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一切尽在把握之中

——从晶体管到集成电路

他们的故事已经成为传奇，鼓励着一代又一代的工程师和掘金者。他们是半导体产业历史上最宏大的三位制造家，他们和众多天才的科学家一起，开创半

导体产业历史上感动人

集成电路工艺突飞猛进

心的“制造时代”。他们是集成电路之父，他们是硅谷的开创者，他们转变了我们的世界。如今，他们已经全部远去，然而，他们制造的半导体产业，年产值已经超过2100亿美元，并且仍在他们开拓的大路上高速前进，为这个世界带来日月异的变化。

一朵绚丽多彩的奇葩

1947年12月23日，在贝尔

试验室科学家肖克莱、巴丁和布拉顿组成的争论小组证明白20世纪最重要的制造：第一只真正的晶体管,从今人类步入了飞速进展的电子时代。

在20世纪最初的10年，半

——科技导航

晶体管的横空出世

晶体管的问世，是20世纪的一项重大制造，是微电子革命的先声。晶体管消灭后，人们就能用一个小巧的、消耗功率

导体材料已经开头在通信系统应用。20世纪上半叶，在无线电爱好者中广泛流行的矿石收音收，就承受矿石这种半导体材料进展检波。同时，半导体的电学特性也在系统中得到了应用。

晶体管的制造，最早可以追溯到1929年，当时工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是，限于当时的技术水平，制造这种器件的材料达不到足够的纯度，而使这种晶体管无法制造出来。

基于电子管处理高频信号的效果不抱负，人们就想方法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里，有一根与半导体矿石外表相接触的金属丝，它既能让信号电流沿一个方向流淌，又能阻挡信号电流朝相反方向流淌。在其次次世界大战爆发前夕，贝尔试验室在查找比早期使用的方铅矿晶体性能更好的检波材料时，觉察掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶

体，而且在某些方面比电子管整流器

还要好。

在其次次世界大战期间，不少试验室在有关硅和锗材料的制造和理论争论方面，也取得了不少成绩，这就为晶体管的制造奠定了根底。

其次次世界大战完毕后，为了抑制电子管的局限性，贝尔试验室加紧了对固体电子器件的根底争论。肖克莱等人探讨用半导体材料制作放大器件的可能性，打算集中争论锗、硅等半导体材料。

巴丁(左)，肖克利(坐)和布拉顿共同制造了晶体管

晶体管的进展变迁

1945年秋天，贝尔试验室正式成立了以肖克莱为首的半导体争论小组，成员有布拉顿、

巴丁等人。其中，布拉顿早在1929年就开头在这个试验室工作，长期从事半导体的

争论，积存了丰富的阅历。他们经过一系列的试验和观看，逐步生疏到半导体中电流放大效应产生的缘由。在锗片的底面接上电极，在另一面插上细针并通上电流，然后让另一根细针尽量靠近它，并通上微弱的电流，这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化，会对另外的电流产生很大的影响，这就是“放大”作用。

学问库——

什么是电子管

电子管是一种在气密性封闭容器〔一般为玻璃管〕中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。早期应用于电视机、

布拉顿等人还想出有效的方法来实现这种放大效应。他们在基极和放射极之间输入一个弱信号，在基极和集电极之间的输出端，就放大为一个强信号了。在现代电子产品中，上述晶体三极管的放大效应得到广泛的应用。

巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数为50左右。不久之后，他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点，来代替金箔接点，制造了“点接触型晶体管”。1947

年12月，这个世界上最早的有用半导体器件最终问世了，在首次试验时，它能把音频信号放大100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗一些。

在为这种器件命名时，布拉顿想到它的电阻变换特性，即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的，于是取名为trans-resister(转换电阻)，后来缩写为transistor，中文译名就是晶体管。

点接触型晶体管有自己的缺点，它 贝尔试验室在1947年组装的第一个真正的晶体管

存在噪声大、在功率大时难于掌握、适用范围窄，另外制造工艺简单，致使很多产品消灭故障等缺点。为了抑制以上缺点，肖克莱提出了用一种“整流结“来代替金属半导体接点的大胆设想。

最终在1950年，第一只“面结型晶体管”问世了。它的性能与原来设想的完全全都。

1956年，因制造晶体管，肖克莱、巴丁、布拉顿三人同时荣获诺贝尔物理学奖。今日的晶体管，大局部仍是这种面结型晶体管。

轶闻趣事——天才与废物

1955年“晶体管之父”肖克利离开贝尔试验室返回家乡圣克拉拉，创立了“肖克利半导体试验室”。其次年，

八位年轻的科学家从美国东部相继来到硅谷，加盟肖克利试验室。他

诺