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1904年，弗萊發(fā)明了世界上第一個(gè)真空電子管。電子管的問世推動(dòng)了無線電電子學(xué)的蓬勃發(fā)展，但是電子管十分笨重，能耗大、壽命短，其制造工藝也十分復(fù)雜，而且，真的也不好用。
弗萊
1918年,J. Czochralski發(fā)表了關(guān)于從熔體中生長(zhǎng)單晶金屬絲的報(bào)告,后來的直拉法就是以他的名字命名。
1946年美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室決定開展半導(dǎo)體的研究。1947年12月,肖克萊、約翰·巴丁、布拉頓研制出第一支鍺晶體管。晶體管的問世，是微電子革命的先聲。也為后來集成電路的誕生吹響了號(hào)角，與電子管相比具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。此時(shí)，中國(guó)國(guó)共兩黨正打的熱火朝天。
1950年制出第一只硅晶體管，提高了人們制備優(yōu)質(zhì)硅單晶的興趣。Teal and Little 1952年用直拉法(CZ)培育硅單晶成功。謝希德麻省理工畢業(yè)，加入復(fù)旦物理系任教授。
1953年，第一個(gè)采用鍺晶體管的商業(yè)化設(shè)備助聽器投入市場(chǎng)。1954年，第一臺(tái)商業(yè)制造的晶體管收音機(jī)在德州儀器公司誕生，檢波器是鍺二極管。1955年，車載收音機(jī)廠商摩托羅拉公司仍使用的是鍺材料晶體管，這也是第一家使用晶體管來制造收音機(jī)的廠商。鍺晶體管高溫性能很差，開始考慮用硅替換鍺來制造晶體管，但此時(shí)采用鋅還原四氯化硅法生產(chǎn)純硅，還不能滿足制造晶體管的要求。
摩托羅拉Chrome Nose車載收音機(jī)
1955年6月林蘭英獲得賓夕法尼亞大學(xué)固體物理學(xué)博士學(xué)位，之后，她被聘為從事半導(dǎo)體科研工作的索菲尼亞公司(Sylvania公司)高級(jí)工程師
1956年研究成功氫還原三氯氫硅法，能大規(guī)模制造半導(dǎo)體級(jí)別的純硅。1946年發(fā)明晶體管的3位科學(xué)家共同榮獲了1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同年，周總理發(fā)起了“向科學(xué)進(jìn)軍”的口號(hào)，國(guó)家制定了為期十二年的《1956-1967科技發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》。林蘭英回國(guó)，謝希德、黃昆、高鼎三等創(chuàng)立了我國(guó)第一個(gè)半導(dǎo)體專門化培訓(xùn)班，在北大培養(yǎng)我國(guó)第一批半導(dǎo)體人才。期間各項(xiàng)里程碑只和美國(guó)差距5-7年，和日本幾乎同步，領(lǐng)先韓國(guó)整整十年。
1957一年內(nèi)美國(guó)制造了近3000萬(wàn)個(gè)晶體管，但硅晶體管僅有100萬(wàn)個(gè)，鍺晶體管有近2900萬(wàn)個(gè)。德州儀器憑借20%的市場(chǎng)份額，成為晶體管市場(chǎng)的巨頭。我國(guó)北京電子管廠（774廠，即現(xiàn)在的京東方）拉出鍺單晶，同年，研制出鍺晶體管。謝希德與黃昆合著的《半導(dǎo)體物理學(xué)》問世，這也是我國(guó)該領(lǐng)域的第一部著作，直到現(xiàn)在也是專業(yè)經(jīng)典教材。
謝希德與黃昆合著的《半導(dǎo)體物理學(xué)》
1958年7月，基爾比被美國(guó)德州儀器公司錄用，12月基爾比將晶體管、二極管、電阻，組成一個(gè)線路放在同一粒硅晶片上發(fā)明了集成電路，并于42年之后的2000年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。中科院研制出我國(guó)第一批鍺合金高頻晶體管，并成功應(yīng)用在109廠（現(xiàn)中科院微電子所）的計(jì)算機(jī)上。9月，天津市成立“601實(shí)驗(yàn)所”(中國(guó)電科46所前身)，開始從石英石中制備硅的實(shí)驗(yàn)研究，利用硫——鋁還原法從石英石中制取粉末狀多晶硅，但如何進(jìn)一步熔煉出硅單晶，尚無任何進(jìn)展。同年，中國(guó)擁有了第一臺(tái)自己的半導(dǎo)體收音機(jī)，使用的7只三極管和2只二極管全部是國(guó)外產(chǎn)品。
第一塊集成電路
1959年，赫魯曉夫正式表態(tài)停止對(duì)中國(guó)的一切援助。在中國(guó)半導(dǎo)體材料之母林蘭英的帶領(lǐng)下，我國(guó)沖破西方禁運(yùn)，拉出了硅單晶。掀起一波中國(guó)半導(dǎo)體自主熱潮。
1960年，美國(guó)人發(fā)明平面光刻技術(shù)，仙童公司隨即開發(fā)出全球第一塊晶體管集成電路。601實(shí)驗(yàn)所拉制成功第一根硅單晶棒，純度達(dá)到了7個(gè)9。中科院半導(dǎo)體所和河北半導(dǎo)體研究所（現(xiàn)中電13所）正式成立。
顯微鏡下的晶體管集成電路
1964年10月以原冶金部有色金屬研究院338室和沈陽(yáng)冶煉廠高純金屬車間為主組建的我國(guó)第一家集半導(dǎo)體材料科研、試制、生產(chǎn)相結(jié)合的大型企業(yè)—峨嵋半導(dǎo)體材料研究所，現(xiàn)直屬東方電氣集團(tuán)。
1965年，摩爾定律誕生。王守覺院士在一塊約1平方厘米大小的硅片內(nèi)，刻蝕了7個(gè)晶體管、1個(gè)二極管、7個(gè)電阻和6個(gè)電容的電路，我國(guó)第一塊集成電路由此誕生。
1966年，國(guó)家設(shè)立了應(yīng)用日本設(shè)備和技術(shù)的740（洛陽(yáng)單晶硅廠），隨后又建了739（四川峨眉半導(dǎo)體材料廠）和741（陜西華山半導(dǎo)體材料廠），這為后來我國(guó)硅行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了大量骨干人才，是我國(guó)硅行業(yè)發(fā)展的“黃埔軍校”。
1970年費(fèi)德里科·費(fèi)金加入英特爾公司，開發(fā)了第一臺(tái)單片機(jī)中央處理器(CPU)——英特爾4004，這塊芯片只有2300個(gè)晶體管。
Intel的4004芯片
1966-1976年，文革十年。北京878廠，上海無線電19廠，永川半導(dǎo)體所（24所前身），相繼成立，并完成PMOS，NMOS，CMOS研制。但與大國(guó)間的差距逐漸拉大。縱觀六七十年代取得的成績(jī)錢學(xué)森的話發(fā)人深?。?0世紀(jì)60年代，我們?nèi)ν度?ldquo;兩彈一星”，得到很多；70年代我們沒有搞半導(dǎo)體，為此失去很多。當(dāng)我們關(guān)上大門時(shí)，中國(guó)半導(dǎo)體只落后世界5年；當(dāng)中國(guó)再次回到世界，已經(jīng)落后20-30年。
在集成電路發(fā)明之后僅僅幾年，日本就推出超大規(guī)模集成電力計(jì)劃(VLSI)，競(jìng)爭(zhēng)手段簡(jiǎn)單粗暴又實(shí)際高效：永遠(yuǎn)比Intel便宜10%。日本人迅速在美國(guó)發(fā)明的市場(chǎng)中殺出一條血路。
80年代，日本半導(dǎo)體產(chǎn)值超越美國(guó)，打得行業(yè)鼻祖Intel宣布退出存儲(chǔ)器市場(chǎng)。美國(guó)分別從立法、產(chǎn)業(yè)政策、直接干預(yù)、貿(mào)易戰(zhàn)等多個(gè)角度，組織了針對(duì)日本的狙擊。對(duì)日貿(mào)易談判，以100%的關(guān)稅及各項(xiàng)條件相脅。最終日本承諾自行對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品管制，減少產(chǎn)量，提高價(jià)格。
90年代正是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)井噴發(fā)展的時(shí)候，日本的限產(chǎn)限價(jià)，為韓國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體提供了極大的便利。1994年，韓國(guó)推出了《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法》并不斷加大研發(fā)投入，最終順利站在世界半導(dǎo)體第一梯隊(duì)。
20世紀(jì)末，由于國(guó)防能源危機(jī)的影響，世界各國(guó)都開始發(fā)展綠色能源，特別是太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)了多晶硅價(jià)格飛漲，這一商機(jī)引起了2000年以后的全國(guó)多晶硅熱，各單晶硅廠也紛紛布局多晶硅生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)單晶也逐步向光伏端迅速發(fā)展，這也減緩了半導(dǎo)體行業(yè)的國(guó)產(chǎn)單晶之路。保守估計(jì)，目前95%以上大尺寸硅片依賴進(jìn)口。
英偉達(dá)A100 GPU
在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，從第一根晶體管到前不久英偉達(dá)發(fā)布全新專業(yè)級(jí)GPU 集成超540億個(gè)晶體管。硅片尺寸呈現(xiàn)從6寸—8寸—12寸的路徑變化。1980年代是4英寸硅片占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代是8英寸占主流。目前12英寸市場(chǎng)處于爆發(fā)期，國(guó)內(nèi)廠商也紛紛布局市場(chǎng)缺口最大的12英寸硅片，希望能改變國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體大硅片完全依賴國(guó)外的現(xiàn)狀。
弗萊
1918年,J. Czochralski發(fā)表了關(guān)于從熔體中生長(zhǎng)單晶金屬絲的報(bào)告,后來的直拉法就是以他的名字命名。
1946年美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室決定開展半導(dǎo)體的研究。1947年12月,肖克萊、約翰·巴丁、布拉頓研制出第一支鍺晶體管。晶體管的問世，是微電子革命的先聲。也為后來集成電路的誕生吹響了號(hào)角，與電子管相比具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。此時(shí)，中國(guó)國(guó)共兩黨正打的熱火朝天。
1950年制出第一只硅晶體管，提高了人們制備優(yōu)質(zhì)硅單晶的興趣。Teal and Little 1952年用直拉法(CZ)培育硅單晶成功。謝希德麻省理工畢業(yè)，加入復(fù)旦物理系任教授。
1953年，第一個(gè)采用鍺晶體管的商業(yè)化設(shè)備助聽器投入市場(chǎng)。1954年，第一臺(tái)商業(yè)制造的晶體管收音機(jī)在德州儀器公司誕生，檢波器是鍺二極管。1955年，車載收音機(jī)廠商摩托羅拉公司仍使用的是鍺材料晶體管，這也是第一家使用晶體管來制造收音機(jī)的廠商。鍺晶體管高溫性能很差，開始考慮用硅替換鍺來制造晶體管，但此時(shí)采用鋅還原四氯化硅法生產(chǎn)純硅，還不能滿足制造晶體管的要求。
摩托羅拉Chrome Nose車載收音機(jī)
1955年6月林蘭英獲得賓夕法尼亞大學(xué)固體物理學(xué)博士學(xué)位，之后，她被聘為從事半導(dǎo)體科研工作的索菲尼亞公司(Sylvania公司)高級(jí)工程師
1956年研究成功氫還原三氯氫硅法，能大規(guī)模制造半導(dǎo)體級(jí)別的純硅。1946年發(fā)明晶體管的3位科學(xué)家共同榮獲了1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同年，周總理發(fā)起了“向科學(xué)進(jìn)軍”的口號(hào)，國(guó)家制定了為期十二年的《1956-1967科技發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》。林蘭英回國(guó)，謝希德、黃昆、高鼎三等創(chuàng)立了我國(guó)第一個(gè)半導(dǎo)體專門化培訓(xùn)班，在北大培養(yǎng)我國(guó)第一批半導(dǎo)體人才。期間各項(xiàng)里程碑只和美國(guó)差距5-7年，和日本幾乎同步，領(lǐng)先韓國(guó)整整十年。
1957一年內(nèi)美國(guó)制造了近3000萬(wàn)個(gè)晶體管，但硅晶體管僅有100萬(wàn)個(gè)，鍺晶體管有近2900萬(wàn)個(gè)。德州儀器憑借20%的市場(chǎng)份額，成為晶體管市場(chǎng)的巨頭。我國(guó)北京電子管廠（774廠，即現(xiàn)在的京東方）拉出鍺單晶，同年，研制出鍺晶體管。謝希德與黃昆合著的《半導(dǎo)體物理學(xué)》問世，這也是我國(guó)該領(lǐng)域的第一部著作，直到現(xiàn)在也是專業(yè)經(jīng)典教材。
謝希德與黃昆合著的《半導(dǎo)體物理學(xué)》
1958年7月，基爾比被美國(guó)德州儀器公司錄用，12月基爾比將晶體管、二極管、電阻，組成一個(gè)線路放在同一粒硅晶片上發(fā)明了集成電路，并于42年之后的2000年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。中科院研制出我國(guó)第一批鍺合金高頻晶體管，并成功應(yīng)用在109廠（現(xiàn)中科院微電子所）的計(jì)算機(jī)上。9月，天津市成立“601實(shí)驗(yàn)所”(中國(guó)電科46所前身)，開始從石英石中制備硅的實(shí)驗(yàn)研究，利用硫——鋁還原法從石英石中制取粉末狀多晶硅，但如何進(jìn)一步熔煉出硅單晶，尚無任何進(jìn)展。同年，中國(guó)擁有了第一臺(tái)自己的半導(dǎo)體收音機(jī)，使用的7只三極管和2只二極管全部是國(guó)外產(chǎn)品。
第一塊集成電路
1959年，赫魯曉夫正式表態(tài)停止對(duì)中國(guó)的一切援助。在中國(guó)半導(dǎo)體材料之母林蘭英的帶領(lǐng)下，我國(guó)沖破西方禁運(yùn)，拉出了硅單晶。掀起一波中國(guó)半導(dǎo)體自主熱潮。
1960年，美國(guó)人發(fā)明平面光刻技術(shù)，仙童公司隨即開發(fā)出全球第一塊晶體管集成電路。601實(shí)驗(yàn)所拉制成功第一根硅單晶棒，純度達(dá)到了7個(gè)9。中科院半導(dǎo)體所和河北半導(dǎo)體研究所（現(xiàn)中電13所）正式成立。
顯微鏡下的晶體管集成電路
1964年10月以原冶金部有色金屬研究院338室和沈陽(yáng)冶煉廠高純金屬車間為主組建的我國(guó)第一家集半導(dǎo)體材料科研、試制、生產(chǎn)相結(jié)合的大型企業(yè)—峨嵋半導(dǎo)體材料研究所，現(xiàn)直屬東方電氣集團(tuán)。
1965年，摩爾定律誕生。王守覺院士在一塊約1平方厘米大小的硅片內(nèi)，刻蝕了7個(gè)晶體管、1個(gè)二極管、7個(gè)電阻和6個(gè)電容的電路，我國(guó)第一塊集成電路由此誕生。
1966年，國(guó)家設(shè)立了應(yīng)用日本設(shè)備和技術(shù)的740（洛陽(yáng)單晶硅廠），隨后又建了739（四川峨眉半導(dǎo)體材料廠）和741（陜西華山半導(dǎo)體材料廠），這為后來我國(guó)硅行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了大量骨干人才，是我國(guó)硅行業(yè)發(fā)展的“黃埔軍校”。
1970年費(fèi)德里科·費(fèi)金加入英特爾公司，開發(fā)了第一臺(tái)單片機(jī)中央處理器(CPU)——英特爾4004，這塊芯片只有2300個(gè)晶體管。
Intel的4004芯片
1966-1976年，文革十年。北京878廠，上海無線電19廠，永川半導(dǎo)體所（24所前身），相繼成立，并完成PMOS，NMOS，CMOS研制。但與大國(guó)間的差距逐漸拉大。縱觀六七十年代取得的成績(jī)錢學(xué)森的話發(fā)人深?。?0世紀(jì)60年代，我們?nèi)ν度?ldquo;兩彈一星”，得到很多；70年代我們沒有搞半導(dǎo)體，為此失去很多。當(dāng)我們關(guān)上大門時(shí)，中國(guó)半導(dǎo)體只落后世界5年；當(dāng)中國(guó)再次回到世界，已經(jīng)落后20-30年。
在集成電路發(fā)明之后僅僅幾年，日本就推出超大規(guī)模集成電力計(jì)劃(VLSI)，競(jìng)爭(zhēng)手段簡(jiǎn)單粗暴又實(shí)際高效：永遠(yuǎn)比Intel便宜10%。日本人迅速在美國(guó)發(fā)明的市場(chǎng)中殺出一條血路。
80年代，日本半導(dǎo)體產(chǎn)值超越美國(guó)，打得行業(yè)鼻祖Intel宣布退出存儲(chǔ)器市場(chǎng)。美國(guó)分別從立法、產(chǎn)業(yè)政策、直接干預(yù)、貿(mào)易戰(zhàn)等多個(gè)角度，組織了針對(duì)日本的狙擊。對(duì)日貿(mào)易談判，以100%的關(guān)稅及各項(xiàng)條件相脅。最終日本承諾自行對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品管制，減少產(chǎn)量，提高價(jià)格。
90年代正是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)井噴發(fā)展的時(shí)候，日本的限產(chǎn)限價(jià)，為韓國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體提供了極大的便利。1994年，韓國(guó)推出了《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法》并不斷加大研發(fā)投入，最終順利站在世界半導(dǎo)體第一梯隊(duì)。
20世紀(jì)末，由于國(guó)防能源危機(jī)的影響，世界各國(guó)都開始發(fā)展綠色能源，特別是太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)了多晶硅價(jià)格飛漲，這一商機(jī)引起了2000年以后的全國(guó)多晶硅熱，各單晶硅廠也紛紛布局多晶硅生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)單晶也逐步向光伏端迅速發(fā)展，這也減緩了半導(dǎo)體行業(yè)的國(guó)產(chǎn)單晶之路。保守估計(jì)，目前95%以上大尺寸硅片依賴進(jìn)口。
英偉達(dá)A100 GPU
在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，從第一根晶體管到前不久英偉達(dá)發(fā)布全新專業(yè)級(jí)GPU 集成超540億個(gè)晶體管。硅片尺寸呈現(xiàn)從6寸—8寸—12寸的路徑變化。1980年代是4英寸硅片占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代是8英寸占主流。目前12英寸市場(chǎng)處于爆發(fā)期，國(guó)內(nèi)廠商也紛紛布局市場(chǎng)缺口最大的12英寸硅片，希望能改變國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體大硅片完全依賴國(guó)外的現(xiàn)狀。
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