从实用的角度来看，点接触式晶体管的产量非常有限，不能算是商业上的成功；结式晶体管却使得现代半导体工艺成为可能，为许多半导体公司的兴起做出了重大贡献。1956年，巴丁、布拉顿和肖克利因为晶体管的发明而获得了诺贝尔物理学奖。

国际半导体科技的发展

从20世纪50 年代起，晶体管开始逐渐替代真空电子管，并最终实现了集成电路和微处理器的大批量生产。

起初，晶体管和晶体管化的设备并不受欢迎，因为它太贵了。但是美国军方很感兴趣，因为军用设备对便携性、可靠性和耐用性有着特殊的要求。在50年代的大部分时间里，正是美国军方的支持才让年轻的晶体管产业生存下来。1957 年，苏联卫星“斯普尼克”上天，正式掀起了美苏太空竞赛的序幕。1961年，美国肯尼迪总统宣布“在1970 年以前把人送到月球上”。与苏联相比，美国的火箭技术略微落后一些，所以减轻重量就更有必要了，所有的电子设备都尽可能地使用晶体管。以晶体管为基础的半导体产业也因此而突飞猛进。集成电路成为了这个时期的主角。

在晶体管诞生以后的十年里，出现了很多新型的晶体管。1950年，日本的西泽润一(J. Nishizawa)和渡边宁(Y. Watanabe)发明了结式场效应晶体管(JFET)。1952 年，基于晶体管的助听器和收音机就投入市场了。1954 年，贝尔实验室的坦恩鲍姆(M.Tanenbaum)制备了第一个硅晶体管；同一年，跳槽到德州仪器公司的蒂尔实现了商业化的硅晶体管。1956 年，通用电气公司发明了晶闸管。在这个时期，晶体管化的电子线路是通过导线把单个半导体元件连在一起的，已经初步展示了半导体器件的威力。以电子计算机为例，第一台通用电子计算机ENIAC 是在1946 年投入使用，1956 年退役，它使用了大约2 万根真空三极管，占用了一间大房子(167 平方米)，耗电150kW，计算能力仅为每秒钟进行5000 次加减法(20 位的十进制数)。1954 年，贝尔实验室开发了第一台晶体管化的计算机TRADIC，使用了大约700 个晶体管和1 万个锗二极管，每秒钟可以执行1 百万次逻辑操作，功率仅为100瓦。1955 年，IBM公司开发了包含2000 个晶体管的商用计算机。

单个半导体元件虽然很有用，但是，如果能够把几个晶体管结合在同一块半导体材料上，肯定会更有用的。在20世纪50 年代，很多人都有了这个念头，但是第一个实现了这个想法的是德州仪器公司的基尔比(J. Kilby)。1958 年9 月12 日，他制作了第一个锗片上的集成电路，其中的晶体管和被动元件是用金丝连接起来的。1959 年，仙童公司的诺伊斯(R. Noyce ，他后来创立了英特尔公司)提交了平面工艺的专利，用铝作为导电条制备集成电路。从此，集成电路的时代开始了。2000年，基尔比因为发明了集成电路而荣获诺贝尔物理学奖。

接下来的十年，晶体管的进展就更加迅猛了。简单举几个例子吧。1959年，贝尔实验室的卡恩(D. Kahng)和艾塔拉(M. Atalla)发明了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，这是1925年李林菲尔德(J. Lilienfeld)提出的场效应晶体管概念的具体实现；1967 年，卡恩和施敏(S. M. Sze)制作了浮栅型MOSFET，为半导体存储技术奠定了基础。1965年还发生了一件大事，仙童公司的摩尔(G. Moore ，他也是英特尔的创始人之一) 提出了摩尔定律(Moore’s law)：集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18~24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍(摩尔定律起初说是每年翻一番，十年后改为两年翻一番)。这个定律本来是描述此前半导体产业发展的经验公式，结果竟然奇迹般地揭示了此后五十多年信息技术进步的速度。为了协调半导体产业的发展，从90 年代起，国际半导体产业界开始筹划研究路线图，包括美欧日韩及中国台湾等半导体产业发达的国家和地区。从1998 年开始，半导体技术国际路线图(International Technology Roadmap for Semiconductors)每两年发布一次。然而，2016 年发布的新的路线图，首次不再强调摩尔定律，而是超越摩尔的战略(More than Moore strategy)：以前是芯片先行、应用跟随(应用跟着芯片走)，今后则是芯片为应用服务。

自摩尔定律（集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一番）诞生以来，半导体科技和产业的发展日新月异、突飞猛进。1969年，贝尔实验室的博伊尔(W. Boyle)和史密斯(G. Smith)发明了电荷耦合器件(CCD)，并最终引发了照相技术的大革命，使用了一百多年的照片被淘汰了，每个人的手机上有摄像头了。1971 年，英特尔公司推出了第一批4 位的商用微处理器Intel 4004(具有2300 个晶体管)，1972年更是推出了8 位的商用微处理器Intel 8008(具有3500 个晶体管)，起初是导致了袖珍计算器的普及，进而导致了个人电脑的出现。1976 年，克雷公司推出了Cray-1 超级计算机，运算速度达到了惊人的2.5 亿次。此后，苹果个人电脑、IBM兼容机、互联网的出现和发展，终于把我们带到了大数据的时代，发生在2016 年的两大代表性事件就是：阿尔法狗(AlphaGo)战胜围棋世界冠军李世石；“神威·太湖之光”夺得超级计算机世界排行榜的第一名，每秒可以实现9.3 亿亿次的浮点运算。

通过晶体管诞生以来国际半导体科技发展的七十年历史，我们不难看到，基础科学研究对国民经济和国防安全有着重大意义，而科技产业的需求反过来又进一步推动了基础科学研究的进步，2014年获得诺贝尔物理学奖的白光LED就是一个很好的例证，而且正在为全球性的节能减排工作做出重大的贡献。

本文刊登于《发现》杂志（企业智库版）2018年6月刊，原文摘自“电子说”网站返回搜狐，查看更多