你不知道的半導(dǎo)體歷史故事

　　你知道嗎？世界上第一個(gè)半導(dǎo)體晶體管并不是用硅材料做的，而是用一種叫作“鍺”的稀有元素做的。在上世紀(jì)三四十年代初，使用半導(dǎo)體制作固態(tài)放大器的想法被陸續(xù)提出，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由波歐與赫希完成的，使用的是溴化鉀晶體與鎢絲做成的閘極，雖然它的操作頻率只有一赫茲，并無(wú)實(shí)際用途，卻證明了類似真空管的固態(tài)三端子組件的實(shí)用性。

　　二戰(zhàn)后，貝爾實(shí)驗(yàn)室提出想要做出固態(tài)放大器的目標(biāo)，經(jīng)過(guò)幾位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)，最終由巴丁和布萊登用涂蠟鎢絲和硅制成第一個(gè)點(diǎn)接觸電晶體，繼而制作出第一個(gè)語(yǔ)音放大器。在這之后，蕭克萊設(shè)想是否能使用PN接面來(lái)制作接面晶體管，但以當(dāng)時(shí)的技術(shù)而言還無(wú)法制作出來(lái)。

　　轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在1951年，西方電器公司開(kāi)始生產(chǎn)商用鍺接點(diǎn)晶體管，1952年西方電器、雷神、美國(guó)無(wú)線電以及奇異等公司生產(chǎn)出雙極型晶體管，這就是世界上第一個(gè)商用半導(dǎo)體的出現(xiàn)。在1954年，第一顆以硅做成的晶體管才由美國(guó)德州儀器公司開(kāi)發(fā)成功，將與此同時(shí)，貝爾實(shí)驗(yàn)室也沒(méi)有放棄半導(dǎo)體技術(shù)，緊接著他們就掌握了利用氣體擴(kuò)散來(lái)把雜志滲入半導(dǎo)體的技術(shù)。而在1957年，晶體管已經(jīng)被各界掌握，出現(xiàn)了六百多種不同形式的晶體管，并且被廣泛用于制作無(wú)線電、收音機(jī)、電子計(jì)算器甚至助聽(tīng)器等電子產(chǎn)品中。

　　然而按點(diǎn)焊接晶體管的工作實(shí)在過(guò)于麻煩，不能適應(yīng)工業(yè)化和商業(yè)化使用，因此在1958年，德州儀器公司的一位杰出的年輕工程師杰克基爾比，成功地將包括鍺晶體管在內(nèi)的五個(gè)元器件集成在一起，基于鍺材料制作了一個(gè)叫作相移振蕩器的簡(jiǎn)易集成電路，并在1964年通過(guò)專利申請(qǐng)，這成為世界上第一塊鍺集成電路。幾乎在同一時(shí)間，英特爾創(chuàng)始人諾伊斯的團(tuán)隊(duì)以硅片為基座，發(fā)明出了“平面印刷工藝”，也就是現(xiàn)代光刻技術(shù)的前身，英特爾的硅集成電路徹底打敗了德州儀器的鍺集成電路，如今只有“硅谷”，而沒(méi)有“鍺谷”。

　　基爾比和諾伊斯幾乎在同一時(shí)間分別發(fā)明了集成電路，兩人均被認(rèn)為是集成電路的發(fā)明者，而諾伊斯發(fā)明的硅集成電路更適于商業(yè)化生產(chǎn)，使集成電路從此進(jìn)入商業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)階段。

　　集成電路的發(fā)明開(kāi)拓了電子器件微型化的新紀(jì)元，引領(lǐng)人們走進(jìn)信息社會(huì)。它的誕生使微處理器的出現(xiàn)成為了可能，也使計(jì)算機(jī)走進(jìn)人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為人們工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)不可或缺的工具，而在計(jì)算機(jī)誕生之初，它卻是個(gè)只能存在于實(shí)驗(yàn)室的龐然大物。

　　這些有趣的半導(dǎo)體歷史故事都被記錄在全世界各地的半導(dǎo)體博物館中，下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)比較出名的半導(dǎo)體博物館。

一、存儲(chǔ)歷史博物館 地點(diǎn)：廣東中山

　　存儲(chǔ)歷史博物館坐落于廣東省中山市翠亨新區(qū)江波龍中山存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，與深圳僅有“一橋之隔”，依托超級(jí)工程深中通道的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，拉近了大灣區(qū)的時(shí)空距離，感受一場(chǎng)說(shuō)走就走的存儲(chǔ)文化之旅。是全球第一家以存儲(chǔ)科技為核心展示的博物館。館中收藏了不少具有意義的藏品。例如，美國(guó)Regina品牌鐵盤(pán)八音盒，制造于1893年左右。鐵盤(pán)八音盒通過(guò)鐵盤(pán)刻錄歌曲，一個(gè)小孔代表一個(gè)音符，一張鐵盤(pán)存儲(chǔ)一首歌曲，是能夠?qū)⒙曇敉暾４嫦聛?lái)的典型無(wú)電存儲(chǔ)產(chǎn)品，至今仍可聆聽(tīng)來(lái)自一個(gè)半世紀(jì)前的聲音。

　　UNIVAC計(jì)算器控制臺(tái)，1951年6月14日，莫奇利和?？颂卦凇癊NIAC”的基礎(chǔ)上生產(chǎn)了“UNIVAC”計(jì)算機(jī)（通用自動(dòng)計(jì)算機(jī)），并交付美國(guó)人口統(tǒng)計(jì)局使用。在計(jì)算機(jī)技術(shù)史研究中人們普遍認(rèn)為，是“UNIVAC”迎來(lái)了真正意義上的人類“計(jì)算機(jī)時(shí)代”。

　　使用3.5英寸軟盤(pán)Sony相機(jī)，1997年9月，索尼公司發(fā)布了MVC FD7數(shù)碼相機(jī)，這是世界上第一款使用常規(guī)3.5英寸軟盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)碼相機(jī)。

　　第一代蘋(píng)果電腦主板，Apple-I電腦主板應(yīng)用在蘋(píng)果電腦第一代（即現(xiàn)在所稱的Apple I或Apple-1）上，于1976年4月11日發(fā)布，是由創(chuàng)始人史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)和史蒂夫·沃茲尼亞克(Steve Wozniak)在自家車(chē)庫(kù)組裝設(shè)計(jì)出第一臺(tái)蘋(píng)果電腦。

　　鐵氧體磁芯存儲(chǔ)器，美籍華人王安研制的“脈沖傳輸控制裝置(Pulse transfer controlling device)”于1949年獲得了美國(guó)專利，開(kāi)創(chuàng)了磁芯存儲(chǔ)器時(shí)代。因此，它也被看作是繼磁鼓存儲(chǔ)器之后，現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器發(fā)展史上的第二個(gè)里程碑。

　　航天飛機(jī)存儲(chǔ)器，1990年，存儲(chǔ)品牌SunDisk發(fā)售首批基于SunDisk 4Mb閃存芯片的產(chǎn)品，期間曾為NASA的航天飛機(jī)計(jì)劃等開(kāi)發(fā)研制內(nèi)存系統(tǒng)。1991年，SunDisk閃存盤(pán)在美國(guó)航天飛機(jī)上使用。1995年，SunDisk更名為“Sandisk”。

　　自建館以來(lái)，就以記錄歷史，啟示未來(lái)，為存儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)更深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義為己任，集存儲(chǔ)藏品征集、收藏、研究、展示、教育、服務(wù)于一身。

二、三星“NanoCity”（納米城）地點(diǎn)：韓國(guó)首爾

　　從韓國(guó)首都首爾開(kāi)車(chē)一個(gè)多小時(shí)，便到達(dá)了三星電子半導(dǎo)體所在的華城事業(yè)場(chǎng)“NanoCity”（納米城）。半導(dǎo)體業(yè)務(wù)為三星電子貢獻(xiàn)了大量的利潤(rùn)，其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)以存儲(chǔ)器半導(dǎo)體（Memory）為主，三星電子已連續(xù)26年保持了存儲(chǔ)器半導(dǎo)體世界領(lǐng)先的位置。

　　“NanoCity”內(nèi)的半導(dǎo)體博物館，展示了三星存儲(chǔ)芯片業(yè)務(wù)成長(zhǎng)的歷程。三星存儲(chǔ)芯片業(yè)務(wù)主要分為閃存（Flash）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)兩大板塊，內(nèi)存芯片保存的數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)達(dá)十年，閃存則主要幫助CPU（中央處理器）做暫時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。無(wú)論閃存還是內(nèi)存，都廣泛存在于臺(tái)式電腦、手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、游戲機(jī)等電子產(chǎn)品中，是不可缺少的關(guān)鍵部件之一。

三、臺(tái)中自然科學(xué)半導(dǎo)體館 地點(diǎn)：中國(guó)臺(tái)灣

　　在臺(tái)中的自然科學(xué)博物館中，有一個(gè)半導(dǎo)體展館，由臺(tái)積電贊助建設(shè)，向公眾科普宣傳半導(dǎo)體的作用。把生活中不容易見(jiàn)到東西提取出來(lái)放大、和其他東西對(duì)比，能很好地讓人形象地了解這種東西。展館內(nèi)將無(wú)形的事物化為有形的展示，例如變電站和家用電器電磁輻射的對(duì)比時(shí)，可以把電磁輻射具像化，在電器周?chē)鲆粋€(gè)有顏色的的光的投射裝置，直接用大小區(qū)分電磁輻射的大小對(duì)比?；蚴菍㈦娔X芯片里面構(gòu)造精密的部分用“放大鏡”效果，在屏幕顯示一部電腦，旋轉(zhuǎn)圓鈕，鏡頭就會(huì)不斷進(jìn)入電腦內(nèi)部，一直進(jìn)入到芯片內(nèi)部，好像觀眾縮小進(jìn)入到芯片內(nèi)部看仔細(xì)一樣。

　　在我們了解世界半導(dǎo)體史的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)，從起初像無(wú)頭蒼蠅般的實(shí)驗(yàn)，到理論，工藝，技術(shù)的不斷完善，半導(dǎo)體的發(fā)展得到了飛躍。這期間，有人站在了巨人的肩膀上精進(jìn)技術(shù)，有人像開(kāi)天辟地一般創(chuàng)造新技術(shù)。半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展同時(shí)也是人類社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大助推劑，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)正在完成從追趕到引領(lǐng)的過(guò)程，我們期待全世界半導(dǎo)體行業(yè)的共同進(jìn)步，將歷史的輝煌繼續(xù)延續(xù)。