除非是Hi-Fi發燒友玩高級膽機，相信現在沒有多少人見過真空管。不過在半導體發開之前，上世紀五十年代的電腦，其運算器便是由真空管組成。當年的電腦體積龐大耗電驚人，其中美軍用來計算原子彈設計的ENIAC電腦，便佔用地方二千尺，使用了一萬八千個真空管，據說開機時會令費城所有電燈暗下來。真空管的樣子看起來似電燈膽，事實上真空管是電燈膽的副產品，當年愛迪生研究電燈膽時無意發現的。真空管的運作原理很簡單，它有三隻腳，一隻正極另一隻負極，第三隻腳則是正負極的開關。如果第三隻腳通電，正負極便有電流通過，若第三隻腳不通電，那正負極則不通電。其本上任何邏輯運算元件，都可以利用這零與一的開關砌出來。
半導體發明後，不論是體積，速度還是耗電，各方面都比真空管遠遠優勝，很快真空管便被淘汰了，從此電腦是半導體的天下。只有少數講求高電力輸出的應用，如音響和雷達系統之外，因半導體只能輸出低電力的緣故，才有必要繼續使用真空管。半導體邏輯運算的建造原理，與真空管年代並沒有改變，同樣都是用零與一的開關砌出來。分別只是零一開關以半導體來構造，在半導體結晶中加入不同的氧化雜質，讓電流控制其電阻值，從而製造出微型的電流開關。隨著半導體技術越來越進步，零與一開關的體積越來越細，去到只有十幾納米的時候，半導體中的雜質限制電子流動的速度，令開關的速度不能再提升。從前晶片的時脈每幾年翻兩翻，但自Pentium 4後已到了樽頸位，近十年時脈的速度差不多可說是停滯不前。
世事總是一個循環，當年半導體淘汰了真空管，到了今天半導體技術走到樽頸，卻走回來向真空管尋求突破。NASA的科學家在最新的研究中，成功用半導體來製造納米大小的真空管。嚴格來說這不是真空管，只是把氧化雜質那層半導體挖空，讓正負極之間成為真空狀態。電子在真空中的流動速動，因為沒有其他物質的阻擋，比在半導體中快很多，可以提升晶片的時脈達一百倍，令電腦的運行速度作三級跳，延續摩爾定律的生命。不過更突破性的應用，是可以打開THz的頻譜。這個頻譜位與微波（如無線電話）與雷射（如光纖）之間，目前沒有任何的量產技術能收發這頻譜。如果真空半導體THz收發技術成功投產，不單可以用來提高通訊的速度，還可以用這個頻譜可作透視檢查，因為這個波長可以穿透塑膠和布料，又不會如X光般強力放出輻射。