電晶體發明屆滿五十年

蒸氣機開展了工業化大量生產的時代，電報在十九世紀發明之後，人類傳遞訊息可以打破時間和地域的疆界，而電晶體的發明則帶來了「資訊的時代」。

一九四七年的十二月十六日，電晶體在AT&T的貝爾實驗室中被發明了。五十年前的這個重大發現，可以稱為一個科學革命的開端。近半個世紀以來電晶體的發明帶來一連串的新科技的發展。它造就了像是矽谷這類的科技園區、引領人類進入太空探險的旅程、個人電腦的普及；大如運用高科技的武器和口袋型的收音機等等都和電晶體脫離不了關係。

「矽谷之所以為矽谷的原因就是電晶體」，研究科學史的作家Micheal Riordan說，電晶體已經成為資訊世界的神經系統，它讓個人電腦和網際網路成為事實，也讓數以百萬計的電腦可以互相聯繫、交談，即使它們之間相隔半個地球。

第一顆電晶體像是拇指般大小，外表看起來像是一顆夾紙用的夾子，用聚乙烯將印在金箔上的電子線路包在裡面。另一個和Bardeen在AT＆T共同合作的科學家William Shockly，他們發現半導體是在電晶體內控制放大電子訊號的物質。

這個成就對廿世紀的影響足以和蒸氣機的發明於十八世紀產生的影響相比擬，蒸氣機開展了工業化大量生產的時代，也創造了能夠快速且大量運輸貨物的火車；電報在十九世紀發明之後，訊息的傳遞可以打破時間和地域的疆界，而電晶體則帶來了「資訊的時代」。

從股票資訊到流行歌曲，從探測火星的火箭到錄製好萊塢電影的雷射光碟，從用超級電腦模擬登陸星球到用行動電話透過衛星與他人聊天，種種現代生活景象，無一不得感謝電晶體的發明。

今日美國經濟如此的強盛，成為主導世界的力量，從某一方面來說，也可以說歸功於美國在微體電子學方面的卓越成就，豐厚的技術基礎造就了美國電子晶片工業在全世界獨占鼇頭的地位。在一九九０年，全世界的晶片工業總產值才四百億美元，到了一九九七年，這個數字已經到達一千四百億。

Intel的創辦人Gorden Moore在一九六五年時曾經表示，每一顆晶片中的數以百萬計的電晶體數量會每年增加一倍，直到現在，晶片製造技術的不斷進步，雖然這個加倍的過程略有減緩，大約是十八個月左右，卻無損於Moore的預測，人們也稱之為Moore`s Law。現在工程師則致力於將兩千五百億的電晶體濃縮在一塊可以用來存取資料的記憶體晶片上。

一九一０年代，AT&T想要主宰美國長途電話的市場，當時超過一千哩的電話訊號傳輸就會變得極為困難，聲音經常因為通過海洋而受到電子訊號的干擾。為解決這個問題，電話公司就用高功率的真空管來放大訊號，到了一九一五年，首次橫越美洲大陸的的電話線路才正式從舊金山通往紐約和華盛頓。但是真空管有過熱和效率不佳的問題，並且容易故障。AT&T就極力想發展新的技術，不用真空管來放大訊號，最好還能不透過人工而自動轉接電話並解決電子機械開關故障的毛病。

直到二次大戰期間，這個問題的解決才露出曙光。矽，是自然界的元素之一，它和其他的元素合成後成為矽酸鹽，存在於地殼之中。像是砂子的成分就是矽酸鹽。

半導體是「矽」所構成的，「半導體」從字面上來看，意思就是只能導引電流的物質，它能被用來放大或壓縮電流，像是「鍺」也是一種半導體。二次大戰期間，AT&T貝爾實驗室的科學家在英國發現，經過純化的矽可以用在偵測器上，來偵測雷達訊號。

藉由理論和實際巧妙結合，貝爾實驗室的Bardeen和Brattain把矽和鍺加上一些其他的物質加以融合，就這樣發明了電晶體。

Shockly是把矽帶進矽谷的關鍵人物，在一九五九年以前，矽谷並沒有製造半導體的公司，直到Shockly創立了Beckman Instrument。但是Shockly因為強烈的個性問題，而排拒了與Bardeen、Brattain的合作。

到了五０年代，電晶體有了另一個突破性的發展，德州儀器公司的Jack Kilby和Fairchild的Robert Noyce，獨力發明了將電晶體和其他的電子元件放進矽片裡的方法，這個重大的技術導致了「微晶片」的誕生，微晶片成為現代微體電子學的重要產物，包括個人電腦都深受影響。

現今距離電晶體發明已經有一段不算短的時間，有專家提出警告，微晶片的製造技術，可能會面臨製造成本的考驗，因應縮小體積、加快運算速度的而開發的技術將會愈來愈昂貴。另一派專家認為，矽片的運算能力還有極大的潛力尚未開發。

IBM湯瑪森研發中心的副總裁就認為，二十年前不斷有人提出矽將會像石油一樣枯竭的論調，必須研究新的替代性材料和技術；但是事實上，這樣論調在二十年來經有顯著的減少，而那些所謂新的技術都已經在半路上陣亡了。