晶體管的６０周年華誕

今天，當人們津津樂道45nm、32nm的半導體制造工藝之時，你是否知道，其實有一項奠定了整個半導體產業的基礎技術，正在迎來它的60年華誕，那就是晶體管技術。

晶體管的誕生

1947年12月，3名貝爾試驗室的科學家共同發明了晶體管，從而開辟了現代電子時代，全球性產業也由此誕生。

自此人們與晶體管之間的聯系日益緊密，這源于1951年晶體管首次在LSI位于賓夕法尼亞州Allentown聯合大道(Union Boulevard)的原西屋電氣廠進行常規生產。西屋電氣(Western Electric)當時是一家集辦公室、實驗室、工廠于一體的公司。西屋電氣和貝爾實驗室都是ATT(貝爾系統)的一部分。當第一條晶體管生產線于1951年建成后，一場從電子管技術到固態技術的再培訓計劃也隨之開始。1952年晶體管首次成功應用于電話網絡。

IOTATRON的由來

每一項新發明都需要一個名稱，貝爾實驗室想了好幾個，什么“半導體三極真空管”、“固態三極真空管”、 “表面狀態三極真空管”、“晶體三極真空管”、“Iotatron”等。但最終John Pierce提出并采用了“晶體管”一詞。

苦心鉆研，偶得晶體管

60年前，正在探索新的解決方案的科學家——固態物理學理論家William Shockley、實驗物理學家Walter Brattain以及理論物理學家John Bardeen正在新澤西的默里山，尋找電子管的替代品。電子管雖然能夠放大音樂和語音，并使長途通話在20世紀上半葉成為現實，但問題在于電子管功耗大，產生的熱量過多，且極易燒壞。

Bardeen和Brattain過去一直在對半導體的性質進行研究。結合他們的專 業技術，Bardeen和Brattain對另一種半導體材料鍺進行了實驗。鍺是一種具有金屬光澤、金剛石型晶體結構的灰白色物質。晶體管是在一次試驗中偶然發現的，當時Brattain正在觀察與兩條相距千分之二英寸的電線接觸的鍺晶體可以產生放大效果。

實際上，使用硅材料的技術被開發之前，鍺在晶體管發展的初始幾年一直被用作半導體材料。而硅的儲量更為豐富，是一種更耐用的半導體材料，也成為今天半導體產業的核心動力。

上述提到的三位發明家共同獲得了1956年的諾貝爾物理學獎。后來，Shockley成立了Shocldey半導體實驗室(貝克曼儀器有限公司的一部分)，為硅谷及電子產業的誕生做出了杰出的貢獻。集成電路的發明者、英特爾公司的創始人等后起之秀都出自該實驗室。

不斷的突破，推動著時代

自晶體管誕生以來，它一直在以或微小、或巨大的方式改變著整個世界。1954年，隨著第一臺晶體管無線電的售出，晶體管成為大眾文化的一部分，這是為晶體管發明者們極為稱道的一個里程碑。而后，直到20世紀50年代后期，晶體管成為了電子電話轉接系統的一個不可分割的組成部分，也成為便攜式收音機、計算機和雷達等其它重要產品和服務的關鍵組件。

隨著半導體技術的不斷發展，晶體管的運行速度更快、可靠性更高、成本也更低。1959年，隨著能夠將大量的晶體管及其它電子器件集成到一塊硅片上的集成電路的發明，晶體管取得了新的突破。這些微芯片不僅使得晶體管的創新達到了新的高度，而且還推動了信息時代的發展。

自晶體管發明以來，其尺寸不斷縮小，到現在，60億(相當于目前全球人口數量)枚晶體管所占面積不過僅為一張信用卡的大小而已。

改變世界，

意味深遠

LSI的首席執行官Abhi Talwalkar說：“人們常說，我們今天之所以能夠取得如此輝煌的成就，是因為我們站在前輩巨人的肩膀上。在我們為晶體管，這一20世紀最偉達的發明慶祝生日之際，這句話尤其適合。更重要的是，發明晶體管的這種創新精神至令仍不曾懈怠。”

計算機歷史博物館的首席執行官Tohn o'Took補充說：“沒有晶體管這個現代微電子技術的基本構建單元，就不會有今天計算機產業的蓬勃發展。”

貝爾實驗室名譽總裁Ian M.Ross則在一篇文章中寫道：“晶體管的發明使我們的社會發生了偉大變革，這場變革的深遠意義不亞于鋼鐵的發現、蒸汽機的發明以及英國工業革命。”