1888Heinrich Hertz赫茲1857-1893德第一人發現，產生及接收無線電波1901Guglielmo Marconi馬可尼1974-1937義大利創始無線電報通訊，示範電磁波橫跨大西洋1904John Ambrose Fleming夫萊明1849-1945英發明真空二極體麥克斯韋的電磁理論認為，激蕩的電流在某種情形下，一部分能量可轉化成電磁波，並從空間傳播出去。1888年赫茲發現無線電波後，很多富有創意的發明家開始探索其應用。1894年，20歲的馬可尼認為電磁波可用作通訊用途。雖然當時的電報與電話技術已廣泛應用，但有線技術有很多無法做到的領域，如船和岸上的通訊。馬可尼在家中做了不少實驗，發現只要把電源加大，天線舉得高，訊號的傳送距離就可以增加。不久他的無線通訊設備發出的無線電波可在3千米內直接通訊。
無線電波和光一樣都是電磁波，傳播的速度都一樣，只是波長及頻率不同而已（速度=波長*頻率)。
從伏特在1800年發明電池開始，到1901年馬可尼示範跨越大西洋的電磁波通訊，正好100年。在這100年裡，電報、電話、無線電報、電燈、各種電動機、發電機、電車、地下鐵、留聲機已普及。但有很多電的基本原理，人們仍然不懂。譬如說到底什麼是電流？是什麼東西在電線中流動？在應用上也有很多技術瓶頸問題無法解決。最迫切的有兩個難題：第一個是如何延長電話的傳送距離？第二個是怎樣把聲音訊號用電磁波傳送？這兩個技術問題的答案來自另一個研究領域，結果是帶領人類從電磁時代進入了電子時代。
6 真空電子 Vacuum Eletronics：控制電子1855Heinrich Gessler葛斯勒1814-1879德研究調試真空技術及研究氣態發光現象1878William Crookes克魯克斯1832-1919英發現陰極射線1897J.J.Thompson湯姆森1856-1940英發現電子1895Wilhelm Roentgen侖琴1845-1923德發現X射線1897Karl Ferdinard Braun布勞恩1850-1918德發明CRT及固態電子先驅1904John Ambrose Fleming夫萊明1849-1945英發明真空二極體1907Lee de Forest德福里斯特1873-1961美發明真空三極管英國的大衛在伏特發明電池幾年後，就在皇家研究院的地下室建造了一個巨大的電池，他用這個電池做了很多實驗。1807年，他將兩根磨尖碳棒放在很近的位置，然後施加高電壓，結果兩個碳尖之間發生電弧，產生白光，電流也同時在兩根棒之間的空氣中通過。大衛發現碳尖發光時極易氧化燃燒，於是他把碳尖放置于玻璃管中，再將玻璃管抽真空、把氧氣排除，希望可以延長碳尖壽命。但由於真空技術不成熟，實驗效果不理想。
1878年，英國人克魯克斯發現，如果在陰極和陽極間維持極高電壓，在高度真空時，仍有可觀的電流在兩極間流動，這種電流的流量已非真空中殘餘的離子可解釋，他命名這種電流為陰極射線（cathode ray）。
1897年，湯姆森得出結論，真空電流的陰極射線是由帶負電荷的粒子組成，被命名為電子（electron）。是原子構造中的一部分。湯姆森證實了電流的基本組成是帶負電的電子。在某些物質中可移動的電子很多，也很容易受電場影響而移動。這些物質就是很好的導電體，譬如銀、銅、鋁等。而在另一些物質中，可移動的電子很少，又難以受電場影響而移動，所以導電困難。這就是絕緣體。到了20世紀固態物理發展後，這些基本性質都可以精確地計算出來。
在真空實驗中，電子是由強力的電場把它們從陰極的固體材料表面上“拔”出來的。這些電子離開了固體環境，赤裸裸地暴露在真空中，最後給人認出了真面目。湯姆森還觀察到，把光照在特別處理過的陰極材料表面上，更多的電子會逃入真空，這個現象稱作“光電效應”（photoelectric effect）。後來愛因斯坦發展了理論根據，清晰地闡明了光子（photon）的原理，為此他在1921年得到諾貝爾物理獎。光電效應是發展陰極射線管（CRT）電視攝影機的核心技術。
1882年，愛迪生設計的白熾燈的燈絲是用竹子的碳纖維做成的，燈絲在熾熱時會蒸發一些黑色的碳粉，會貯留在燈光玻璃內壁，影響燈光的亮度。愛迪生為了解決這個問題，在電燈內燈絲的上方裝置了一塊銅片，連接一根銅線直接通出玻璃。實驗結果發現既沒有擋住碳粉也沒有改變碳粉的分佈，但發現了一個意想不到的現象：當銅片的電壓比燈絲更高時，有電流在銅片及燈絲間流動；但當銅片的電壓降到低於燈絲時，則沒有電流可通過。這是因為當碳質燈絲熱到高溫時，碳中的電子很容易像水汽一樣蒸發到真空中去，然後給銅片上的正電場吸引過去，導致電流由銅片流到燈絲。當銅片上的電壓低於燈絲時，銅片會排斥從燈絲散發出來的電子，所以沒有電流通過。1904年，夫萊明充分理解了這一原理，設計出了一個專為接收無線電應用（檢波）的“夫萊明管”（Fleming valve），又叫“二極體”（diode）。
1906年，德福里斯特請一個玻璃匠在二極體的陰極和陽極之間，安裝了第三個電極。他發現當電流在陽極和陰極間正常流動時，電流的強弱會受到第三極上所加的電壓影響。他把第三極從最初的一根銅線，改成來回扭曲的木柵形狀，結果第三極上施加的電壓對電流影響更大，並命名這個元件叫“三極管”（triode），又把第三極稱作“柵極”（grid）。三極管有兩個控制電子的重要功能：訊號放大和電流開關。當把一個微弱的訊號輸入到柵極時，在陰極與陽極之間會產生一個同樣的、但能量放大了的電流訊號。另外，當陽極與陰極間有正常電流流動時，在柵極加上負電壓，可即時關閉電流。三極管的原理可用電燈明暗調節開關來解釋：輕微旋轉開關，可改變燈光的明暗；按一下開關，可以快速開燈或熄燈。訊號放大是處理“模擬式”訊號時最重要的需求，而高速的開關則是處理“數位式”訊號最基本的運作。三極管對控制電子流動的功能，滿足了模擬與數位技術上最重要的需求，重要性無與倫比。
7 無線電與收音機 Wirless Radio：用無線電波傳送聲音1912Edwin Armstrong阿姆斯壯1890-1954美收音機核心技術主要貢獻者，包括振盪器、超外差接收器及頻率調幅(調頻FM)1904Reginald Ressenden費生登1866-1931加拿大第一次示範無線廣播1921David Sarnoff沙諾夫1891-1971美無線電及電視廣播事業主導1907Lee de Forest德福里斯特1873-1961美發明真空三極管19世紀末，馬可尼的無線電報雖然獲得了很大的應用，但其技術粗糙，基本上只能收發脈衝式的無線電波來代表摩斯密碼。怎樣才能用電線電波傳送聲音了呢？加拿大人費生登認為技術的關鍵在於需要一個持續而穩定的無線電波源，用來做載波，有了載波，就可以把聲音訊號搭在高頻的載波上。足夠靈敏的接收器收到載波訊號的強弱變化，就代表了聲音。但當時二極體和三極管都還沒有發明，人們所用的還是馬可尼的“火花間隙”電磁波源，無法承擔載波的要求。
1914年，美國人阿姆斯壯把三極管中放大訊號一部分再接回放大器輸入的地方（就是所謂的回饋式設計），電流會進入有序的振盪，這就是振盪電路，可以產生持續的無線電載波波源。
1934年，阿姆斯壯又發明了重要的寬頻頻率調變（frequency modulation，FM，調頻）技術，使得收音機接收到的聲音效果清晰而無噪音，音質遠比當時用的振幅調變（amplitude modulation，AM，調幅）技術更佳。
8 電視 Television：一維的電流訊號高速重組成二維光訊號畫面1884Paul Nipkow倪蔔可1860-1940德發明機械掃描技術1925John Baird貝爾德1888-1946英示範機械掃描電視機1927Philo Farnsworth法斯沃1906-1971美首次示範全電子電視機1929Vladimir Zworykin曹利金1888-1982美示範RCA電視機1939David Sarnoff沙諾夫1891-1971美領導第一次實地電視轉播電影或視頻的每一張畫面可看成是一個平面的二維光訊號，首先要把二維平面的光訊號轉變成一維的的電流訊號傳送出去，然後在接收到電流訊號後再即時重組二維畫面。這一切需要在很短的時間內完成，這樣才能看到像電影一樣的動態畫面。把二維的畫面轉換成一維的電流訊號，可看成是電視攝影機的功能，而把一維的電流訊號高速重組成二維畫面，則是電視接收顯示器（電視機）的功能。
CRT掃描的電子束碰撞CRT底部的螢光屏時會發光，而發出的光在每一點的亮度取決於電流當時的強度。這個原理可簡單的用來重組二維的畫面。
9 雷達 Radar：無線電探向及測距1936Robert Watson Watt華生·瓦特1892-1973英Chain Home雷達系統創始者1939John Randall欒道1905-1984英共振腔磁控管技術突破1939Henry Boot布特1917-1983英共振腔磁控管技術突破1942Robert Dippy狄丕不詳英GEE無線導航系統20世紀30年代，華生·瓦特認識到可以用無線電波來遙測遠方的目標，還可從發射無線電波到接收反射訊號的時差中，推算出目標的距離。雷達的英文字radar就是radio detection and ranging（無線電探向及測距）的簡寫。
雷達技術的無線電波的功率必須很高，因為只有一部分訊號反射回來，而且這訊號要走來回路程，消耗及散射的程度很大，為此，接收器的靈敏度也很重要。另一個條件是無線電波的頻率必須很高（波長很短），這樣才能用較小的天線而同時又能對目標有高的解析度。這種高頻率的電磁波統稱微波。
10 電腦 Computer：電子開關做計算1822Charles Babbage巴貝奇1792-1871英“差分機”機械計算器創始人1854Charles Boole布林1815-1864美二進位代數及邏輯創始者1937John Atanatorff阿塔那索夫1903-1995美二進位電腦概念創始者1946John Mauchly莫奇利1907-1980美全電子電腦ENIAC負責人1946J.Presper Echert艾克特1919-1995美全電子電腦ENIAC負責人1945John von Neumann馮諾依曼1903-1957美首創“內儲程式”及現代電腦結構概念早期計算器功能都用聰敏的機械方式來完成。到20世紀初，有了精確調整的電動機後，很多邏輯及計算的功能轉而用“機電”（electro-mechanical）辦法，如Mark I。隨著真空三極管的發明，20世紀30年代，Zuse就發明了真空三極管電腦。
1947Walter Brittain布拉頓1902－1987美點觸式電晶體發明人1947John Bardeen巴丁1908－1991美點觸式電晶體發明人1941Russel Ohl歐爾1898－1987美發現P-N接面1951Gordon Teal提爾1907－2003美發展拉單晶技術，製造第一枚電晶體1954
1949Jack Morton莫頓1913-1971美電晶體生產早期負責人，Bell實驗室研究主管1946Pat Haggerty海格提1914-1980美德州儀器公司總裁1957Akio Morita盛田昭夫1921-1999日本Sony創始人
Masaru Ibuka井深大1908-1997
1957Arnold Beckman貝克曼1900-2004美投資設立蕭克萊半導體實驗室，Bechman儀器公司創始人
從長途電話、收音機、電視機、廣播系統、雷達、無線導航、到全電子電腦，這些重要的發明及應用，都因三極管在訊號放大及電子開關兩方面的獨特性能，得到初步發揮。但要進一步發展已不容易，因三極管性能上有很多重大的缺陷，包括體積大、耗能高、易碎、價格高、可靠底低。如要克服這些難題，科技界需要發展出比真空三極管更好的放大器和電子開關。如果可能的話，將會是什麼技術？固態電子！沒有玻璃、沒有真空、耗能低、體積小、可靠性高。
半導體導電的程度取決於很多因素，所以很難控制。矽是一種半導體，完全無雜質及結構完善的矽晶，在室溫下幾乎不導電這是因為“能隙”的關係，矽晶內部沒有多少可自由流動的電子。但如滲入一些雜質，矽晶的導電性能就會改變。把磷原子放入矽晶中，會產生過多的電子，如果放入硼元素，則會“吸收”矽晶中本來的電子而產生空穴。所以在半導體內，同時有兩種不同的帶電體流動著。
1948年蕭克萊發明一個“三明治”式的設計，頂層及底層都由n型半導體組成，在兩者之間有一層超薄的p型半導體。如果在中間一層注入微小的電流，則一個放大的電流會經頂層n型半導體流入底層n型半導體。這種電晶體被稱為“接面電晶體”（junction transistor）。
12 晶片 Chip：集成電子元器件與連線1957Robert Noyce諾宜斯1927-1990快捷半導體及英特爾公司創始人，晶片發明人之一1959
1968
1957Gordon Moore摩爾1929-美快捷半導體及英特爾公司創始人，摩爾定律原創者1968Jean Ho erni何尼1924-1997美平面制程發明者1959Gene Kleiner克萊納1923-2003美快捷半導體創始人1972
1957Arthur Rock洛克1926-美英特爾與蘋果電腦主要投資者1968
1957Jack Kilby基爾比1923-2003美晶片發明人之一1971Ted Hoff霍夫1937-美第一個微處理器系統概念設計師1971Frederico Faggin費金1941-美第一個微處理器晶片設計師1969Willard Boyle鮑義爾1924-美電荷耦合器發明人之一1969George Smith史密斯1930-美電荷耦合器發明人之一1978Carver Mead米德1934-美電腦輔助晶片設計技術創始人1987Morris Chang張忠謀1931-美台積電創始人，開晶圓代工之新紀元1968Andy Grove葛洛夫1936-美英特爾創始人之一
1943年，英國的愛斯勒（Paul Eisler）發明了印刷電路板（printed circuit board，PCB）。
1959年，基爾比認為用擴散技術製造成的電晶體，本身就是一個三極管，但如果只用三極中的兩極，就是一個二極體，同時在負電壓（不導電的方向）的情形下，二極體可看成是一個電容器，而半導體材料本身就是電阻。所以，所有這些元件的功能在同一枚晶片中都存在。如果把這些元件設計好，再連接起來，就可以把整個電路製造在同一片矽或鍺晶片上。
諾宜斯提出，用平面制程可以很輕易地把三極管、二極體、電阻、電容等晶片上的元件，用光刻的金屬薄膜技術自然又可靠地連接在一起，形成積體電路。
電流通過摻有不同雜質的磷化鉀的p-n接面時，電子和電洞複合時會發出不同顏色的光。光的波長取決於半導體的能隙。適度地將紅、綠、藍光LED的光混合在一起，可產生白光。
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