套用每年回顧行業(yè)的習(xí)慣用語(yǔ)：對(duì)于多晶硅-光伏行業(yè)來(lái)說(shuō)，“2020年是不平凡的一年”。無(wú)意間回想才發(fā)現(xiàn)，這“不平凡”，我竟已寫(xiě)了10年，從專(zhuān)職光伏記者，到投資多晶硅、光伏產(chǎn)業(yè)的工程公司職工，10年來(lái)，多晶硅-光伏行業(yè)始終牽動(dòng)著我的思緒。這“不平凡”，絕非簡(jiǎn)單地寫(xiě)作習(xí)慣和照搬套用，而是從本世紀(jì)初至今，中國(guó)的多晶硅-光伏行業(yè)在短短20年時(shí)間里，風(fēng)云變幻、沉浮輪轉(zhuǎn)，已極盡濃縮了其他行業(yè)幾十年甚至上百年的發(fā)展軌跡。

“一切向前走，不能忘記走過(guò)的路；走得再遠(yuǎn)、走到再光輝的未來(lái)，也不能忘記走過(guò)的過(guò)去，不能忘記為什么出發(fā)。”值此“十三五”收官、“十四五”開(kāi)局的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，站在“兩個(gè)一百年”的交匯關(guān)口，回望行業(yè)的發(fā)展歷程，希望能在興替得失間以筆承史，為下一段路途積蓄穩(wěn)健前行的力量。

以為紀(jì)念、以為祝愿。

4.貝爾實(shí)驗(yàn)室貝爾實(shí)驗(yàn)室這座曾經(jīng)的科學(xué)殿堂，對(duì)全球科技至少有過(guò)6次重大技術(shù)創(chuàng)新研究：有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電話(huà)、微波通信、晶體管和微電子、激光和光通信、數(shù)字通信和互聯(lián)網(wǎng)、軟件和光網(wǎng)絡(luò)。半導(dǎo)體和微電子已成為全球信息通信時(shí)代、數(shù)字時(shí)代最核心基礎(chǔ)技術(shù)。在20世紀(jì)40年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室擁有近6000名員工，其中科學(xué)家2000人，這組數(shù)據(jù)在隨后的時(shí)代仍然呈現(xiàn)出持續(xù)的幾何級(jí)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

貝爾實(shí)驗(yàn)室早在二戰(zhàn)期間就開(kāi)展了對(duì)半導(dǎo)體材料的研究，并發(fā)現(xiàn)摻有某種極微量雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料的整流性能比電子管效果更好。1945年，二戰(zhàn)的硝煙剛剛消散，物理學(xué)博士肖克利，數(shù)學(xué)和物理博士巴丁，化學(xué)和物理博士布拉頓就組成小組回到貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了“場(chǎng)效應(yīng)”半導(dǎo)體管的實(shí)驗(yàn)工作，并構(gòu)思了一種放大器和開(kāi)關(guān)。可惜基于二戰(zhàn)期間鍺和硅的相關(guān)研制技術(shù)，這個(gè)“場(chǎng)效應(yīng)放大器”并沒(méi)有按預(yù)期工作，因此，三人就將注意力集中到鍺和硅這兩種半導(dǎo)體材料上，并認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體的表面缺陷有著非常不利的影響，必須找到“鈍化”表面（消除缺陷）的方法。當(dāng)年12月15日，在布拉頓的精湛技術(shù)操作下，由鍺塊、金線(xiàn)、彈簧、電池等組成的裝置制作完成，他們觀(guān)察到，隨著鍺塊上兩個(gè)接觸點(diǎn)的靠近而產(chǎn)生的電壓放大作用。布拉頓曾在實(shí)驗(yàn)筆記中寫(xiě)下：“在鍺表面上，用點(diǎn)接觸方法加上兩個(gè)電極，間隔400微米。此時(shí)1.3伏的直流電壓被放大了15倍。”在這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)下面，肖克利作為小組組長(zhǎng)和見(jiàn)證人，簽上了名字。裝置在幾個(gè)月之后被貝爾實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)為“晶體管（Transistor）”。這是全球第一個(gè)“鍺”晶體管，還是全球第一個(gè)半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管。

貝爾實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)總裁Ian M. Ross在一篇IEEE文章中這樣評(píng)論晶體管的發(fā)明：“晶體管的發(fā)明，使我們的社會(huì)發(fā)生了偉大的變革，這場(chǎng)變革的深遠(yuǎn)意義不亞于鋼鐵的發(fā)現(xiàn)、蒸汽機(jī)的發(fā)明以及英國(guó)工業(yè)革命。”在貝爾實(shí)驗(yàn)室里，有一塊銘牌記錄著這樣一段話(huà)：“1947年11月12日，就在這里，貝爾實(shí)驗(yàn)室，約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓完成了歷史上最偉大的發(fā)明——晶體管……”

為什么叫晶體管？這是貝爾實(shí)驗(yàn)室另一位科學(xué)家皮爾斯的建議，他認(rèn)為，這個(gè)新發(fā)明的小東西和真空管有些類(lèi)似，電子真空管主要的電氣特征是“跨導(dǎo)（Transconductance）”，而這個(gè)新發(fā)明的小東西具有的電氣特征是“跨阻（Transresistance）”，所以建議名為“Transsistor（晶體管）”。所謂“跨阻”，指的是輸出端電壓變化與輸入端電流變化的比值（單位是歐姆），反映了輸入對(duì)輸出的影響能力。1948年6月30日，貝爾實(shí)驗(yàn)室在紐約召開(kāi)產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，公開(kāi)了晶體管的發(fā)明，并預(yù)測(cè)“它在電子和電子通信方面可能有深遠(yuǎn)的意義”。第二天，《紐約時(shí)報(bào)》的“無(wú)線(xiàn)電通訊”專(zhuān)欄悄然出現(xiàn)了“晶體管”一詞：“昨天，一種叫做晶體管的設(shè)備在貝爾實(shí)驗(yàn)室首次得到了公開(kāi)展示，它在通常使用真空管的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中有幾項(xiàng)應(yīng)用。”這句話(huà)就是全球新聞界第一次關(guān)于“晶體管”的正式介紹。

雖然今天看來(lái)，半導(dǎo)體晶體管是一個(gè)不太起眼的發(fā)明，但其誕生卻極大地改變了全球電子信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程，奠定了現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)。一個(gè)小小的金屬箭頭，插在一塊平板鍺上，一問(wèn)世就把真空管送進(jìn)了墳?zāi)?。隨后，貝爾實(shí)驗(yàn)室對(duì)外授權(quán)晶體管專(zhuān)利，直接帶動(dòng)了鍺的流行。直到1950年代末，鍺都是晶體管和其他半導(dǎo)體器件的主要材料。

據(jù)報(bào)道，在晶體管專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)，還有一個(gè)有趣的細(xì)節(jié)：盡管晶體管的誕生是基于肖克利的場(chǎng)效應(yīng)理論，肖克利也直接參與了整個(gè)研究過(guò)程，但是這一晶體三極管的專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)上卻沒(méi)有他的名字。專(zhuān)利代理律師給出的理由是，肖克利的場(chǎng)效應(yīng)理論與一項(xiàng)1925年生效的結(jié)型MOS專(zhuān)利沖突，另外，進(jìn)行那項(xiàng)決定晶體管誕生的實(shí)驗(yàn)時(shí)，肖克利本人并不在場(chǎng)。這一結(jié)果自然讓肖克利非常生氣。“天才的憤怒就是用更高的成就來(lái)回應(yīng)此事。”1948年1月，肖克利提出了更先進(jìn)的結(jié)型晶體管構(gòu)想。1950年，第一只結(jié)型晶體管（PN結(jié)晶體管）問(wèn)世，同年11月，肖克利發(fā)表了論述半導(dǎo)體器件原理的著作《半導(dǎo)體中的電子和空穴》，從理論上詳細(xì)闡述了結(jié)型晶體管的原理。這也為他在1956年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)奠定了基礎(chǔ)。從嚴(yán)格意義上講，結(jié)型晶體管才是現(xiàn)代晶體管的始祖，從真正意義上開(kāi)啟了全球半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展方向。

1956年，因?yàn)槟赣H年事已高，“天才”肖克利辭去了貝爾實(shí)驗(yàn)室的工作回到故鄉(xiāng)——加州圣克拉拉谷，也就是后來(lái)的“硅谷”。在此之前，舊金山最為人熟知的礦藏是金子。而肖克利的到來(lái)，為這里開(kāi)啟了第二次淘金熱，資本和人才瘋狂涌入的目標(biāo)，則是新時(shí)代“白色的金子”——半導(dǎo)體硅。肖克利的選擇令人疑惑：他憑借世界上第一個(gè)鍺晶體管獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)，卻要在離開(kāi)貝爾實(shí)驗(yàn)室后利用硅制造場(chǎng)效應(yīng)放大裝置。

據(jù)報(bào)道，他之所以堅(jiān)持要用硅來(lái)替代鍺制作晶體管，一方面，是考慮到成本因素。鍺是稀有元素，在地殼中含量極少且分布分散，因此價(jià)格十分高昂，難以大規(guī)模生產(chǎn)。而硅作為地殼中第二豐富的元素，在成本上的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。另一方面，當(dāng)時(shí)晶體管最大的需求主要集中在火箭、導(dǎo)彈等航空、軍事領(lǐng)域，對(duì)于晶體管耐高溫、抗劇烈震動(dòng)的要求很高。相比200攝氏度的要求，鍺晶體管只有80攝氏度的耐受溫度，顯然不符合條件。此外，當(dāng)時(shí)高純硅的工業(yè)提煉技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，而鍺很難提煉到足夠的純度，晶體管的性能難免受到制約。就這樣，在科學(xué)家朋友貝克曼（ph值測(cè)定法的發(fā)明人）的資助下，肖克利創(chuàng)辦了“肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室”。但是，收獲至高學(xué)術(shù)榮譽(yù)以后，肖克利疏于公司業(yè)務(wù)發(fā)展，導(dǎo)致一直沒(méi)有成功產(chǎn)生。