97. [硅谷 03] 晶体管之父威廉 • 肖克利 (中)

上一期讲到肖克利团队申请到了专利,共同发明了点接触形式的双极性晶体管,贝尔实验室里总共有十二个人被提到了,唯独没有肖克利,这让肖同学非常气愤!如果一般人的话,也就算了,但是肖老师打算和晶体管硬怼,他是专家,于是他在实验室里呆了一个月,硬是独自一人搞出了结型晶体三极管,学过物理的人听着应该很熟悉,我们上课学的就是这个东西。这种晶体管的工作,同时涉及电子和空穴两种载流子的流动,因此它被称为双极性的,所以也称双极性载流子晶体管。这种工作方式与诸如场效应管的单极性晶体管不同,后者的工作方式仅涉及单一种类载流子的漂移作用。两种不同掺杂物聚集区域之间的边界由 PN 结形成。

肖克利的发明以后,在其后的大约三十年时间内这种器件是制造分立元件电路和集成电路的不二选择。现在的CPU里已经不是全部使用晶体管了,随着人们对于能源问题的认识不断加深,数字电路散热问题越来越严重,场效应管(例如互补式金属氧化物半导体)技术凭借更低的功耗,在数字集成电路中逐渐成为主流,双极性晶体管在集成电路中的使用由此逐渐变少。但是应当看到,即使在现代的集成电路中,双极性晶体管依然是一种重要的器件,市场上仍有大量种类齐全、价格低廉的晶体管产品可供选择。与金属氧化物半导体场效应晶体管相比,双极性晶体管能提供较高的跨导和输出电阻,并具有高速、耐久的特性,在功率控制方面能力突出。因此,双极性晶体管依旧是组成模拟电路,尤其是甚高频应用电路(如无线通信系统中的射频电路)的重要配件。

随后,肖克利写了一本书,是给世人讲述半导体原理的,名字叫《半导体的电子和空穴》,总而言之,肖克利用自己的聪明,硬是把晶体管之父的名头给抢了回来。但是,肖克利的历害之处在于,他经常表示功劳都是大家的。如果仔细的研究起来,申请晶体管专利的人早在1925年就申请了,如果按照时间来算,肖克利确实不是最早的发明人。不过,当时的人发明晶体管的,都不知道晶体管可以用来做什么,当时贝尔实验室也不知道这玩意可以用来做什么,当时申请专利的心态是先申请一下,有没有用再说。但是,只有肖克利意识到了这个东西的巨大作用,在一次节目中他直言不讳的说,这个是制作电脑的最佳元器件。结果,当时人根本听不懂他在说什么,主持人为了化解尴尬,只好顾左右而言他,因为完全不知道这个哥们在胡绉些啥。可能有点类似于现在的大数据,是个专家就去蹭热点,不过肖克利这个专家是个真专家!

也不能怪当时的吃瓜群众,因为当时的电脑体积巨大,1946年的ENIAC电脑,重30多吨,前几天中国的大飞机空重是40吨,一台电脑和一个飞机差不多重量。当时那台电脑有一万八千个真空管组成,一开机就是一百五十千瓦,目前最火热的电动车是特斯拉,电池总共85度电,接在这台电脑上,能跑30分钟就没电了。所以,大部分人都是不知道肖克利说的是啥,肖克利知道晶体管的威力,现在,我们也知道晶体管的威力了,因为老师上课讲过了,考试也考过了,我们后知后觉的知道了。

晶体管主要有两大功能:放大与开关。晶体管因其材料是晶体因此在实现大功率放大时,不需预热,产生的热量也很小。实现同样的功能,晶体管消耗的功率是电子管的百万分之一。作为开关,晶体管比电子管更快、更小,为电脑的微型化奠定了基础。晶体管的发明将引发电讯和电脑等各个方面的革命。晶体管利用电子在晶体内的流动性,来控制、放大并交换信号。晶体的工作原理很简单,只要在三极中的发射极上加上直流电压,再在基极上注入要被放大的电流信号,集电极就会产生被线性放大了的信号。现代最快最好的晶体管的放大倍数能达到几百到一千。当时肖利能提前看见未来的能力实在是令人佩服!

和大部分牛人一样,肖克利的脾气随着他名气的增加,也增加了不少。他开始由一个爱出风头的人,变成了一个让人讨厌的人,用了一年不到的时间,他就把身边的同事得罪了一个遍。那些人分的分,走的走,其实那些人并不比肖克利差,肖克利只有一个诺贝尔奖,和他一起获奖的巴丁,人家有两个诺奖呢!肖克利不仅对同事非常的不厚道,对家人也是非常的恶心,他老婆得了癌症,按照常理,是不是应该陪着?结果他和他老婆离婚了,就是这么有个性!

我稍微澄清一下,我讲这种黑历史的时候,并不是为了黑主人公,我觉得,尽量的还原一个人,不管是好事还是坏事,我都说一下。因为我们从小受的教育有点小问题,就是好人是不能缺点的,100%完美无缺的人,和电视里的政委,指导员一样,但是在现实中,是不太可能有这样的人的。比如,肖克利抛弃重病的妻子,排挤一起工作的同事,这种事情并不影响晶体管的伟大;即使肖克利发现了晶体管,他排挤同事,抛弃重病的妻子,也不值得提倡。因为很多宣传喜欢造神,比如最近的一个人物,Uber的CEO卡兰尼克,按照中国的说法,也是一代枭雄,这个人的人品肯定不好,性骚扰,骂人,这都是事实。比如他的公关团队说他是马里奥网球游戏的全球第二,这个明显有99.9999%的可能性是瞎吹的,首先,任天堂的网球游戏好多个,其次,人家根本就没有全球排名。怎么排名啊?是对打排名还是单打排名?吹牛谁不会?知道他为啥是全球第二了么?因为栋哥是全球第一呀!他不敢排在我的前面呀!以后大家看这种宣传的时候要多长个心眼!

在他妻子病重的时候,他已经找了新欢,在给他的新欢写情书的时候,他自夸的说:我比其他人聪明,我热爱我的工作,并且,我了解人性!在这里,他只说对了两件事,毫无疑问,他很聪明;毫无疑问,他也很努力;但是,他并没有他认为的那么了解人性,在和人交流这件事情上,他简直就是灾难级的!下一期开再讲他和他的员工之间的恩怨情仇,正是这些无法化解的矛盾,导致了他的员工,他的学生纷纷出走创业,从而才有了Intel,AMD等今天我们耳熟能详的公司。

好了,这次先到这里,下期再见。

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