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北京，12月14日，《科技日报》--时间:1947年12月16日《日报》。:38139-7 "
70年前，当物理学家沃尔特.布拉顿像往常一样写下他的实验日记时，他没有想到一个时代会开始。
这个实验的主要特征是一个比火柴杆更短更粗的半导体放大器，后来被命名为点接触晶体管。
点接触晶体管已经成为人类打开晶体管大门的第一把钥匙。大门打开后，一场信息技术革命席卷全球。
70年后，晶体管几乎无处不在。人类用它作为砖块来建造虚拟世界。到目前为止，我们还没有找到晶体管的替代品，基于晶体管的集成电路将被人类长期依赖。
晶体管的出现是人类微电子革命的先驱。
在晶体管诞生之前，人们已经有了电子管，或者说真空电子管。
电子管具有放大信号的功能，但也存在许多问题——寿命低、体积大、可靠性差。
因此，人们希望找到一种装置来代替电子管。隶属于AT&T的贝尔实验室成为探索这条道路的先驱。
贝尔实验室成立于1925年。自成立以来，它一直是世界上最大的工业实验室。在3，600名员工中，有2，000名是技术员。
1945年7月，第二次世界大战接近尾声。为了适应战后研究方向的调整，贝尔实验室重组了各个研究部门。
在这次重组中，物理系成立了三个研究小组，其中之一是固体物理研究小组。该集团分为两个集团:半导体和冶金。麻省理工学院的肖克利博士也是半导体集团的领导者。他将该集团的研究计划定义为“半导体放大器”的开发。
半导体是指在常温下导体和绝缘体之间具有导电性的材料，如硅和锗，它们是常见的半导体材料。
清华大学微电子研究所所长魏少军说，要理解晶体管是如何工作的，可以想象大坝的水闸。
当大坝闸门关闭，没有水流出时，水力发电机就不能发电。当闸门打开，水涌出时，水轮发电机可以输出电流。闸门的开启和关闭直接影响水力发电机的运行，水力发电机用微弱的信号来控制强信号晶体管的基本原理是“放大”，用小电流控制大电流。
贝尔实验室有着设计晶体管的悠久历史。晶体管的诞生是长期积累的结果。从诺贝尔奖的归属来看，这一荣誉最终授予了三个人——肖克利、布莱顿和巴丁。
1947年12月16日，经过多次改进后，布拉顿和巴丁面临一个锗晶体器件。在锗晶体的表面，用一个弹簧压一个三角形的塑料楔子，两边用金箔包裹。两侧的金箔是信号的输入和输出。
就这样。在那天的实验中，我们成功地放大了30%的输出功率和15倍的输出电压。
用现代标准来衡量，这种触摸晶体管的原型过于简单和笨拙，但不可否认，它是微电子革命的先驱。
此后，双极晶体管、单极晶体管和硅晶体管相继问世。
“从移动计算到智能计算，当今时代的各种变化都离不开电子信息系统。晶体管是最基本的器件。”魏少军说，晶体管对于信息革命就像铁对于农业革命，蒸汽机对于工业革命一样重要。"它的重要性怎么强调都不为过。"
起步不算太晚的中国仍然落后
晶体管应该被用来做更多的事情，但前提是它们足够小。
如何为晶体管、电线和其他设备找到有效的连接方法？大约在1958年，美国两个30出头的年轻人各自提出了自己的解决方案——我们今天已经知道的集成电路。
如果说晶体管的诞生是蝴蝶拍打翅膀的结果，那么远离海洋的中国也敏锐地感受到了风暴的信号。
中国起步还不算晚。20世纪50年代中期，中国开始实施第一个五年计划。半导体作为一门新兴的科学技术，一直受到党和政府的高度重视。1956年，在没有技术数据和完整设备的情况下，中国成功研制出第一批半导体器件——锗合金晶体管。1965年，中国又有了集成电路。
"谈到我国的第一代半导体，那真是令人惊讶."中国科学院微电子研究所所长叶感叹道:“他们带着知识回国，开发自己的设备，准备自己的材料，培养自己的第一批学生，白手起家。”
在前20年，中国集成电路与世界的差距并不大。但是在接下来的20年里，道路开始曲折。
区别不在于技术，而在于工业。一个尚未完成工业化的国家刚刚摆脱计划经济时代，不知道如何组织大规模的商品生产。此时，进一步发展高科技产业就更加困难了。
工业无法发展，技术研发也举步维艰，陷入恶性循环。叶记得，1986年他第一次进入集成电路行业时，整个行业正处于痛苦的转型时期。我们仍在学习如何批量生产高质量、低成本的产品，并在混乱中摸索。
20世纪80年代和90年代，国际集成电路产业开始腾飞。“这是国家发展阶段之间的差异，没有什么可抱怨的。”叶坦率地说。
真正的转折点发生在2008年。
那一年，国家重大科技项目启动。“核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品”、“超大规模集成电路制造设备和成套技术”以及其他特殊项目都指向集成电路。五年后，当技术储备达到一定水平，工业投资增加时，它被提上了议事日程。
2014年，国务院发布了《促进全国集成电路产业发展纲要》，成立了全国产业投资基金。“效果突然出现了。为什么这么快？因为技术体系已经建立，它可以支持工业体系的迅速发展。”叶总结道，“这是一套组合拳，真是太完美了。”
打大仗的时候到了。
2017年1月，晶体管诞生的国家美国在一份报告中以中国为目标。
美国总统科技顾问委员会称，中国芯片产业对美国相关企业和国家安全构成严重威胁，并建议美国总统下令对中国芯片产业进行更仔细的检查。
为什么？中国集成电路产业的规模在世界上只占很小的比例，被认为是“小透明度”。即使有一些跨国并购，交易量也完全不够。为什么会引起如此高的警惕？
"因为在资本的背后是我们自己真正的技术体系和工业体系."叶田春说，“他们认为，一旦它发展起来，就无法阻止。如果我们有核心竞争力，人们会害怕。”
事实上，中国的集成电路一直在国际打击和遏制中挣扎求存。该行业仍处于初级阶段，巴黎协调协会对我国所需的新技术和设备实施了封锁。20世纪80年代末“巴黎协调协会”解散后，另一个“瓦塞纳尔协定组织”继续对中国的新兴技术和产业实施封锁限制。他们只允许集成电路技术和设备的发布比经济发达国家落后两代。
"西方国家有点紧张。"魏少军的观点略有不同:“中国要赢得集成电路之战并不容易。”集成电路产业的发展需要全球化的产业环境、巨大的投资和大量的人才。这不可能一蹴而就。
据中国半导体工业协会统计，2016年中国集成电路行业销售额达到4355.5亿元，同比增长20.1%。这一增长率被认为是“大跃进”。然而，魏少军提醒说，超过4000亿元的销售额也包括外国商人在中国的贡献。"事实上，我们自己的能力相当有限."他认为中国自己的集成电路可以满足大约1/4的国内需求。
从技术上讲，中国最新的集成电路技术落后于世界最新技术一至两代。不过，叶认为，纠结于这一最新技术的代际差异是一个错误，意义不大。
例如，仍在大规模生产的55纳米、40纳米和28纳米芯片已经进入市场近10年，但它们并没有因为较小芯片的出现而退出历史舞台。
“集成电路尺寸的缩小的确非常快，但它并不能完全取代上一代，代代相传。每一代技术都有大约10年的生命周期。”叶表示，中国55纳米、40纳米、28纳米三代成套技术已成功开发并批量生产，较先进的22纳米、14纳米先导技术也在研发上取得突破，形成自主知识产权。“只要中国的集成电路能够支持中国信息化和智能化的发展，所谓的赶超并不要求在所有领域都全面赶超。”
可以肯定的是，由这种晶体管引发的信息革命将以更深更广的方式重塑人类社会。"将来，芯片的重要性只会增加."魏少军强调。
回头看他来的路，叶经常说有“基业”。中国今天的局面只能通过几代半导体的努力才能实现。
今天情况如何？他微笑着抬头看着远方。“可以打一场大仗。我们有能力“战斗”。虽然我们的能力有限，但与以前大不相同。我们没有理由不能在正确的时间和地点超越他人。这只是时间问题。”(张格伦)
