五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】是是非非Shockley [1] -- 邓侃

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家园 【原创】是是非非Shockley [1]

说起高科技的首都硅谷,Silicon Valley,不能不提老肖,William Shockley。硅谷位于美国加州旧金山市南郊,从前叫圣塔克拉拉谷地,Santa Clara Valley。1971年,一个记者写了一系列报道,题目叫“美国硅谷”。“谷”代表这个地区的地形地貌,“硅”是半导体的基本元素。硅谷由此得名,并成为高科技园区的代名词,譬如北京中关村地区就被成为中国的硅谷。2002年,老肖生前30位同事自发举办了一次追思会,称老肖“把硅带给了硅谷,Brought silicon to Silicon Valley”,口气如同说上帝给世界带来了光,倍极荣耀。

1999年,美国时代周刊评选20世纪100位最有成就的科学家,首推爱因斯坦,老肖也名列其中。1956年诺贝尔物理学奖,颁发给了老肖和他另外两位同事,John Bardeen和Walter Brattain,表彰他们“在半导体领域的研究和晶体管效应的发现”。起初诺贝尔物理学奖只面向纯基础研究,至于把科学化为生产力的应用科学,经常被认为动机中夹杂着或多或少的实际考虑,因此可能侵蚀研究质量。但是老肖他们的研究,对人类科技的发展贡献卓著,有人统计发现,当今世界晶体管的数量比报刊书籍中印刷的词汇的数量还要多。坐在象牙塔顶端的诺贝尔奖评审委员会的老先生们自然不敢忽视这一成就,破天荒地在历史上第一次把诺贝尔物理学奖颁发给了应用科学家老肖和他的同事。

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William Shockley

如果只看这些成就,老肖的一生可以说是伟大的光荣的一生。但是事实并非如此,或许用悲喜交加来概括老肖一生可能更合适。

1945年二战结束后,贝尔实验室任命老肖组建固态物理研究小组,组员包括Bardeen和Brattain。他们的第一个尝试是通过外加电场来影响半导体的导电性能,这个想法是Shockley提出来的。可是不论选用什么材料和配置,实验总是莫名其妙地失败。众人苦思冥想不得其解,直到Bardeen猜测说,失败的原因会不会是因为半导体表面的物质结构与半导体内部的物质结构不同,导致电场无法穿透半导体。这个猜想让大家顿开茅塞,于是大家集中精力研究半导体表面的物质特性。他们每天碰面,交换发现和想法,气氛很high。当他们着力改进半导体和导线的接触面的时候,研究取得了突破性进展。一转眼到了 1947年年底, Bardeen和Brattain成功地设计出了点接触式晶体管,实现了老肖的预想。但是遗憾的是,当时老肖不在场。

和大家一起跌打滚爬两年多,最辉煌的时刻来临的时候,却被错过了,老肖心里当然很不是滋味。更让老肖恼火的是,贝尔实验室的律师在申请专利的时候,居然不把老肖的名字列在专利发明人中。老肖的愤怒不完全是出于嫉妒,他认为Bardeen和Brattain的设计的理论基础是我老肖的场效应理论。就像踢球一样,不应该把所有功劳都让临门一脚的射手独占,场外教练员的指导才是最重要的。不过老肖的反应有点过激,他四下活动,企图让自己成为这些专利的唯一发明人。而且明人不做暗事,他还把自己的打算告诉了Bardeen和Brattain。这两位也火了,分一羹也罢了,想吃独食,没门。

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John Bardeen

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Walter Brattain

与此同时,老肖悄悄琢磨如何改进点接触式设计,企图超越Bardeen和Brattain的成就。老肖不愧是高人,经过两年的疯狂工作,他发明了三明治式的新设计。这一设计,以它出色的性能和简易的制造工艺,完胜Bardeen和Brattain的设计。不仅设计取得巨大成功,而且情急之下,老肖还写了近 600页的巨著,成为日后半导体理论的葵花宝典。彻底奠定了老肖在半导体领域理论和应用的无人望其项背的宗师地位。

荣誉与掌声接踵而来,1951年,老肖被选为美国科学院院士,时年仅仅41岁。两年后,获得了美国科学院物理大奖,以及其它很多奖项。老肖当然觉得很爽,但是Bardeen和Brattain却很郁闷。贝尔实验室的领导总是煞费苦心地把这些在半导体领域的成就,说成是三个人的集体智慧的结晶。老肖非但不开窍,反而屡屡激怒本已郁闷的两位同事,而且还小家子气地阻挠二位参与三明治式设计的进一步研究。Bardeen和Brattain二位也是心气颇高的人,哪里能忍受这份挤兑。终于分手,从此这两位高人,再也没有涉足晶体管的研究。老肖的一点小算盘,造成了人类科技进步无法估量的大损失。

尽管如此,1956年的诺贝尔物理学奖,没有忘记John Bardeen和Walter Brattain。对此,且看老肖是怎么评论的?

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家园 【原创】是是非非Shockley [2]

1956年诺贝尔物理学奖评选结果,于11月1日清早公布。当时,Shockley,Bardeen和Brattian三人已经分道扬镳。Shockley去了硅谷开创自己的公司,立志把晶体管的发明转化为生产力。 Bardeen去了伊利诺依大学香槟分校UIUC任教。Brattain留任贝尔实验室。

早上7:15,Shockley收到一个记者打来的电话,恭喜他他已经获得本年度诺贝尔物理学奖,想在第一时间听听老肖的获奖感言。老肖的反应很出人意料,他以为是记者在搞恶作剧。虽然是一件小事,但是却反应出了老肖性格中多疑的弱点。而这个弱点,在未来的日子里,极大地伤害了他本人的事业。

Bardeen离开贝尔实验室实在是令人遗憾的事情,拿他自己的话说,“自从发明了晶体管以后,我的日子开始艰难。在这以前,实验室里的气氛是多么好啊 ”。事实上,自从发明了晶体管以后,老肖就一个劲儿地抱怨,在最终取得突破性进展,发明点接触式晶体管的伟大的历史片刻,他老肖却阴差阳错地错过了。在这以后,老肖近乎疯狂地致力于夹层式晶体管的研究。这本来没有什么争议,老肖指引的方向大家是信服的。但是老肖却阻挠Bardeen参与这个项目。把科学研究作为个人私产,必然遭到天下英雄鄙视。1951年,正当晶体管研究如火如荼,高歌猛进的时候,Bardeen却离开了贝尔实验室,而且永远地离开了晶体管研究领域。他去了伊利诺斯大学UIUC,年薪1万美元。这个数,即使在1951年,对于这样一个享誉世界的重量级物理学家,也算不上高薪。那么是什么吸引了Bardeen去了UIUC呢?很简单,UIUC允诺他充分的自由,想做什么研究就做什么研究。他选择的方向是超导。

1956年11月1日早上,Bardeen在家中厨房边煎鸡蛋边听广播,当他听到自己获奖的消息,激动得失手把煎锅掉在了地上。晚上,他的朋友和学生,自发地举着蜡烛,列队在他的家门口,齐唱,“献给他,一位和蔼可亲的好人”。这样一位平易温和的人,竟然不能被老肖容纳。作为一个领袖,不仅要高瞻远瞩,而且要礼贤下士,接纳天下豪杰,为着一个共同的信念和目标而努力。老肖本人才智极高,但是以领袖的尺度衡量,心胸却未免狭隘了些。

留任贝尔实验室的Brattain早已听说了他可能获奖的传言。11月1日早7点,当一个记者给他打电话的时候,他很平静地说,等他去了办公室,再谈这件事情如何。表现得很酷,似乎不拿诺贝尔奖太当回事儿。但是,当他来到贝尔实验室的礼堂的时候,看到他的同事们全体起立鼓掌,看到蜂拥而来的记者,看到贝尔实验室和整个世界对他如此推崇,本来想耍酷的Brattain,却忍不住流了泪。

颁奖仪式定于12月10日。

Bardeen和Brattain两个人同一架飞机前往瑞典首都Stockholm。颁奖仪式当天,Bradeen发现自己的白色马甲和白色领带在洗衣机里被染成了绿色。诺贝尔奖将在历史上第一次颁发给衣着不整的人,这还了得,大不敬也!幸亏Brattain还有一套衣服,也不管是不是特别合身了,总比衣着不整强啊。这个意外的插曲弄得两个人非常紧张,虽然两个人是世界级的大科学家,但是在应付重大仪式方面,却笨手笨脚,一点潇洒也谈不上。惊魂未定的两个人眼看就要上台去领奖了,不得不吃了点药,强迫自己镇定下来。

药借人胆,吃了药以后的Bardeen对瑞典国王说了一句超牛的话,至今被学界津津乐道。Bardeen有三个孩子,他只带了老婆和其中一个孩子来出席颁奖典礼,另外两个孩子在哈佛读书,担心影响他们的学业,老爸就没有让他们来。瑞典国王开玩笑地讥讽Bardeen,不应该让两个孩子缺席这么重大的历史时刻。Bardeen回答说,下一次他一定把孩子们都带来。要知道在那以前,历史上还没有人两次获得诺贝尔物理学奖。估计事后,Bardeen一定后悔当时药性发作,说了这一句无法兑现的疯话。

1972年,Bardeen与他的两个学生,因为在超导方面的研究成果,被授予诺贝尔物理学奖。Bardeen成为历史上第一位两度获得诺贝尔物理学奖的人。这一次的颁奖典礼,他真的把三个孩子都带来了。

老肖来得比较晚,因为他原来计划搭乘的航班被意外取消。一下飞机,就匆匆忙忙赶赴会场。虽然来得晚,老肖的演讲却是三个人中最出彩的。Bardeen的演讲题目是,“半导体的研究与点接触式晶体管的发明”,Brattain的题目是“半导体的表面特性”,平实但是缺乏感召力。我们老肖的题目是“半导体技术开创物理新领域”,气势果然不同凡响。

演讲以反传统开头,他说,“实用这个目标,强烈地影响了我的研究项目的选题。经常听到有一种说法,以实用为导向,或多或少地会影响研究的质量。对于这个观点,我不以为然。在这篇演讲里,我将用我个人的经历,阐述一个观点,这就是半导体新物理方面的研究,完全是受实用需求驱动的。”演讲接着说,“我想就一些区分物理研究的类别的词汇,谈谈我的看法,譬如,纯粹的,应用的,无限制的,基础的,基本的,学术的,工业界的,实用的,等等。在我看来,这些词通通具有贬义,一方面,对制造有用的设备这一实用目标,进行贬低,另一方面,对有一些一时半会看不到实际应用前途的,对于新的领域的长期研究,进行抹黑。我经常被问道,我计划的实验是纯粹理论研究还是实用科技。对于我而言,更重要的是,这些实验是否能够产生对于自然界的经得住考验的新认识。如果是这样,在我看来,这就是一个很好的基础研究,而这一点,要比争辩研究的动机是纯粹的审美需要,还是提高晶体管产品稳定性,要重要的多。这两方面,都是与诺贝尔的遗愿,赐予人类最大福祉,相吻合的。”

真是为老肖捏把汗,矛头直指诺贝尔评审委员会,是不是打击面太宽了。不过,还好,演讲接下去回顾了半导体研究的过程。难得的是,老肖几乎把所有成就都归功与他的同事们,其中包括Bardeen和Brattain。

当天晚上,老肖参加了Bardeen和Brattain办的香槟酒会。老肖与他们不相往来已经好几年了,这天晚上,难得大家有历尽劫波兄弟在,相逢一笑泯恩仇的感觉。虽然三个人分享了诺贝尔奖,但是很显然,老肖排名第一。下面这张照片很显然是摆了一个pose,老肖在画面的中央位置,Bardeen和 Brattain 站在身后,谁是主角一目了然。

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Shockley与Bardeen和Brattian

诺贝尔奖也拿了,也被公认为主角了,老肖的小小虚荣心是不是就此满足了呢?

关键词(Tags): #硅谷野史

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家园 【原创】是是非非Shockley [3]

Shockley在贝尔实验室,做出了划时代的研究成果。但是两年以后,1953年,老肖黯然却离开了贝尔实验室。原因是贝尔实验室的高层领导认定,老肖在学术上有一套,但是管理方式却无法令人接受。言下之意,好好做研究吧,工资可以提,但是职位却不必提了。而老肖呢?正是自我感觉好得一塌糊涂的时候,觉得自己是一个无所不能的全才。所以拂袖而去,一心一意要按照自己的方式打造一个全新的公司。

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Shockley Semiconductor Laboratory

有志者事竟成,何况是牛人老肖呢。三年后,“Shockley半导体实验室”开张了。严格地说,这不是老肖自己的公司,而是“Beckman仪器公司”的一个部门。但是事实上,Beckman只是投资人,日常工作老肖一个人说了算。如今,老肖公司旧址仍在,但是人去楼空。门前的牌子上写着,“硅谷第一家硅器件研究制造公司的旧址。此处曾经从事的研究,促成了硅谷的兴起。1956”。对技术研究的成果评价甚高,但是却没有提老肖的名字。或许有人问,老肖的公司外观上看不怎么样嘛。其实硅谷很多公司起家时都十分寒酸。惠普是从车库起家的,苹果也是从车库起家的,谷歌是从学生公寓起家的。老肖的公司一开始就能有个独立的建筑,已经让很多硅谷人眼馋了。

老肖的公司开在加州旧金山南郊的山景城,Mountain View,离斯坦福大学不远,离今日之谷歌总部更近。老肖的父亲是美国麻省人,也是MIT的毕业生,专业是采矿。人随矿走,老肖的父亲去过很多地方。 1910年,生老肖的时候,一家人在英国。三年后,举家迁往加州,落户斯坦福大学校园附近,据说老肖最初对物理学发生兴趣是受了一个邻居的影响,此邻居是斯坦福大学的物理学教授。之所以老肖把公司设在山景城,说法很多,其中有一种说法是为了方便照看仍然健在的母亲,此说待考,因为就老肖一贯的为人看,和母亲的关系也未必会那么亲密。还有一种说法是加州的社会风气比美国东部开放宽容,没有那么多潜规则,老肖在这里觉得自在。2000年,美国有一首上榜流行歌曲唱到,“Make sure to live in New York city, for at least half year. But before you become too tough, leave for another place. Make sure to live in California for at least half year. But before you become too soft, leave for another place”(一生中一定要在纽约住上半年以上,但是在你的心肠变得太硬以前,搬到其它地方。一定要在加州住上半年以上,但是在你的心肠变得太软以前,搬到其它地方)。

公司开张了,接下去的事情是招人。老肖钟情于贝尔实验室的旧部,但是却没有一个人愿意加盟。老肖于是把注意力转移到大学,在毕业生中招募新血。凭着老肖的巨大声望,以及半导体这个方兴未艾的领域,老肖的公司吸引了不少年轻有为的人。其中有Kleiner,Noyce,和Moore等等。

老肖的公司一开张就有了重大突破。1956年初,几乎所有晶体管都用鍺为制造原料,原因是鍺便于提纯。而硅在理论上好处更多,尤其是硅器件更耐高温。而且硅矿蕴藏量巨大,而鍺却很稀少,因此硅非常便宜。但是也同样因为硅熔点非常高,所以硅的提纯还有其它处理工艺难度很大。在老肖的指导之下,年轻的公司把赌注押在硅上。虽然工作很艰难,但是他们开创了伟大的硅时代。

老肖一心一意要按照他自己的方式来办公司,技术上是成功的,但是老肖与他的下属们关系却越来越紧张。研究硅的工作难度很大,而且公司的员工们是初出茅庐的新手,失败总是难免的。老肖却怀疑员工们是不是故意拖延工期,甚至恶意制造实验失败。又担心大家剽窃技术,采取了分而治之的办法,企图把员工限制在有限的领域内,不让他们接触整个工程的其它部分。实验结果终于出来了,却不信任,非要去找贝尔实验室的旧部核实才放心,明明已经有了新欢,却总是恋着旧好,这不是自找麻烦嘛。

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Traitorous Eight

大家积怨甚久,老肖却变本加厉。不知道从哪里找了一台测量仪,要用科学的办法量化员工的忠诚度。最终大家精神崩溃了,Kleiner,Noyce,和 Moore等八个员工越级找到了总公司的老板Beckman,呼吁他替换掉老肖。Beckman的想法是用人之长,让老肖留任技术顾问,但是不妨找一个人来负责公司的行政,稳定一下团队也好。但是找来找去,要找一个能出任全世界独此一家别无分店的硅器件公司的主管,还真找不着比老肖更合适的。

老肖得意了,这八个员工却难过了。想来想去,走为上,由此得名“八叛徒”。这是1957年9月份的事,距离老肖创业不过一年多的时间。

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Fairchild semiconductor

他们找到了Sherman Fairchild,后者给了130万美金,于是就有了“Fairchild semiconductor”公司,中文翻译成“仙童半导体”。如果说“信”“达”“雅”是翻译的至境,那么仙童这个中文翻译可谓是信达雅的典范。这八叛徒的精神领袖是Robert Noyce,也就是下面这张摆了Pose的照片中,冲着众人训话的那一位。Robert Noyce和Gordon Moore后来离开仙童,共同创办了Intel公司。Gordon Moore最出名的大概是摩尔定律,1965年他预言,今后每18个月芯片的处理能力就可以翻一番。当时大家姑且听之,一笑了之,谁都有喝高了的时候嘛。结果,40多年过去了,摩尔定律仍然成立。可以说,摩尔定律是史上最成功的预言。

这八叛徒中不仅Robert Noyce和Gordon Moore是仙人,其他几个也不含糊。Eugene Kleiner与来自惠普的Perkins合伙开办了Kleiner Perkins风险投资。KP投资过Amazon,AOL,Compaq,Electronic Arts, Genentech, Google, Intuit, Lotus, LSI Logic, Macromedia, Netscape, Quantum, Segway, Sun Microsystems, 等等。1994年,他们给Netscape投资4百万美元,获得Netscape 25%的股权,后来Netscape上市,又以40亿的价格买给了AOL,你算算KP光这一单就挣了多少钱吧。又譬如,他们给做光器件的Cerent投资 8百万,Cerent后来被Cisco收购,作价69亿。1999年,KP以及红杉(Sequoia)投资2千5百万给Google,获得20%的股权,今日Google市值2220亿。可以说,哪家小公司能得到KP的青睐,就成功了一半。在硅谷,能够与KP匹敌的风投,大概也只有红杉一家了。

Sheldon Roberts,Jean Hoerni和Jay Last开办了Teledyne,Julius Blank与人合办了Xicor,Victor Grinich成了斯坦福和伯克利大学的教授。

仙童公司成了整个硅谷半导体业的孵化室,National Semiconductor,AMD,LSILogic等等,都是仙童人开办的,可以说,当今硅谷半导体大企业,原本溯源,根子都在仙童。

是仙童公司本身的命运并不好。一转眼到了1968年,仙童的创业者们都已经陆续离开,公司的管理运行托付给了来自老对手Motorola的团队。这个团队的气势很足,由于其领队叫Lester Hogan,所以自称“Hogan英雄连”。英雄连中最大的英雄是Wilfred Corrigan。1974年,他一脚把Hogan踢开,自立为王,一直做到1979年。这一年,他把公司买给了Schlumberger,作价只有 4.25亿美元。买给了Schlumberger以后,仙童公司的情况还是一路下跌,1976年,Schlumberger试图把仙童转卖给日本富士通,遭到美国工业界和国会的强烈反对,担心因此会流失大量美国技术诀窍。结果,仙童最终被转卖给了自己的后代,National semiconductor,价钱只有1.22亿。

失去了八大弟子,老肖顽强地继续他的研究。但是不久仙童公司和德州仪器分别独立地研制出了集成电路。老肖是个明白人,知道这意味着他的研究已经成了历史遗迹。1963年,老肖长叹一声,离开工业界,去斯坦福大学做了教授。

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Shockley,1971年

【全文完】

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家园 科技界也是名利场啊?
家园 硅谷野史

这是很久以前写的帖子,但是没有在西西河上发过。

抛砖引玉,看看能不能发动河友的集体智慧,搞个硅谷野史出来。

所谓野史,就是以怡情为主,不必像正史那样严谨严肃。

关于这个系列,不知道哪些题目合适。譬如“乔布斯爱恨情仇录”?譬如“高潮迭起之Kleiner & Perkins”?

家园 有人的地方都有名利之争

有人的地方都有名利之争,或许这是生活的一部分。

超脱一点俯视,酸甜苦辣咸,少了哪一味,五味就不全。

人间喜剧。

家园 嘿嘿,真是”出名要趁早“啊

半导体业的这些先驱们适时的选择进入了一项新兴但前途宏伟的事业,造就了他们日后的成就。

家园 挖坑又有新手法~~
家园 这个吗,还真是有很多题材。

比如小型机之战,CPU PK(80xx vs Z XX), C++对决(MS vs Borland?)。

家园 贝尔实验室已经是昨日黄花了
家园 挖坑公告

关于挖坑的题目清单,最理想的办法是,在信息技术版面头条贴一个wiki那样的帖子,每个人都可以增补修改。

如果有个坑被填了,就在这个wiki帖子里给个链接。

这样时间长了,这个wiki就变成了目录。

家园 还有? 太好了!
家园 Bardeen比老肖有眼光,找到了第二座金矿,两次炸药奖
家园 吼吼,喜欢看野史的我这会又有消食的呢
家园 唉,听说科学家都不好相处
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