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100年前的1925年10月22日,奧匈帝國(自1919年起為波蘭)的物理學家尤利烏斯·埃德加·利連費爾德(1905-1926年在德國任教授)獲得了晶體管的專利[LIL1]。一種場效應晶體管(FET)。今天,我們電腦中的幾乎所有晶體管都是FET。
詳細信息和眾多參考資料:技術備忘錄IDSIA-10-25,IDSIA,2025年10月22日(在網上很容易找到)。

在1928年,Lilienfeld也為金屬氧化物半導體FET(MOSFET)獲得專利[LIL2]。Lilienfeld的設計如所描述的那樣運作,並提供了可觀的增益[ARN98]。
在1934年,德國工程師Oskar Heil獲得了另一種FET變體的專利[HEIL]。在Lilienfeld之後的二十年,貝爾實驗室的研究人員不僅實驗性地確認了Lilienfeld專利中描述的場效應[ARN98]——見下文Lilienfeld與貝爾實驗室的優先權爭議——而且還獲得了一種點接觸晶體管(PCT,專利於1948年2月26日由William Shockley、John Bardeen和Walter Brattain提交)[BRA48]。幾個月後,德國物理學家Herbert F. Mataré和Heinrich Welker在法國的Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse獲得了晶體管(結接場效應晶體管或JFET)的專利(專利於1948年8月13日提交)[MAT48]。
PCT和晶體管是第一批商業晶體管。然而,1948年的PCT被認為是「從未真正實用」[ARN98],並且「僅僅是一個繞道」[ARN98]。這是一條死胡同,今天幾乎所有的晶體管都是Lilienfeld類型的FET,特別是某些由埃及工程師Mohamed M. Atalla和韓國工程師Dawon Kahng於1960年在貝爾實驗室獲得專利的MOSFET[LIL2]變體。
優先權爭議:Lilienfeld(1925-28)與貝爾實驗室(1948)
根據美國物理學家Robert G. Arns檢查的法律文件(1948)[ARN98],William Shockley和Gerald Pearson在貝爾實驗室確認了Lilienfeld專利中描述的場效應[ARN98]。不幸的是,根據Arns的說法,「這些貝爾科學家的已發表的科學、技術和歷史論文從未提及Lilienfeld或Heil的先前工作」[ARN98],「甚至在1948年的一篇論文[SHO48]中,Shockley和Pearson實驗性地演示了場效應」[ARN98]。
在1948年11月,貝爾實驗室的各種專利申請因與Lilienfeld(和Heil)早期設計過於相似而被拒絕[PAT48]。(16年後,在1964年,貝爾實驗室的J. B. Johnson聲稱他測試Lilienfeld的一些FET時並未成功,但Arns指出[ARN98],這一說法「似乎是故意誤導的。」)後來,有人聲稱Lilienfeld並未實施他的想法,因為「製造這些設備所需的高純度材料還需要幾十年才能準備好」[CHLI],但1991年Bret Crawford的論文提供了證據,表明「這些說法是不正確的」[CRA91]。Lilienfeld是一位出色的實驗者,根據Arns的說法[ARN98],在1995年,「Joel Ross重複了同一Lilienfeld專利的處方。他能夠生產出穩定數月的設備」[ROS95]。此外,在1981年,半導體物理學家H. E. Stockman確認「Lilienfeld在許多場合展示了他那非管式的無線接收器」[EMM13]。
在上述優先權爭議廣為人知之前,三位貝爾實驗室的研究人員因晶體管獲得了諾貝爾獎,這本應該頒發給Lilienfeld。這是諾貝爾獎選拔過程中的一個重大失誤——而且不是最後一次[NOB]。三位獲獎者之一的Bardeen在1988年最終承認Lilienfeld「擁有控制半導體中電流流動以製造放大設備的基本概念」[BAR88][ARN98],而他自己的點接觸晶體管「可能減緩了晶體管領域的發展,因為它使半導體計劃偏離了結接和場效應晶體管,這些後來被證明在商業上更有用」[ARN98]。
截至2025年,毫無疑問,晶體管的發明者是Julius Edgar Lilienfeld。
參考文獻
[LIL1] 美國專利1745175,由奧地利-匈牙利(自1919年起為波蘭)物理學家Julius Edgar Lilienfeld獲得,該工作是在他擔任萊比錫大學(德國)教授期間進行的:「控制電流的方法和裝置。」首次於1925年10月22日在加拿大提交(1930年授予)。該專利描述了一種場效應晶體管。今天,幾乎所有的晶體管都是場效應晶體管。
[LIL2] 美國專利1900018,由Julius Edgar Lilienfeld獲得:「控制電流的裝置。」於1928年3月28日提交。該專利描述了一種薄膜場效應晶體管,屬於MOSFET類型[CHI88]。(另見David Topham的聲明,該專利「清楚地描述了場效應晶體管,使用薄膜沉積技術構建,並使用在金屬氧化物FET確實在30多年後大量生產時變得正常的尺寸」[EMM13]。)
[LIL3] 美國專利1877140,由Julius Edgar Lilienfeld獲得:「電流放大器。」於1928年12月8日提交。
[LIL4] J. Schmidhuber。2025年:晶體管的百年紀念,由Julius Edgar Lilienfeld於1925-1928年獲得專利。技術備忘錄IDSIA-10-25,IDSIA,2025年10月22日。
[ARN98] R. G. Arns(1998)。另一種晶體管:金屬-氧化物-半導體場效應晶體管的早期歷史。工程科學與教育期刊7(5):233–240。
[ATA60] 美國專利3206670和3102230,分別由埃及工程師Mohamed M. Atalla和韓國工程師Dawon Kahng(貝爾實驗室)於1960年10月3日提交:「具有介電涂層的半導體設備」和「電場控制的半導體設備。」(Lilienfeld的MOSFET[LIL2]的一種變體。)
[BAR88] J. Bardeen致W. Sweet的信,物理今日的副編輯,日期為1988年3月9日,由Arns(1998)[ARN98]引用。
[BRA48] 美國專利2524035,由John Bardeen和Walter Brattain(貝爾實驗室)於1948年2月26日提交:「利用半導體材料的三電極電路元件。」該專利描述了一種點接觸晶體管。
[CHI88] Chih-Tah Sah(1988)。MOS晶體管的演變 - 從構想到VLSI。IEEE會議記錄第67卷第10期,1988年。
[CHLI] 晶片歷史中心。Julius E. Lilienfeld - 名人堂:因為在1925年發明並獲得第一個FET半導體的專利。
[CRA91] Bret E. Crawford。「晶體管的發明」(1991)。研究生學院論文和論文。1469。引用:「實驗結果表明,Lilienfeld確實建造並測試了他的設備,做的不僅僅是專利一個想法。」
[EMM13] A. Emmerson。誰真正發明了晶體管?在互聯網檔案館重新出版(2013)。
[HEIL] 專利號GB439457(1934),由德國工程師Oskar Heil獲得,歐洲專利局,最初於1934年3月2日在德國提交,然後於1935年在英國提交:「對電放大器和其他控制裝置的改進。」該專利描述了另一種MOSFET類型的晶體管。
[IC49] 德國專利DE 833366,於1949年4月14日由SIEMENS AG的Werner Jacobi提交(於1952年5月15日授予):「半導體放大器。」第一個在共同基板上具有多個晶體管的集成電路。
[IC14] CHM博客,計算機歷史博物館(2014)。誰發明了IC?
[MAT48] 法國專利FR 1010427,於1948年8月13日由德國物理學家Herbert F. Mataré和Heinrich Welker在法國Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse工作時提交:「實現電子繼電器效應的多電極新晶體系統。」(晶體管 - 一種JFET。)
[NOB] J. Schmidhuber。因抄襲而獲得的諾貝爾獎。技術報告IDSIA-24-24(2024年12月7日,2025年10月更新)。
[PAT48] 專利戰。ScienCentral, Inc.和美國物理學會(1999)。
[ROS95] J. P. Ross。重建Lilienfeld晶體管。1995年春季美國物理學會新英格蘭分會會議,1995年4月8日;也見於「J. E. Lilienfeld和晶體管效應的發現」,老時代的公報,1998年2月,39,頁44–47和1998年5月,39,頁50–52。
[SHO48] W. Shockley和G. L. Pearson。薄膜半導體的導電性調制。物理評論74(2):232-233,1948年7月。
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