晶體管是互聯(lián)網(wǎng)時代的無名英雄，但是半導體行業(yè)之外的人卻很少注意到它們的存在。1947年12月16日，威廉·肖克利（下圖中坐在布雷達實驗室平臺上）、約翰·巴丁(左)和沃爾特·布雷達(右)三位工程師在位于美國新澤西州的貝爾實驗室發(fā)明了第一個晶體管。這可能是20世紀最重要的電子產(chǎn)品事件了，因為它后來使得集成電路（IC）和微處理器成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)。在晶體管之前只有真空管（熱電子管）才能代替它的電流調(diào)節(jié)和開關(guān)功能，但它只能在一定程度上做到微型化，而且以發(fā)熱的形式浪費掉了大部分能量。

世界上第一個晶體管（1947）

晶體管在1947年12月23日第一次向世界展示，當時沒有人真正知道如何利用這項發(fā)明，后來工程師意識到它可以有助于將產(chǎn)品做得更小、更可靠，消耗更少的電力，直到1952年12月美國Sonotone公司開發(fā)出一款助聽器，使得它從一個實驗室產(chǎn)品首次成為一個應(yīng)用產(chǎn)品。

這是一個細分并且小型的市場，一些成熟的電子公司比如RCA、Sylvania和Philco仍然不愿意采用晶體管且不愿意與Regency（獨立的合同電子設(shè)備制造商IDEA的產(chǎn)品專利部門）和TI（德州儀器，一家新興的快速發(fā)展的晶體管開發(fā)商）展開聯(lián)合合作。通過結(jié)合Regency的視覺和無線電技術(shù)、TI的技術(shù)以及雄厚的資金支持，世界上第一臺晶體管收音機Regency TR-1于1955年12月正式推出。

晶體管的影響

便攜袖珍式的Regency TR-1是世界上尺寸最小、價格最便宜的收音機，它引起了全球范圍對于小型化和便攜式電子產(chǎn)品的需求。這是第一個為當今個人電子產(chǎn)品培育的DNA級設(shè)備。

世界上第一臺晶體管收音機——Regency TR-1（1955）

從社會發(fā)展的角度來看當時正趕上好時機。1954年比爾·哈利的《日以繼夜》(Rock Around the Clock)和貓王的第一張唱片（《這一切都好媽媽》）一起登上了排行榜。將收音機藏到口袋里，十幾歲的孩子們可以聽到父母們不喜歡的音樂，這是發(fā)明家們沒有預(yù)料到的，當然也不是令他們高興的事。當Regency的聯(lián)合創(chuàng)始人約翰·派的孩子成為青少年時，經(jīng)常也會在家庭聚會中聽到父母咆哮“把音樂關(guān)掉”。而晶體管的共同發(fā)明人之一沃爾特·布爾達常常感嘆，他唯一的遺憾就是刺激了搖滾音樂。

也許廣播最重要的社會貢獻是它在信息時代成為主流之前的幾十年打開了全球信息閘門。它尺寸小巧、采用電池驅(qū)動、易攜帶，使得之前拒絕獲得外部信息的人在處理外部事務(wù)時能早些獲得消息。

日本的Tokyo Tsushin Kogyo (Totsuko)公司也意識到了晶體管收音機的潛力，1956年它憑借一款具有競爭性的產(chǎn)品進入這個市場，該產(chǎn)品迅速成為該公司第一個成功產(chǎn)品，最終使其成為全球消費電子主宰。1957年后，它陸續(xù)推出電子產(chǎn)品，現(xiàn)在這家公司更名為索尼（Sony）公司，這樣美國人更容易發(fā)音，營銷的宣傳語是“世界上可放進T恤口袋的最小晶體管收音機”，該公司的銷售人員因此都配備了大號口袋的襯衫。

TR-1的重要性對于IDM總裁托馬斯·j·沃森(Thomas J. Watson)也是尤其明顯，他曾用它來激勵那些不情愿的工程師們接受新技術(shù)——使用晶體管制造計算機。然而還有另一個事件證明了計算機的引爆點，即蘇聯(lián)在1957年10月4日發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星（Sputnik）。美國政府決心趕上并超越蘇聯(lián)技術(shù)，轉(zhuǎn)而向半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展以制造足夠復(fù)雜的控制和制導計算機，使之可以應(yīng)用于實際尺寸和重量的火箭。

蘇聯(lián)在1957年發(fā)射了Sputnik，促使美國轉(zhuǎn)向半導體工業(yè)幫助他們在太空競賽中競爭

行業(yè)影響

第一批電子產(chǎn)品是由單個的晶體管制成的，但是不久之后，工程師就學會了如何同時集成多個電子產(chǎn)品，于1957年誕生了第一塊集成電路（IC）。此后的工業(yè)發(fā)展主要是演化過程，IC上的晶體管數(shù)量每年都會呈指數(shù)增長，這個過程被稱為摩爾定律（Moore Law）。

集成電路生產(chǎn)技術(shù)以硅（沙）為主，它成功地結(jié)合了包括物理、化學、力學、數(shù)學和計算機科學在內(nèi)的幾個學科的分支，從而制造出越來越復(fù)雜的產(chǎn)品。

TR-1使用了四個晶體管，1971年的一個微處理器具有2300個晶體管，1978年Intel 8086集成了29000個晶體管，2003年的Intel Pentium集成了4.55億個晶體管，Intel最新推出的Skylake Xeon微處理器則集成了72億個晶體管。最新的臺式電腦則超過了100億個，三星和鎂光公司最先進的內(nèi)存器件則集成了近400億個晶體管。

一款典型的智能手機，比如Meizo Pro 7 Plus集成了PowerVR系列7XTP GPU，包含約1000億個晶體管

一款采用Imagination PowerVR GPU IP的尖端智能手機現(xiàn)在將集成約1000億個晶體管，如果使用單個晶體管來實現(xiàn)那么將有60個足球場大小并且成本高達1500億美元。如果同樣的進展被應(yīng)用到航空工業(yè)上，比如在1978年紐約到倫敦之間的商業(yè)航班費用是900美元，耗時7個小時，那么現(xiàn)在將花費不到一美分，而所需時間在只一秒鐘之內(nèi)。這個建立在沙上的產(chǎn)業(yè)還是不錯的。

半導體硅產(chǎn)業(yè)70周年，生日快樂！

馬爾科姆·佩恩（Malcolm Penn）

未來地平線（Future Horizons）網(wǎng)站的的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官：全球半導體行業(yè)分析師。