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真正开创半导体时代的材料原本不是硅，而是一种名为锗的元素。前文提到碳元素与硅元素在周期表中同属一列，而锗元素则在下方紧挨着硅元素，三者在性质上自然有许多相同之处。因此，锗元素也为半导体的发展立下了汗马功劳。
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第二次世界大战后，最早利用锗元素开发出新设备的是美国的贝尔实验室。该实验室原本是美国电话电报公司（AT&T）的研究部门。AT&T在全美开展长途电话业务时发现这样一个问题：随着距离的增加，声音信号出现衰减现象，导致双方难以听清通话声，而解决这个问题只能依靠音频信号增幅设备。
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1947年，约翰·巴丁（1908—1991）、沃尔特·布拉顿（1902—1987）和威廉·肖克利（1910—1989）三人首次实现了锗晶体管实用化。最初的产品被称作点接触式锗晶体管，在实用性方面还有极大的欠缺。后来，肖克利又开发出物理特性极其稳定的NPN型晶体管。
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第二年，随着晶体管的技术公开，全世界的技术人员敏锐地捕捉到技术的发展方向。当时所使用的真空管寿命最长不过数千小时，这就导致刚问世不久的ENIAC不得不一天数次更换真空管。然而，新问世的晶体管不仅寿命长、价格低，而且可以做得极为小巧。据当时参与晶体管研究的日本人回忆，看到极其细小的晶体管时，他不由得感到“这是种令人毛骨悚然的发明”。
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巴丁（左）、肖克利（中）、布拉顿（右）
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晶体管的问世开启了半导体产业兴盛发展的新篇章。成功开发出晶体管收音机的东京通信工业以此为契机，发展成了名震世界的索尼公司。1960年，电视之所以能登上“娱乐之王”的宝座，晶体管的功劳不可磨灭。而巴丁、布拉顿和肖克利三人也因为发明晶体管的功绩而荣获了1956年的诺贝尔物理学奖。
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1947年发明的首个晶体管（复制品）
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542050]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 硅谷奇迹
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成功开创了半导体时代的锗并非完美，由于耐热性的不足，晶体管在环境温度超过60℃时就无法正常工作。而且，锗本身也属于稀有元素，在稳定供给上也是个大问题。
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在种种原因的作用下，硅元素最终被推上了舞台。人们早就知道硅也具有半导体的特性，但它的熔点高达1 410℃。虽然硅具有极好的耐热性，但在提纯和结晶过程中困难重重。这一点在前文也提到过，只要掺杂少许的杂质就会导致半导体特性发生巨大变化，这就导致在生产过程中意外混入的物质会给半导体产品的质量带来很大的影响。所以在现代硅材料半导体生产中，硅的纯度必须达到99.999 999 999%以上，也就是说杂质必须低于一千亿分之一！在20世纪50年代，这个要求无异于一道难以克服的障碍。
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在美国旧金山湾区的一个山谷中，经过多方努力，这道障碍被突破，并由此开启了硅半导体大发展的奇迹。现在，那里被命名为“硅元素之谷”，也就是闻名遐迩的硅谷。
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处于硅谷核心地区的斯坦福大学是美国西海岸的著名高校。斯坦福大学曾经孤零零地被果园围绕着，斯坦福大学的优秀毕业生几乎不会留在当地工作，全都跑到纽约等美国东海岸的大城市寻找出路。
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对此心急如焚的弗雷德·特曼教授（1900—1982）劝说学校的学生们留在当地创业，为毕业生们寻找留在当地的机会。1938年，威廉·休利特（1913—2001）和戴维·帕卡德（1912—1996）在特曼的支持下，在母校附近开办了一个电子设备公司，这个公司就是后来众所周知的惠普公司。
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后来，特曼为斯坦福大学聘请了多位优秀的研究人员，并帮助他们在当地将研究成果转化为创业机遇。当时正赶上军事方面有大量需求，当地的企业群获得了长足发展，这就是硅谷的起源。
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惠普公司创业时的车库的复原物
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第二次世界大战后，这片创新之地收获了累累硕果：1959年，仙童半导体公司成功开发出硅集成电路（IC）；1964年，这里又发明了今天我们的计算机都不可或缺的鼠标；英特尔公司于1971年宣布开发出人类第一个CPU“4004”；1976年，苹果公司推出了“苹果1”计算机。
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今天的硅谷已经成为奥多比、苹果、谷歌、惠普、英特尔、脸书、甲骨文、太阳微系统、雅虎等著名信息产业公司的总部所在地。
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回顾这些事实真令人不敢相信，这些技术上的巨大进步居然集中在一个狭小地域之内，而且仅用了数十年。不过，当我们回望历史就会发现，在某个时代的某个地区集中了优秀人才之后，短时间内科学技术取得了长足发展的例子并非少数。15世纪意大利的文艺复兴、18世纪源于英国的第一次工业革命均属此类。还有一些规模较小的例子，前后培养出12名诺贝尔奖获得者的欧内斯特·卢瑟福（1871—1937）实验室、日本理化学研究所、著名漫画家云集的公寓常盘庄等，都是类似的例子。
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