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历史上的今天:晶体管问世

—— 历史上的今天:晶体管问世

仪表产业 2013年12月23日 10:08:17来源:仪表网 14725
摘要1947年12月23日,晶体管问世。作为之一的威廉?布拉德福德?肖克莱(William Bradford Shockley)却在此后一直专注于自动化革命,尽管他未能成功。

  导读:1947年12月23日,晶体管问世。作为之一的威廉·布拉德福德·肖克莱(William Bradford Shockley)却在此后一直专注于自动化革命,尽管他未能成功。
 
  1947年12月23日,美国科学家巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士,在导体电路中进行用半导体晶体放大声音信号的实验时,发明了科技具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。
 
  肖克莱,1948年,38岁发明结晶体管,1950、60年代的个晶体管收音机和洲际弹道导弹和轰炸机都用了这种晶体管,开创了半导体电子学。同一年,1948,他申请一个,叫“辐射能控制系统”,一个用视觉传感器的反馈控制系统。这个和晶体管没关系,和他在二次大战中的任务,战略轰炸,也没关系。很快拿到这,但被要求保密10年。把这个系统装载在一个自执导炸弹的鼻子上,靠照相机里被控的闪光,得到的实时图像决定投到什么地方。肖克莱还注意到了它的和平应用,譬如建筑物的识别、售货机上钱的识别、生产厂家的成品检测。这是他次想像一个机器,由反馈控制和一个视觉传感器自主导向,代替工厂工人。
 
  1948年,哈佛大学教授Georges Doriot(一个风险投资家,投出了DEC)与肖克莱讨论在维纳的热销书“控制论”影响下MIT该怎么抓紧搞自动化,鼓励他想想如何把他的用于制造。肖克莱集中考虑如何让自动化用于制造,于1951年发明了所谓“光电子眼”。他相信一类新机器可能生产不同的产品,而不光是固定的一种标准化了的产品。在正式形成这一之前,肖克莱要求修改与贝尔实验室的知识产权合同。该实验室所有人都签过一个协议,所有发明都属于贝尔公司所有,现在肖克莱要求他的光电子眼的只能属于他自己。经过几个月商议,贝尔实验室和他于1951年12月5日达成协议,但只有效一年,而且限于自动化领域。由于Doriot的美国研发公司的支持,他给贝尔实验室总裁Mervin Kelly写信,要求公司建立以肖克莱为首的重大项目“自动可训练机器人”。他说这项目比过去任何项目都重要,是今后大产业的基础。他充满了自信,发出了强音。他说的不是一个先进的机器,而是一个“自动工厂”,像科幻小说中的机器人,有“手”、“感觉器”、“记忆”和“头脑”。首先就是机器人眼,他有好几个想法,可以直接接触装置、识别部件、凭感觉定向。他觉得自动化革命即将到来,国家的生产力将在10年内翻一番。1952年11月他提交了机器人眼的申请。10天以后,贝尔实验室回答他,拒绝他的可训练机器人项目。于是,他离开贝尔实验室,在加州理工学院做起了访问教授,希望建立自己的晶体管公司,但全都失败。于是,他回到五角大楼,做武器系统评价课题组的头。
 
  1954年美国局批准了肖克莱关于机器人眼的。1955年新年,他收到Arnold O.Beckman的贺卡,得知Beckman,一个化学家,高技术企业家,也对自动化感兴趣。Beckman生于1900年,比肖克莱大10岁,1928年得加州理工大学物理化学博士。在此期间,他加入新建立的贝尔实验室,学习电子学和统计质量控制。毕业后,进入加州理工学院化学系当教员。1930年中期,他发明了酸度计,从此进入电子化学仪器行业。他的公司在仪表方面非常成功,1952年开始打出标语:“机器解放人。”肖克莱与他先后同学,又都取得很大成功,两人签署合同,在Beckman仪器公司下面建立肖克莱半导体实验室。肖克莱把送给Beckman看,他压了两个月才给他的助手Bishop,请专家评审。专家的反顾意见说,此系统完全是学术兴趣,现在还不需要认真考虑。正在此时,肖克莱拒绝了Howard Hughes关于在汉斯飞机公司内组建半导体电子组织的建议,而转入了UCBerkeley物理系,也得到耶鲁的Offer。
 
  所有这些职位都很吸引人,但肖克莱45岁的时候,1955年6月,他决定离开贝尔实验室,并从五角大楼的高位退休,又离了婚。他要开始新的生活,创建自己的公司,成为自己想法的受益人。这时,Beckman也对硅晶体管的抗震和可靠性特别有兴趣,于是,他们在1955年9月,签署协议,建立肖克莱半导体实验室,它在两年内仍属于Beckman仪器公司,而肖克莱完全可以自由探索任何东西。个任务就是扩散型晶体管的自动制造。肖克莱坚持要Beckman投入个人精力,而且Backman公司应该负责商务、管理、市场和工资发放。两年以后,Beckman就想,是不是把这个实验室单独成为一家公司,两人各占一半股权。Beckman的公司总部在南加州,可肖克莱要把实验室办在帕洛阿尔托(PaloAlto),他在那里长大,他妈妈还在那里。斯坦福大学生气勃勃,北边的旧金山又是金融、军事、商业和文化中心,肖克莱草拟了新实验室的新闻稿,他要组建半导体发明的精良团队。这实际上开启了他对硅谷的期望。
 
  1956年底,肖克莱组建了一个创新团队,包括Gordon Moore,Robert Noyce,Jean Hoerni,Eugene Kleiner,and Jay Last。同时,他由于创建晶体管电子学而获得了诺贝尔物理学奖。在这些成功中,他的实验室却麻烦大了。肖克莱的竞争倾向和反复无常的管理方式随时都表现出来。他放弃他自己发明的基于四层二极管的扩散型硅晶体管。年青的Moore和Noyce非常不满意,他们希望Beckman帮忙,让肖克莱只当顾问,另选经理。后,Beckman认为肖克莱的方向是对的,继续支持他领导该实验室。1957年末,Moore,Noyce和其他6位离开,建立了新公司,那就是Fairchild(仙童),硅谷个硅电子公司。肖克莱所谓的这“8叛徒”集中关注扩散型硅晶体管。他们一年之内就成功了,后来又搞出重要的新晶体管和基于平面工艺的集成电路,在硅衬底上化学地印刷出电路。平面硅晶体管和微芯片代替了真空管,出现了半导体电子学。在1960-1980年代,仙童培育出了许多半导体设备和材料公司,而仙童的后继有几百个。1968年,Moore(摩尔)和Noyce(诺伊斯)创建了INTEL(英特尔)公司,先做存储器,然后做微处理器
 
  毫无疑问,肖克莱的半导体富有成效,但他的实验室失败了。它没有生产出硅晶体管,也没有能推广四层二极管,在1960年代就关门了,肖克莱退到斯坦福当教授去了。Beckman后悔没有能留住仙童和因特尔的创业者们。1989年,肖克莱去世,没有做出他的可训练机器人。1960年代开始,晶体管大小的机器臂,后来在臂上还加了肖克莱的“眼睛”。当然并不是他想像的那样,但是他希望的那样。

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