晶体管发明与诞⽣及发展历程详解
1947年12⽉23⽇，第⼀个基于锗半导体的具有放⼤功能的点接触式晶体管⾯世，标志着现代半导体产业的诞⽣和信息时代正式开启。
在晶体管诞⽣之前，放⼤电信号主要是通过电⼦管 (真空三极管)，但由于制作困难、体积⼤、耗能⾼且使⽤寿命短，⼈们⼀直希望能够⽤固态器件来替换它。
1945 年，贝尔实验室开始对包括硅和锗在内的⼏种新材料进⾏研究，探索其潜在应⽤前景。⼀个专门的“半导体⼩组”成⽴了，威廉·肖克利 (William Shockley) 担任组长，成员包括约翰·巴丁 (John Bardeen) 和沃尔特·布拉顿 (Walter Brattain)。
在经过多次失败之后，他们终于在71年前的今天，实现了第⼀个半导体晶体管，也就是上⽂所述的基于锗半导体的具有放⼤功能的点接触式晶体管。肖克利、巴丁和布拉顿也因此获得了诺贝尔物理学奖。
巴丁 (左)、布拉顿 (右) 和肖克利因为晶体管的发明，共同获得了1956年的诺贝尔物理学奖
从实⽤的⾓度看，点接触式晶体管的产量⾮常有限，不能算是商业上的成功；但它的发明意义重⼤，巴丁、布拉顿和肖克利也因此获得了1956年的诺贝尔物理学奖。
晶体管被誉为“20世纪最伟⼤的发明”，它的出现为集成电路、微处理器以及计算机内存的产⽣奠定了基础。
晶体管被誉为“20世纪最伟⼤的发明”，它的出现为集成电路、微处理器以及计算机内存的产⽣奠定了基础。
20世纪五六⼗年代，肖克利在推动晶体管商业化的同时，造就了如今加州电⼦⼯业密布的硅⾕地区。晶体管发明的历史⾮常复杂，牵扯到科学和技术、团体和社会之间的微妙关系。
现如今，从播放⾳乐、合成语⾳、存储数据、数码摄影、GPS定位到传输和处理互联⽹上的海量数据，我们的⽇常⽣活中芯⽚已经成为不可或缺的产品。
这其中，有⼀些芯⽚直接或间接地为改变世界的⼀些产品赋能，影响了整个计算世界。
就在晶体管诞⽣71周年的今天，让我们⼀起来回顾这些伟⼤的芯⽚，并讲述它们背后的⼈和故事。以下内容来⾃ IEEE Spectrum 2018年最新的“芯⽚名⼈堂” (Chip Hall of Fame)。
仙童半导体 µA741 运算放⼤器（1968）
Fairchild Semiconductor µA741 Op-Amp
该芯⽚成为了模拟放⼤器集成电路事实上的标准。该芯⽚⽬前仍在⽣产，在电⼦产品中随处可见。
•制造商：仙童半导体
•类别：放⼤器 & ⾳频
•年代：1968
运算放⼤器就像模拟设计界的切⽚⾯包。你可以⽤它们夹上任何东西，并且都能得到满意的结果。设计者使⽤它们来制作⾳频或视频的前置放⼤器，电压⽐较器，精密整流器，以及其他许多⽇常电⼦系统中重要的⼦系统。
1963年，26岁的⼯程师 Robert Widlar 在仙童半导体公司（Fairchild Semiconductor）设计了第⼀个单块集成运算放⼤器电路，即 µA702。当时它的售价是300美元。Widlar 随后对设计进⾏了改进，设计出 µA709，并获得了巨⼤的商业成功。据说，Widlar 因此要求加薪，但没有得到满⾜，于是离开了仙童半导体。美国国家半导体公司（现在是德州仪器的⼀部分）如获⾄宝，迅速挖来了 Widlar。Widlar 后来帮助国家半导体建⽴了模拟IC设计部门。1967年，Widlar 为国家半导体公司研发出⼀个更好的运算放⼤器，即 LM101，其中⼀个版本（LM101A-N ）现在仍在⽣产。
虽然仙童半导体的领导们对 Widlar 突然发起的竞争感到焦头烂额，但在仙童的研发实验室，新加⼊的 David Fullagar 对 LM101 进⾏了仔细的检查，发现这款芯⽚的设计虽然⾮常巧妙，但还是存在⼀些缺长虹液晶电视32寸
陷。其中最⼤的缺陷是，由于半导体质量的变化，有些芯⽚在IC的输⼊级，即所谓的前段，对噪声过于敏感。
Fullagar 于是开始了⾃⼰的设计。前端问题的解决⽅案⾮常简单，Fullagar 为芯⽚增加了⼀对额外的晶体管。额外的电路使得放⼤更加平滑。
路使得放⼤更加平滑。沈丽君自杀
Fullagar 将他的设计交给仙童研发部门的⽼⼤，⼀位名叫⼽登·摩尔 (Gordon Moore) 的⼈。摩尔将他的设计交给公司的商业部门。这枚新的芯⽚被命名为 µA741，后来成为运算放⼤器的标准。这个 IC，以及后来仙童半导体的竞争对⼿所创造的各种翻版型号，已经卖出数百万个。
当时初版的µA702价格是300美元，现在300美元⼤约可以买2000枚µA741芯⽚。
Intersil ICL8038 波形发⽣器（1983）
Intersil ICL8038 Waveform Generator
Intersil的ICL8038波形发⽣器为消费电⼦产品带来了复杂的声⾳
•制造商：Intersil（英特矽尔）
•类别：放⼤器 & ⾳频
•年代：⼤约 1983
⼀个好的基本波形——随时间变化的电压——是构建更复杂⾏为的原材料。Intersil的ICL8038 集成电路的设计是为了⽅便地获得精确的波形，能够同时产⽣正弦波、矩形波和锯齿波等周期信号，只需要很少的外部元件。
最初，ICL8038 被嘲笑性能有限，⽽且具有表现不稳定的倾向。确实，这个芯⽚有点不可靠。但共⽣是们很快学会了如何可靠地使⽤它，然后8038取得了重⼤的成功，最终销售了数百万个，并被⽤在⽆数应⽤程序中——包括“电话飞
willie jones克”（phreaker）们在20世纪80年代使⽤的“蓝盒⼦”（blue boxes）。
Intersil 公司在2002年停产了8083，但爱好者们⾄今仍在收集 ICL8038，⽤来⾃制函数发⽣器和模块化模拟合成器。
微开半导体MAS3507 MP3解码器（1997）
Micronas Semiconductor MAS3507 MP3 Decoder
这个芯⽚开启了数字⾳乐⾰命
•制造商：微开（Micronas）半导体
•类别：放⼤器 & ⾳频
•年代：1997
在 iPod 出现之前，是Diamond Rio PMP300。PMP300于1998年推出，⼏乎⽴刻就⽕了，不过这⼀热潮很快就消减了。不过，这个播放器有⼀件事很重要，就是它⽀持 MAS3507 MP3解码芯⽚——⼀个基于RISC的数字信号处理器，具有为⾳频压缩和解压缩优化的指令集。
它的开发者是Micronas（现在是TDK-Micronas），它让Rio能够将⼗多⾸歌曲压缩到其闪存中。对于今天的标准来说可能有点可笑，但在当时相⽐便携式CD播放器已经⾜够有竞争⼒了。Rio以及它的后续产品为iPod铺平了道路，现在你已经能够在⼝袋⾥装上数千⾸歌曲。
Micronas
正如这个 Micronas 的设计⽂件所显⽰的，MAS3507是只为做好⼀件事设计的，即只能很好地解码 MPEG Audio Layer III（即MP3）数据。
德州仪器TMC0281语⾳合成器（1978）
王雅莉
Texas Instruments TMC0281 Speech Synthesizer
这是世界上第⼀款语⾳合成芯⽚
•制造商：德州仪器
•类别：放⼤器 & ⾳频
乡村爱情的演员表•年代：1978
公共场所标语如果没有TMC0281，E.T.可能永远没办法“打电话回家”。因为 TMC0281 是世界上第⼀款单芯⽚语⾳合成器，是德州仪器的 Speak＆Spell 学习玩具的“⼼脏”（或者应该说是“嘴巴”）？在1982年的《E.T.外星⼈》电影中，外星⼈E.T.⿊进玩具中，搭建了⼀个星际通讯设备。
今天，我们已经越来越习惯与消费电⼦产品交谈；TMC0281 是⽆处不在的合成语⾳世界的第⼀步。
外星⼈E.T.抱着⼀台Speak＆Spell玩具
TMC0281于1978年发布，使⽤被称为线性预测编码（linear predictive coding，LPC）的技术产⽣语
⾳，所产⽣的声⾳是⼀些嗡嗡声、嘶嘶声和爆裂声的组合。对于“产⽣语⾳”这件被认为是“不可能在集成电路中实现的”的事情，这是⼀个令⼈惊讶的解决⽅案。
TMC0281的变体型号被⽤于雅达利的街机游戏和克莱斯勒的K型车。2001年，德州仪器将它的语⾳合成芯⽚⽣产线卖给Sensory公司，Sensory在2007年底停产这个芯⽚。不过，在eBay上花50美元左右可以买到品相⾮常不错的 Speak＆Spell 玩具。
Tripath Technology 的 TA2020 ⾳频放⼤器（1998）