Jalan Menuju Monokristallin Domestik

Pada tahun 1904, Frye menemukan tabung vakum pertama di dunia. Munculnya tabung elektronik telah mempromosikan pengembangan kuat elektronik radio, tetapi tabung elektronik sangat berat, memakan energi, berumur pendek, dan proses manufakturnya sangat rumit, dan itu benar-benar tidak mudah digunakan.

Pada tahun 1918, J. Czochralski menerbitkan laporan tentang pertumbuhan kabel logam kristal tunggal dari lelehan, dan kemudian metode Czochralski dinamai menurut namanya.

Pada tahun 1946, Bell Labs di Amerika Serikat memutuskan untuk melakukan penelitian semikonduktor. Pada Desember 1947, Shockley, John Barding, dan Bratton mengembangkan transistor germanium pertama. Munculnya transistor adalah cikal bakal revolusi mikroelektronik. Ini juga terdengar panggilan clarion untuk kelahiran sirkuit terintegrasi berikutnya, yang memiliki keunggulan tak tertandingi dibandingkan dengan tabung elektronik. Pada saat ini, Partai Komunis Tiongkok dan Partai Komunis Tiongkok berada dalam ayunan penuh.

Transistor silikon pertama diproduksi pada tahun 1950, yang meningkatkan minat orang untuk menyiapkan kristal tunggal silikon berkualitas tinggi. Teal dan Little berhasil membudidayakan kristal tunggal silikon dengan metode Czochralski (CZ) pada tahun 1952. Xie Xide lulus dari Massachusetts Institute of Technology dan bergabung dengan Departemen Fisika Fudan sebagai profesor.

Pada tahun 1953, alat bantu dengar komersial pertama menggunakan transistor Germanium diletakkan di pasar. Pada tahun 1954, radio transistor pertama yang diproduksi secara komersial lahir di Texas Instruments. Detektor adalah dioda germanium. Pada tahun 1955, Motorola, produsen radio mobil, masih menggunakan transistor germanium. Ini juga merupakan produsen pertama yang menggunakan transistor untuk membuat radio. Kinerja suhu tinggi transistor germanium sangat buruk, dan dianggap mengganti germanium dengan silikon untuk memproduksi transistor. Namun, saat ini, penggunaan seng untuk mengurangi silikon tetrachloride untuk menghasilkan silikon murni tidak dapat memenuhi persyaratan untuk transistor manufaktur.

Pada Juni 1955, Lin Lanying menerima gelar Ph.D. dalam bidang fisika solid-state dari University of Pennsylvania. Setelah itu, ia dipekerjakan sebagai insinyur senior di Sophia (Sylvania), sebuah perusahaan penelitian semikonduktor.

Pada tahun 1956, metode pengurangan hidrogen trichlorosilane berhasil dipelajari, yang dapat menghasilkan silikon murni kelas semikonduktor dalam skala besar. Ketiga ilmuwan yang menemukan transistor pada tahun 1946 memenangkan Penghargaan Nobel Fisika 1956. Pada tahun yang sama, Premier Zhou meluncurkan slogan "Push into Science", dan negara itu merumuskan "Visi Pengembangan Sains dan Teknologi 12 tahun 1956-1967." Ketika Lin Lanying kembali ke Cina, Xie Xide, Huang Kun, Gao Dingsan, dll mendirikan kelas pelatihan khusus semikonduktor pertama di negara saya untuk menumbuhkan bakat semikonduktor pertama negara saya di Universitas Peking. Selama periode tersebut, tonggak sejarah hanya 5-7 tahun di belakang Amerika Serikat, hampir pada saat yang sama dengan Jepang, dan satu dekade penuh di depan Korea.

Pada tahun 1957, Amerika Serikat memproduksi hampir 30 juta transistor, tetapi hanya 1 juta transistor silikon dan hampir 29 juta transistor germanium. Dengan pangsa pasar 20%, Texas Instruments telah menjadi raksasa di pasar transistor. Pabrik Tabung Elektronik Beijing negara saya (Pabrik 774, sekarang BOE) mengeluarkan kristal tunggal Germanium, dan pada tahun yang sama, mengembangkan transistor germanium. "Semikonduktor Fisika" yang ditulis bersama oleh Xie Xide dan Huang Kun keluar, yang juga merupakan karya pertama di bidang ini di negara saya, dan juga merupakan buku teks klasik profesional sampai sekarang.

Pada Juli 1958, Kilby dipekerjakan oleh Texas Instruments. Pada bulan Desember Kilby menggabungkan transistor, dioda, dan resistor ke dalam sirkuit pada wafer silikon yang sama dan menciptakan sirkuit terintegrasi. 42 tahun kemudian, pada tahun 2000 Memenangkan Penghargaan Nobel Fisika. Akademi Ilmu Pengetahuan Cina mengembangkan batch pertama transistor frekuensi tinggi germanium di negara saya, dan mereka berhasil diterapkan pada komputer Pabrik 109 (sekarang Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences). Pada bulan September, Tianjin mendirikan "Laboratorium 601" (pendahulu Institut Penelitian Tenaga Listrik China ke-46), dan memulai penelitian eksperimental tentang persiapan silikon dari batu kuarsa, menggunakan metode pengurangan sulfur-aluminium untuk menyiapkan polysilicon bubuk dari batu kuarsa. Tidak ada kemajuan dalam peleburan lebih lanjut kristal tunggal silikon. Pada tahun yang sama, Cina memiliki radio semikonduktor pertama sendiri, dan 7 transistor dan 2 dioda yang digunakan semuanya adalah produk asing.

Pada tahun 1959, Khrushchev secara resmi menyatakan bahwa ia akan menghentikan semua bantuan ke Tiongkok. Di bawah kepemimpinan Lin Lanying, ibu dari bahan semikonduktor Cina, negara saya memecahkan embargo Barat dan mengeluarkan kristal tunggal silikon. Memicu gelombang kemerdekaan semikonduktor Cina.

Pada tahun 1960, Amerika menciptakan teknologi litografi planar, dan Fairchild segera mengembangkan sirkuit terintegrasi transistor pertama di dunia. Ke-601 laboratorium berhasil menarik batang kristal tunggal silikon pertama dengan kemurnian 7 9. Institut Semikonduktor Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan Institut Semikonduktor Hebei (sekarang CLP 13) secara resmi didirikan.

Pada Oktober 1964, Lembaga Penelitian Bahan Semikonduktor Emei, perusahaan skala besar pertama di negara saya yang mengintegrasikan penelitian ilmiah, produksi uji coba, dan produksi bahan semikonduktor, didirikan dengan bekas Lembaga Penelitian Logam Nonferrous Nonferrous Kementerian Metallurgi dan Lokakarya Logam Kemurnian Tinggi Smelter Shenyang sebagai andalan. Sekarang langsung di bawah Dongfang Electric Group.

Pada tahun 1965, Hukum Moore lahir. Akademisi Wang Shoujue mengetsa sirkuit 7 transistor, 1 dioda, 7 resistor, dan 6 kapasitor dalam wafer silikon berukuran sekitar 1 sentimeter persegi, dan sirkuit terpadu pertama negara saya lahir.

Pada tahun 1966, negara ini mendirikan 740 (Luoyang Monocrystalline Silicon Plant) menggunakan peralatan dan teknologi Jepang dan kemudian membangun 739 (Sichuan Emei Semiconductor Material Plant) dan 741 (Shaanxi Huashan Semiconductor Material Plant), yang kemudian menjadi industri terkemuka di industri silikon negara saya. Pengembangan dan pelatihan sejumlah besar bakat tulang punggung adalah "Akademi Militer Whampoa" untuk pengembangan industri silikon negara saya.

Federico Feikin bergabung dengan Intel pada tahun 1970 dan mengembangkan unit pemrosesan pusat chip tunggal (CPU) pertama-Intel 4004, yang hanya memiliki 2.300 transistor.

1966-1976, sepuluh tahun Revolusi Kebudayaan. Pabrik Beijing 878, Pabrik Shanghai Radio 19, Institut Semikonduktor Yongchuan (pendahulu Institut 24) didirikan satu demi satu dan menyelesaikan pengembangan PMOS, NMOS, dan CMOS. Tetapi kesenjangan antara negara-negara besar telah berangsur-angsur melebar. Melihat prestasi yang dibuat pada 1960-an dan 1970-an, kata-kata Qian Xuesen memicu pemikiran: Pada 1960-an, kami mengabdikan diri untuk "dua bom dan satu bintang" dan mendapatkan banyak; pada tahun 1970-an, kami tidak terlibat dalam semikonduktor dan kehilangan banyak. Ketika kami menutup pintu, semikonduktor Cina hanya lima tahun di belakang dunia; ketika China kembali ke dunia lagi, itu sudah tertinggal 20-30 tahun.

Hanya beberapa tahun setelah penemuan sirkuit terpadu, Jepang meluncurkan Program Daya Terpadu Skala Sangat Besar (VLSI). Sarana kompetisi sederhana, kasar, dan praktis efisien: selalu 10% lebih murah daripada Intel. Jepang dengan cepat menyalakan jejak di pasar yang ditemukan oleh Amerika Serikat.

Pada tahun 1980-an, nilai output semikonduktor Jepang melampaui Amerika Serikat, dan Intel mengumumkan penarikannya dari pasar memori. Amerika Serikat telah mengorganisir serangan terhadap Jepang dari perspektif undang-undang, kebijakan industri, intervensi langsung, dan perang dagang. Negosiasi dagang dengan Jepang terancam tarif 100% dan berbagai syarat. Pada akhirnya, Jepang berjanji untuk mengatur produk semikonduktornya sendiri, mengurangi output, dan meningkatkan harga.

Tahun 1990-an adalah masa ketika industri komputer sedang booming. Pembatasan produksi dan harga Jepang memberikan kemudahan besar bagi pengembangan semikonduktor Korea Selatan. Pada tahun 1994, Korea Selatan memperkenalkan "Undang-Undang Perlindungan Chip Semikonduktor" dan terus meningkatkan investasi penelitian dan pengembangan, dan akhirnya berhasil berdiri di eselon semikonduktor top dunia.

Pada akhir abad ke-20, karena dampak krisis energi pertahanan nasional, negara-negara di seluruh dunia mulai mengembangkan energi hijau, terutama industri fotovoltaik matahari, yang mendorong harga polysilicon melonjak. Peluang bisnis ini menyebabkan demam polisilikon nasional setelah 2000, dan berbagai pabrik silikon monokristallin juga memiliki Tata Letak produksi polysilicon. Kristal tunggal domestik secara bertahap berkembang pesat menuju ujung fotovoltaik, yang juga telah memperlambat jalan kristal tunggal domestik di industri semikonduktor. Diperkirakan secara konservatif bahwa lebih dari 95% wafer silikon ukuran besar saat ini diimpor.

Didorong oleh Hukum Moore, dari transistor pertama hingga rilis GPU profesional baru Nvidia baru-baru ini, lebih dari 54 miliar transistor terintegrasi. Ukuran wafer silikon bervariasi dari 6 inci hingga 8 inci hingga 12 inci. Pada 1980-an, wafer silikon 4 inci menjadi arus utama, pada 1990-an wafer 6 inci adalah arus utama, dan wafer 8 inci adalah arus utama pada 2000-an. Saat ini, pasar 12 inci sedang dalam masa eksplosif, dan produsen domestik juga telah mengerahkan wafer silikon 12 inci terbesar di pasar, berharap untuk mengubah status quo bahwa wafer semikonduktor besar domestik sepenuhnya tergantung pada negara-negara asing.