灵魂炼狱

TI纳贤

TI在晶体管诞生之初还是一个微型公司，以至于Bell实验室都不愿把生产许可证卖给它。尽管得到了Bell的生产许可证，但TI对于晶体管的研究还是门外汉，为此，它在《纽约时报》上打了一则招聘广告。这则广告被Teal看到了，尽管Teal能生长出很好的晶体，而且帮Shockley实现了他的双极型晶体管，但他在Bell并未受到相应的重视，所以Teal去TI应聘了。TI听说Teal前来，欣喜若狂，立即聘他为研发部门的负责人。Teal在想办法进一步提高晶体性能的同时也开始关注另一个问题——如何解决高温下Ge晶体不能使用的问题，这个问题在当时非常严重，以致无线电（如收音机）在工作一段时间后就必须休息，否则就变得歇斯底里了。

1954年的美国无线电工程师会议上，大家都Ge晶体管都大发牢骚，但又普遍认为至少还得过几年时间才能制造出适于高温工作的Si晶体管。轮到Teal做报告了，他说：“与我的同行对Si晶体管的消极观点不同，我今天碰巧在口袋里带了几个Si晶体管”，说着从口袋中掏出3个黑糊糊的小东西。一时间，TI一跃成为晶体管领域的主角。

“硅谷之父”

Si晶体管的诞生进一步提高了晶体管的工作稳定性，刺激了晶体管的研究和市场。1956年，Shockley从Bell辞职并在加州Palo Aito成立了Shockley半导体公司。这是硅谷的第一家公司，因此Shockley也被称为“硅谷之父”。他雇用了许多优秀工程师和物理学家为他工作，但按物理化学家Sello的话说，Shockley的个性适于做科学家却不适合做经理，他与同事摩擦不断。公司成立一年后即1957年，公司里的诺依斯（N. Noyce）、摩尔（R.Moore）、布兰克（J.Blank）、克莱尔（E.Kliner）、赫尔尼（J.Hoerni）、拉斯特（J.Last）、罗伯茨（S.Boberts）和格里尼克（V.Grinich）等八人集体离开了Shockley公司，这就是历史上著名的“八天才叛逆”。（从此，才有了intel、AMD、IDT等一大批我们熟知的企业。）在辞职第二天，他们创立了仙童半导体公司（Fairchild），Noyce被公推为领导人。1959年仙童发明了平面晶体管制作工艺，1961年它又获得了第一个平面晶体管集成电路的专利授权，很快，仙童成长为拥有12000个职工的大企业。

集成电路

制造商希望能用晶体管做很多事情，但前提是晶体管必须小型化；当时的晶体管尺寸已接近我们手工操作的极限，因此科学家的下一个目标是如何办晶体管、导线和其它器件高效连接起来。

1958年7月，在TI公司大厅里孤独的坐着个年轻人，他叫Kilby，加入TI还不到两月，因为参加工作时间短，没有假期，以至于他不得不在这炎热的7月继续工作。突然，Kilby脑海中蹦出一个想法，“我们之所以不能把许多器件连接在一起，主要是因为不同器件有不同材料制成，而只有晶体管是用Si作的；如果把所有器件都用Si制作，我们应该能在一个Si单晶上集成更多的晶体管，制成集成电路，这样生产上也更加简单了。”9月，Kilby建立了模型，1959年2月TI就基于Kilby的概念和实验递交了一个名为“固体电路（Solid Circuit）”的专利申请。几乎同时，1959年1月，仙童的Noyce也在做同样的事，在Kilby忙着加工各种Si基元器件时，Noyce想着如何把这些器件高效的连接起来。1959年3月，仙童递交了一个名为“平面集成电路（unitary circuit）”的专利申请，因为知道TI曾递交过类似申请，他们在自己的专利中写得非常详细，以避免与TI的专利冲突。1961年4月25日，集成电路的第一个专利颁给了仙童的Noyce，而此时Kilby的专利申请还在审查中，尽管他早于Noyce提交。为此，TI和Kilby很不满，他们申请了法律保护。经过多年诉讼，最后两公司达成协议，两个专利因相互交叉而共享，今天这两人都作为集成电路发明者而享誉世界。Kilby获得了2000年的Noble物理学奖，遗憾的是Noyce于1990年因心脏病发作而去世，这位29岁亲手创立仙童、31岁发明集成电路、40岁创立Inter的一代巨匠，失去了应有的诺奖。

MOS管

随着平面晶体管集成工艺的完善与集成电路的出现，新发明、新突破如雨后春笋般出现，其中场效应管、薄膜场效应管及MOS管的出现是晶体管发展历程中几个不能不提的事件。尽管Shockley1945年就提出了场效应管的概念，但Shockley的场效应管从来就没有实现过，因为后来广泛使用的结型晶体管主要依靠少子工作，而场效应管大多依靠多子工作，它们是不同的。Bell实验室真正做出第一个场效应管是在Shockley离开Bell之后。1959年Bell实验室的Atalla热氧化可以在Si表面形成一层很好的SiO₂层，1960年Kahng和Atalla基于Shockley的场效应管概念，在Si/ SiO₂上制造出第一个场效应管。很快，各个晶体管和集成电路制造商的注意力就从结型管转移到场效应管上。1961年，RCA的Weiner研究组提出了薄膜晶体管的概念，他们首次发现可以将半导体材料蒸镀在绝缘层上构筑晶体管。这项技术的实现使工程师可以在一张邮票大的基片上构筑数千个晶体管并把它们高效连接起来，这项发明不仅促使了晶体管集成度的提高，而且也直接促进了RCA的另一项重要发明MOS管的诞生。1962年，在RCA器件集成研究研究组工作的Stanley、Heiman和Hofstein等发现，可以通过扩散与热氧化在Si基板上形成导电带、高阻沟道区和氧化物绝缘层来构筑MOS管。MOS管的出现极大的简化了晶体管制作工艺，提高了器件的稳定性和集成度，同时也大幅度降低了生产成本。尽管双极型晶体管有固有的放大特性适于做超快开关，而MOS管开关速度较慢，但它体积小、便宜、能耗小、易集成，因而很快在市场中独领风骚。今天的CPU与MOS管是分不开的。

Intel崛起

在仙童工作10年后，Noyce作为仙童半导体当之无愧的领导人感到压抑，因为仙童半导体只是仙童集团的一个子公司，其发展根本不能按Noyce的设计进行，同时，仙童半导体的利润也被仙童集团大大分流了。Noyce把这个委屈跟研发部主任Moore说了，两人深有同感。1968年，Noyce和Moore联合离开了仙童半导体，创立了Intel，即“Integrated Electronics”两单词的前五个字母的合并。失去了Noyce和Moore的仙童半导体很快衰退，知道1995年才重新上市。

Intel创立之初，目光仍然集中在内存条上，但随着日本公司加入竞争，内存生意越来越难做，因为当时日本公司生产芯片的速度、质量和价格都是无与伦比的。Intel面临着生存危机，不过他们最终决定放弃内存，全力投入微处理器业务。说到微处理器业务，其实最初是一件偶然事情：Intel的一家客户（Busicom，一家现已不存在的日本厂商）要求Imtel为其设计一些处理芯片。在研究过程中，Intel研究员Hoff问自己：对于集成电路，能否在外部软件的操纵下一简单的指令进行复杂的工作呢？为什么不可以把计算机上的所有逻辑集成到一个芯片上并在上面编制简单通用的程序呢？这其实就是今天所有权微处理器的原理。在同事的帮助和公司的支持下，Hoff把中央处理器的全部功能集成到一块芯片上，再加上存储器，这就是世界上第一片微处理器4004（1971年）。4004的诞生标志着一个时代的开始，从此Intel在微处理器的研究中一直独领风骚。

1978年8086处理器的诞生标志着X86王朝的开始；从8086开始，才有了目前广泛应用的PC行业基础。从4004诞生到现在，还没有一款处理器像8086一样如神来之作，这其中也有IBM的支持。当时IBM想研究新的PC机来打击苹果的个人电脑，IBM需要一款强大的、易于扩展的处理器来驱动，Intel的X86取得了绝对胜利，成为IBM PC的新“大脑”，这一历史选择也把Intel带入了世界500强的行列。IBM采用8086微处理器的PC大获成功，不但带旺了Intel的生意，而且造就了另一个商业奇迹——微软。比尔-盖茨搭车销售DOS操作系统，为今天称霸软件行业掘取了第一桶金。

1982年，Intel发布80286，集成了14.3万只晶体管、16位字长、时钟频率提高到20MHz。但IBM内部多数反对快速转换到286计算机的销售上来，因为286PC会对IBM的小型机和PCXT销售有影响，他们希望缓慢过渡。但Intel不能等，80286已经批量生产了，不可能对在仓库里等IBM慢慢消化，这时生产兼容机的康柏公司（现已是hp的一部分）钻了个空子——快速推出286PC机，一举打败了IBM成为PC市场新霸主。微处理器决定了计算机的性能和速度，谁能制造出性能卓越的高速PC，谁就能引领计算机的新潮流，这就是游戏规则。1985年，Intel再度发力推出80386，标志着进入了32位时代，它集成了27.5万只晶体管。1989年，Intel推出80486，它集成了120万只晶体管。1993年，Intel研制成功新一代处理器，鉴于市场上不同厂商多用X86来标志PC产品造成的混乱，该产品有了一个全新的名字——Pentium，它集成了310万只晶体管，时钟频率60MHz。1995年又推出了Pentium-Pro，它的频率200MHz，集成度550万；1997年Pentium II集成度750万只晶体管；1999年发布Pentium III；2000年发布Pentium 4，集成度4200万；到了改进版Pentium 4（Northwood），集成度5500万，初始频率达1.5GHz。

前进桎梏

1965年，当时的仙童半导体研发部主任Moore大大预测“微芯片上的集成度每12月翻一番”，后经1975年修正，改为“微芯片上的集成度每18月翻一番”，即Moore定律。同时，微电子工业界还存在Moore第二定律，即“每代芯片的成本大约为前一代芯片成本的两倍”。例如，Intel在1968年刚起步时，装配工厂、开发技术、产品和推向市场共用了300万美元；而现在仅为装配Intel最大的晶片处理工厂就耗资24亿美元，而且由于工艺的跃变，这些工厂的有效生产持续时间很短，因此在实用时间内必须满负荷运行。才有可能收回高额投资。此外，由于要生产越来越复杂的芯片，就必须有大量的研发投入。未来10年，Moore定律一定会遭遇Si材料原子尺度和成本上的限制，人们现在又相继提出了纳米晶体管、分子晶体管等设想，是路到尽头时的垂死挣扎呢，还是山穷水尽后的柳暗花明呢？但愿在不久的将来，也会涌现出如同20世纪中页的那些在半导体领域里奋发上进、你追我赶和感动我们的杰出人物。

下面依次是Lee de Forest、Mervin Kelly、Russell Ohl、Shockley、Bardeen、Brattain、Gordon Teal和Sparks、N. Noyce、R.Moore、Kilby、Heiman和第一支晶体管。

晶体管是20世纪人类最伟大的发现，他成就了许多杰出青年，留下了许多生动震撼、催人奋进的故事。

“脏”物理学

在20世纪初，世界上顶尖的科学家都不愿意研究半导体，因为在当时看来，半导体的性质不是取决于半导体本身，而是取决于污染物的种类和数量，同一材料的两个样品，其性质可能完全不同。Pauli在20年代就把“半导体物理学”描绘成“脏”物理学，当时科学家的兴趣主要集中在“雷达”等无线电方面。

Bell先声

但Bell实验室却关注着半导体的研究。Bell实验室作为AT&T（美国电话电报公司）的下属，于1925年成立，其核心任务就是要研究提高电话技术的方法。1906年Lee de Forest发明了真空三极管，其信号放大功能被AT&T一眼看中，因为他们相信这项技术会扩展电话信号的传输距离。AT&T购买了Lee de Forest的专利，果然使其业务猛增，1917年就将横跨北美的第一条电话线从旧金山铺到了纽约。但是业务扩大的同时，真空三极管的缺点也显露出来，其信号放大的可靠性很差，同时耗能和产热太多，AT&T面临着发展障碍。同时，随着Bell拥有的电话专利有效期的临近，许多电话小公司争相成立，AT&T迫切需要新技术和专利来保持竞争优势，Bell实验室就是为此成立的。1930年，当时Bell的领袖Mervin Kelly就敏锐意识到，他们需要比真空三极管更好的器件来支持AT&T的发展，而这种器件可能依赖于半导体这种奇怪材料。

但是，随着二战的爆发，雷达和无线电的需求剧增，整流二极管的需求也飞速增加，Kelly的研究计划被完全打断了。当时所用的二极管极易击穿，美国政府要求科学家研究一种更好的二极管来满足雷达和无线电的需求。1939年2月，Bell实验室的一个晶体学专家Ohl挑选了一个中间有缝隙的劣质硅晶体，他想试试到底有多大的电流可以通过这个缝隙。很奇怪，Ohl发现电流通过这个缝隙时具有单向导电性，而且在缝隙处还发光。他向Kelly汇报，Kelly马上邀请Brattain和Becker一起来观察，这个怪现象直接导致了硅pn结的诞生。此后，也是一个偶然机会，1942年普渡大学一个名叫Seymour Benzer的学生发现了锗的无与伦比的整流特性。这些发现满足了政府的需求，也为晶体管的发明打下了伏笔。

1945年二战结束，Kelly又把自己先前的研究计划提上日程，他组建了一个固体物理研究组，任命Shockley和Morgan为负责人。当时Ge单晶被普遍看好，Shockley要求大家注意Ge单晶，并提出一个新的概念器件，即依靠强电场在半导体表面诱导产生电流，通过控制场的强度来控制电流，即今天的FET（场效应管）。Shockley要求Brattain去构建这种器件，但未成功。

1947年圣诞前夕，37岁的Shockley写了一封言辞有些羞涩的请柬，邀请Bell的几位同僚去实验室观察他和合作者Bardeen和Brattain最近取得的“一些成果”——一个被他们成为transistor的新器件原型。三名发明家演示了这个器件的电流放大特性，接着又为此申请了专利，这是Bell的第一个专利。虽然他最终获得了专利授权，但由于早在1925年，德国籍犹太人Lilienfeld就已申请了一个场效应管的专利——尽管他从未做过任何相关试验，但专利报告却相当详细，Shockley的许多申请条款还是被专利局驳回。

结型晶体管

但是，Shockley的这种点接触式晶体管的顶电压摇摆不定，而且噪声很大。课题组的成员都相信有可能提高这种器件性能，并为此不停忙碌着，但收效甚微。1948年的新年，迷茫的Shockley呆在芝加哥的旅店中，他是来参加物理协会的会议的，楼下众人正在开舞会，但他没有参加，他在思考晶体管所面临的问题。他花了两个白天和一个晚上的时间思考，最后决定采用完全不同的夹心层结构，即pnp或npn结构，夹心层两边富含电子，中心是电子稀少的耗尽层，调节耗尽层应该可以调节电子数量，从而实现对器件的开关。

他对谁都没说这个想法，因为：首先，当时的晶体管，电流都是通过半导体表面流动的，没有人证明电流能由半导体本体控制，而这正是Shockley要做的；同时，Shockley也担心他的想法会再次被人偷去，就如同Bardeen和Brattain曾“偷了”他的点接触式晶体管的想法一样。两个月后，即1948年2月18日，Shockley命令课题组中的Haynes、Becker和Shive做了一个独立的实验，结果与他的想法完全一样，Shockley高兴得跳了起来。当Bardeen和Brattain得知后很惊呆，很明显Shockley的这个秘密已经酝酿了很长时间，然而从头到尾都不让他俩参加，此后，两人与Shockley的分歧进一步扩大了。

实验中Haynes发现，这种结型晶体管的中心夹层必须很纯而且很薄。当时在晶体方面做得最好的是Teal，但他不在Shockley的研究组中，尽管他偶尔也被要求向Shockley小组提供晶体。晶体专家Teal深信，一个理想晶体管最好由一个单晶来制作，而不是用许多晶体来构筑，因为不同晶体之间的晶界会散射电流；Shockley的结型晶体管采用不同半导体构筑夹层，可能存在问题。因此，Teal和Sparks一起决定采用掺杂的方法在Ge的单晶上构筑晶体管，终于在1950年4月成功用制作了一个Shockley双结型晶体管，并证实了它的放大功能。1951年，Sparks又通过降低中间夹层厚度进一步提高了晶体管性能。双结型晶体管的性能明显优于点接触式晶体管，为此，1951年7月Bell实验室召开新闻发布会，正式对外公布这个消息。1952年，Bell要求每个晶体管生产企业必须向Bell购买生产许可证，每个许可证售价25000美元，当时有24家企业提出了申请，包括几个名不见经传的小公司，如德州仪器公司（TI）、日本通讯工业公司（即后来的Sony）等。

Shockley在双结型晶体管的基础上，于1952年进一步提出单结型晶体管的概念，其结构与双结型晶体管类似，但在p-n界面存在耗尽层，从而使栅极与源极、漏极导电沟道之间形成一个整流接触，同时两端的半导体作为栅极，通过栅极电压调节源极漏极之间的电流。

好久没来这里更新过了，今天处于无聊——无聊的意思就是我在用的台式机上网，同时我的笔记本也在上网，所以开了两个不同的MSN和QQ——便上来更新一下。

这位那些一直关注我的BLOG——这种人相当稀有，接近绝种——的同志们来说可不是什么好事。

今天本来打算继续深入学习的，但是后来还是堕落了。一天最主要的工作就是证明了之前关于投影算符的想法还没有成熟，还是有问题。另一个就是在研究VS.NET 2008和2003的区别。我自己以前写的一个程序移植（自动的）到2008下以后看了看，似乎没什么变化，不像从VB6到VB.NET2003的变化那么大——当然，那两个程序是C#的。最近开始认真血C了，VB还是放一放吧。

今天另一个关注的东西就是C-FREE V4 BETA2 EDU。发觉CF和《C++ PRIMER》中说的内容不同。一个基本的基类的程序在CF中居然有16个错误，让我感到很莫名。同样一段程序在VC++2003中有一个错误：MAIN函数没有——这个没办法，这个基类本来就不实现MAIN。在VC++6中我无法分清到底应该写在h文件中还是写在cpp文件中——这是我的不好，都退步成这样了。

总之，今天一天过的有点颓废。

A few minutes ago, I visited a blog which belongs to a guy I don't know.
He's addicted by Soduko and then wrote something about it. In the comment, another guy gave a list of codes to explode the soduko. But, how to say, it's a classic program wrote by a guy studys programme instead of something else. No logic in it, maybe it can decrease the time used as largely as possible, but no logic. I don't know whether such a thing can called "arithmatic", maybe can in the view of speed used, but I don't think it is in the view of logic.
Maybe it's the difference. I always cope with problems from the logic aspect, try to think out the "most logicalizational" way to deal with it, but with no sight of speed or the memory usage. But I think that if a arithmetic is full of logic, then we can go directly to the goal with no twist or fork, then the speed won't be too slow.

1.你相信世上有鬼吗?
相信--(去题9 )不相信--(去题5)
2.你的家人中,有人遇过鬼吗?
有--7 没有--18
3.晚上睡觉你一定要开著小灯?
是--23 否--19
4.夏天时.你是否曾经感到一股莫名的寒意?
是--8 否--3
5.你是否常常迷路?
是--13 否--16
6.有时你是否觉得自己也懂一些动物语言?
是--25 否--26
7.你是否有[ 鬼压床]的经验?
是--20 否--11
8.看连续剧或电影时,你是否常可以推断出後面的剧情?
是--6 否--23
9.你小时後是不是很爱哭?
是--12 否--16
10.你很喜欢照镜子?
是--18 否--17
11.你身上是否有很大的胎记或痣?
是--20 否--8
12.你是否觉得自己记忆力不错?
是--7 否--2
13.你是否觉得拜拜的香的味道很好闻?
是--10 否--17
14.你是否一年要去扫一次墓?
是--29 否--22
15.你是否有梦境成为现实的经验?
是--a型 否--24
16.你喜欢独处胜於和朋友聊天?
是--2 否--10
17.是否有时会不知自己身在何处的感觉?
是--4 否--3
18.你有没有见过幽浮?
有--11 没有--4
19.独自待在房间时,你总觉的房间还有人
是--14 否--22
20.你是否有差一点就发生意外的经验?
是--28 否--6
21.你是否经常会莫名其妙的耳鸣?
是--24 否--27
22.和朋友聊天时,你是否常和对方异口同声的说同样的话?
是--30 否--d型
23.你的运气是否不错?
是--26 否--14
24.你是否有初次去某地却感觉好像来过一样?
是--a型 否--b型
25.你是否曾经做同样的梦?
是--15 否--21
26.是否曾有很久以前几乎遗忘的事,却突然想起的经验?
是--21 否--29
27.你是否曾认为自己是由某种东西转世?
是--b型 否--c型
28.猫和狗是否常会亲近你?
是--15 不是25
29.小时後你是否曾生过一场危及生命的大病?
是--27 不是--30
30.看别人的照片时,你是否常觉德照片中的人表情会变?
是--c型 否--d型

a:天生通灵,d最不通灵

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