1897年,劍橋大學約瑟夫·湯姆森,實驗證明了電子的存在。電子是構成物質的基本粒子之一,屬於一種帶負電的亞原子粒子,相對於原子核裡的質子與中子而言,電子的質量非常小,並同時具有粒子與波動的現象。流動的自由電子會產生電流,透過控制電流的運動路徑,便產生了各種電子科技的應用,而能夠控制帶電載子流動的元件,不論其大小或形式,都可稱之為電子元件。
電子科技發展大概不出兩大類,一是能量的轉換,二是信號的處理。例如,發光二極體(LED)便是將電能轉換成光能,CMOS半導體則作為訊號處理電路。雖然透過摩爾定律的進展下,使得電子科技的神通妙用似乎越來越廣大。不過,從電子科技不斷「化零為整」與「化整為零」過程中可以了解,其發展軌跡其實顯而易見,不是甚麼驚人的創舉,頂多如同孔恩所說的一種典範(paradigm)的精煉與實現罷了註一。
作為能量轉換主要有三大被動元件,一是電阻,二是電容,三是電感;而早期作為信號處理的應用則是真空管。真空管在1904年就被發明應用,但直到1946年才用真空管開發了首部電腦Eniac,接著1947年電晶體誕生,並逐漸代替真空管成為信號處理的利器。三大被動元件、電晶體、電路板、電源控制等一般稱之為電路元件,通常組合在各種消費性電子、家電產品上。
1958年發明了積體電路(IC),是將多數具有各種動作功能的相關電子元件,予以集合並相互連接,使達成某種動作功能的組合電路。剛開始積體電路的體積還是相當龐大,但隨著半導體製程的演進,同一單位面積可集合的電子元件就呈倍數成長了。原本的電路元件,相對於IC元件就被稱之為離散元件了,這就是一次電子科技「化零為整」與「化整為零」的過程。
接著IC可分為數位型、類比型與混合型三種類型。一般而言也可分為邏輯元件、記憶體元件、感測元件,以及其他電源控制元件等等,比較具有指標性的是由Intel在1970年開發出的4位元MPU元件,以及在1972年開發出的8位元MPU與EPROM,這是進入微電腦時代的里程碑。此時,台灣為了走向科技發展之路,在1973年成立了工業技術研究院,並在隔年1974年政府主導下決定全力發展IC半導體註二。
隨著晶片可集積的數量越來越龐大,以及整合技術的進步,電子科技又邁入了另一個層次,1994年由IBM提出了系統LSI(SoC)的概念,將邏輯、記憶體、感測等IC元件,加上AP、電源管理、BUS等統統整合在一顆單晶片上。所以,如今2018年,市面上許多電子產品幾乎都可以用一顆SoC來搞定,其餘結構只是一些延伸功能與人體工學的需要罷了。
那麼未來的電子科技又要化整為零到哪裡去呢?過去從各種Components一直不斷地Convergence,除了不停地增進本身運算與通訊效能外,未來的另一趨勢則是將此一智能化投向各行各業來應用,也就是所謂的Cybernation(自動控制)整合。從概念來說,PC可以是某大自動化系統的一個元件,手機板也可以嵌入在任何自動化系統中協同運作,這樣再一次的化零為整,對電子科技而言,只是一個必然的軌跡。