（2017-05-30 12:36來源：內(nèi)容來自業(yè)余無線電）
“經(jīng)常有人問我，我計劃進(jìn)行的實驗是純粹為了研究還是為了應(yīng)用。對我來說，搞清楚實驗是否能產(chǎn)生對自然界新的、持久的認(rèn)識才是最重要的。如果可能會得到這樣的知識，我認(rèn)為，它就是好的基礎(chǔ)研究，這比實驗的動機(jī)能否給試驗者帶來美感滿足更重要?！?br />      ——威廉?肖克利，1956年12月19日，在斯德哥爾摩諾貝爾獎領(lǐng)獎儀式上的演講。

天資聰穎的肖克利
自從人類發(fā)明了蒸汽機(jī)后，每過半個世紀(jì)，就會有一項石破驚天的發(fā)明，蒸汽機(jī)、火車、汽車、電子管、直到半個世紀(jì)前肖克利發(fā)明的晶體管。此后，以晶體管技術(shù)為基礎(chǔ)的高科技革命，幾乎影響到了人類生活的每一個方面。

二十世紀(jì)末，《洛杉磯時報》（Los Angeles Times）評選出“五十名本世紀(jì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域最有影響力人物”。并列第一的是肖克利、羅伯特?諾伊斯（Robert Noyce）和杰克?基爾比（Jack Kilby）。其中，肖克利發(fā)明的晶體管，諾伊斯與基爾比發(fā)明的集成電路（Integrated Circuit），奠定了第三次產(chǎn)業(yè)革命的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代汽車工業(yè)奠基人亨利?福特（Henry Ford）、二戰(zhàn)期間的美國總統(tǒng)羅斯福（ＦＤＲ）、和迪斯尼動畫王國（The Walter Disney Company）的創(chuàng)辦人瓦爾特?迪斯尼（Walter Disney）排名第二至第四位。

上世紀(jì)末，貝爾試驗室（Bell Lab）回顧自己在二十世紀(jì)的發(fā)明時認(rèn)為，貝爾試驗室二十世紀(jì)最具影響力的二大發(fā)明是晶體管和計算機(jī)操作系統(tǒng)ＵＮＩＸ。二十世紀(jì)是近代物理崛起的世紀(jì)，近代物理中對人們?nèi)粘Ｉ钣绊懽畲蟮木褪前雽?dǎo)體和電腦產(chǎn)業(yè)。比起汽車和飛機(jī)，電腦對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懯侨轿坏?、無孔不入的。同時，半導(dǎo)體和與半導(dǎo)體相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也成為了世界上最大的產(chǎn)業(yè)。這些都源于肖克利發(fā)明的晶體管和他的晶體管理論。因此，無論你怎樣高估肖克利對高科技的貢獻(xiàn)，都不會過分。

威廉?肖克利于一九一零年二月十三日出生于英國倫敦，他父母是美國人。肖克利父親方面的直系祖先是坐五月花號來北美的第一批清教徒。三歲時，肖克利一家回到了美國加州（California）圣克拉拉（Santa Clara）的帕洛?阿托（Palo Alto）。肖克利在離聯(lián)邦電報公司（Federal Telegraph Company）一條街以外的房子里長大，惠普（Hewlett Packard Company）的車庫也離的不遠(yuǎn)。肖克利是獨子，父親是采礦工程師，麻省理工（ＭＩＴ）畢業(yè)生，精通八國語言。母親是斯坦福大學(xué)（University of Stanford）第一批女畢業(yè)生之一。

小肖克利非常瘦弱，而且特別難帶，淘氣的出格。他的惡作劇讓人無法忍受，他曾在客廳的地毯下裝了一個開關(guān)，客人踩到時，會在其身后發(fā)出恐怖的聲響，令人大吃一驚。他愛好收集各種奇特的寵物，與鄰居家孩子相處的非常緊張，而且脾氣十分暴躁。肖克利的童年是一個人孤獨地度過的。

肖克利家的鄰居斯坦福大學(xué)教授羅斯（Perley A Ross）對童年的肖克利影響很大。羅斯教授有兩個女兒，肖克利常去羅斯教授家和他的兩個女兒玩耍。羅斯教授激起了肖克利對科學(xué)技術(shù)的興趣。但肖克利的性格并沒有因此改變。

經(jīng)過一段時間的觀察，肖克利的父母發(fā)現(xiàn)肖克利是個極特別、極倔強(qiáng)的孩子，他們知道加州的公立學(xué)校不適應(yīng)他的性格。他們決定在家里自己教他，不久他們就放棄了。最后肖克利被送進(jìn)了帕洛?阿托軍校（Palo Alto Military Academy）讀書。在那里，肖克利接觸到了高科技產(chǎn)品——收音機(jī)和形形色色的新發(fā)明。一九二五年，肖克利父親去世后，他們一家搬到了洛杉磯（Los Angeles） ，肖克利就讀于好萊塢高中（Hollywood High School） 。肖克利的傲慢態(tài)在少年時就顯露無遺，他對當(dāng)代的工業(yè)進(jìn)步也非常著迷。一九二八年，在一篇高中期末論文里，他這樣寫到：“我們處在一個機(jī)械化時代。我們能飛速旅行，能用最有效的方式打擊敵人，這一切全仰仗機(jī)械發(fā)明?！?br />
關(guān)于肖克利的ＩＱ，有一個有名的傳說：小時候，肖克利媽媽帶他去斯坦福找發(fā)明ＩＱ測試法的老特曼（Lewis Terman）教授給他測智商。結(jié)果是１２９分，高于平均值１００分，是個聰明人，但沒到１３５分的天才標(biāo)準(zhǔn)，這讓媽媽大失所望。但她不死心，第二年又測了一次，這次是１２５分，肖克利媽媽只好認(rèn)命了。有趣的是，肖克利媽媽自己也測一下，結(jié)果是１６１分?？礃幼樱桑咽菬o法遺傳的。肖克利后來的成就也說明了，一個人的成功與否，ＩＱ固然重要，但天時、地利、人和更重要。

在MIT求學(xué)時享譽校園
肖克利最初讀的是加州大學(xué)洛杉磯分校（University of California at Los Angeles）物理系，一年后他轉(zhuǎn)去加州理工學(xué)院（California of Technology）物理系，當(dāng)年加州理工的教授都是名師。大學(xué)生肖克利有著運動明星的身材，一米九三的身高，一身勻稱的肌肉，名副其實的一表人才。當(dāng)?shù)匾患医∩砥鞑墓?，找到了肖克利做模特，專門拍了一輯廣告冊。為了保持體形，肖克利一生都沒中斷過健身及游泳。肖克利還是一位攀巖高手，紐約有一條以肖克利命名的攀巖路徑，叫“肖克利天棚”（Shockley Ceiling）。肖克利曾攀登過阿爾卑斯山脈的主要山峰。晚年，肖克利又開始了航海。直到一九六一年七月二十三日的一起嚴(yán)重交通事故，才使肖克利放棄了體育運動。

在洛杉磯的這些年，肖克利接受了好萊塢的文化，這使得他非常喜歡出風(fēng)頭。在貝爾試驗室工作時，他曾在公司餐廳里徒手爬上了最高的一面石墻，以此來引人注意。肖克利解釋科學(xué)理論的能力很高，有一次，他這樣解釋放大作用：“如果你在騾子的尾巴上綁上一把點燃了的干草，然后比較騾子狂奔時的能量和點火所需的能量，你就能理解什么是放大作用了?！毙た死麖奈囱陲椷^要用自己的才能來獲得財富，并成為百萬富翁的想法。

一九三二年，肖克利大學(xué)畢業(yè)。和他父親一樣，肖克利來到了麻省理工物理系讀博士。到ＭＩＴ不久，肖克利就以聰明在ＭＩＴ物理系出名。不可思議的是，從讀大學(xué)起，肖克利總是帶著手槍到學(xué)校注冊，這可能是帕洛?阿托軍校的影響。后來在貝爾實驗室工作時，肖克利常帶槍出門，一次在新澤西（New Jersey）的高速公路上，他被警察因非法持槍帶到了警察局，是貝爾實驗室出面把他保了出來。

在ＭＩＴ的第一年，肖克利與比他大兩歲的大學(xué)同學(xué)貝莉（Jean Alberta Bailey）成婚，不久他們有了一個女兒。成家后的肖克利靠獎學(xué)金和母親的資助養(yǎng)家，同時也用功讀書。肖克利的博士導(dǎo)師是曾在普林斯頓大學(xué)（University of Princeton ）任教的菲利浦?莫爾斯（Philip Morse）。莫爾斯熱愛生活，鐘情于文學(xué)、音樂、美酒和女人，物理是謀生手段。莫爾斯是一名出色的物理教授，他的兩個學(xué)生——肖克利和理查德?費曼（Richard Feynman），都獲得了諾貝爾物理獎。

在莫爾斯的指導(dǎo)下，一九三六年肖克利取得了博士學(xué)位，他的博士論文題目是“氯化鈉晶體中電子波函數(shù)的計算”。肖克利原打算去耶魯大學(xué)（Yale University ）任教，出發(fā)前，莫爾斯推薦他去貝爾實驗室。貝爾實驗室是美國電報電話公司（ＡＴ＆Ｔ）的研發(fā)機(jī)構(gòu)，一個企業(yè)實驗室，有史以來最有名的企業(yè)實驗室。

從貝爾實驗室開始職業(yè)生涯
一八七七年，電話發(fā)明人亞歷山大?貝爾（Alexander Bell）創(chuàng)建了貝爾電話公司（Bell Telephone Company），貝爾公司很快就占領(lǐng)了電話通訊市場。一八九五年，貝爾公司整合了它在美國的長途電話業(yè)務(wù)，另建了一家獨立公司——ＡＴ＆Ｔ。從此，ＡＴ＆Ｔ壟斷了美國的電話業(yè)務(wù)，進(jìn)而壟斷了世界通訊行業(yè)。一九二五年，ＡＴ＆Ｔ總裁瓦爾特?基福特（Walter Gifford）為確保企業(yè)未來的發(fā)展，收購了西方電子公司（Western Electronic Company）的研發(fā)部，成立了“貝爾實驗室”，投入大量資金，使其成為世界上最優(yōu)秀的企業(yè)研究機(jī)構(gòu)。貝爾實驗室集基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)于一身。其基礎(chǔ)研究注重于電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論：數(shù)學(xué)、物理、材料科學(xué)、和計算機(jī)軟硬件理論。開發(fā)部門負(fù)責(zé)設(shè)計ＡＴ＆Ｔ電信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和軟件。在ＡＴ＆Ｔ的支持下，貝爾實驗室將美國的精英一網(wǎng)打盡。其中十一人因其在貝爾實驗室的工作，獲諾貝爾獎，包括華人科學(xué)家朱棣文和崔琦。朱棣文因發(fā)明“激光冷卻和俘獲原子的方法”獲一九九七年諾貝爾物理獎。崔琦因?qū)α孔游锢淼慕艹鲐暙I(xiàn)，獲一九九八年諾貝爾物理獎。

貝爾實驗室對高科技的貢獻(xiàn)無論怎樣高估都不會過分。一九七零年代中期，貝爾實驗室每年發(fā)表二千三百篇論文，七百多個專利，是世界上最大的工業(yè)研究機(jī)構(gòu)。射電天文學(xué)、晶體管、激光、太陽能、場效應(yīng)管、ＣＣＤ、移動通訊、ＵＮＩＸ操作系統(tǒng)、Ｃ和Ｃ＋＋語言等理論與技術(shù)，均出自貝爾實驗室。貝爾實驗室的成果，絕大多數(shù)國家都趕不上。二零零八年，隨著人才大量流失，及母公司的虧損，貝爾實驗室宣布退出基礎(chǔ)科學(xué)及芯片研究領(lǐng)域。如今的貝爾實驗室已很少有人提起了。

一九三六年，肖克利加入貝爾實驗室的時候，貝爾實驗室人才濟(jì)濟(jì)、成果輩出。二十六歲的肖克利在克林頓?戴維森（Clinton Davisson）的研究小組工作。戴維森因發(fā)現(xiàn)電子衍射現(xiàn)象，獲一九三七年諾貝爾物理獎，他是能讓肖克利為之折服的人。在戴維森的指導(dǎo)下，肖克利發(fā)表了多篇固體物理學(xué)論文，并于一九三八年獲得了第一個專利：“電子倍增放大電器”。一九三九年，肖克利構(gòu)思了一個把導(dǎo)線埋入氧化銅的場效應(yīng)管，盡管這一器件從未被制造出來，但這是一九六零年代后在集成電路中廣泛使用的場效應(yīng)器件的雛形。

肖克利還碰巧設(shè)計出了世界上第一個核反應(yīng)堆。一九三九年，全世界的物理學(xué)家的注意力都在核裂變上。貝爾實驗室指定肖克利和詹姆斯?費斯克（James Fisk）對核裂變作為新能源的可行性做一調(diào)研。貝爾實驗室給了兩人一間小屋子。一天，肖克利在淋浴時，突然想到：“如果把兩塊鈾分開，中子就會慢下來，也就是說不會被俘獲，這樣的話就能用其來轟擊鈾２３５。”兩個月后，兩人制作出了世界上第一個核反應(yīng)堆。這件事立刻被報到了華盛頓。美國政府嚴(yán)密封鎖了這一成果，連美國科學(xué)家都不讓知道。美國政府用一切可能阻止了肖克利和費克斯申請專利。直到二戰(zhàn)結(jié)束后，曼哈頓計劃（Manhattan Project）的科學(xué)家們才知道此事，而他們是用同一想法發(fā)明了肖克利和費克斯的核反應(yīng)堆。

二戰(zhàn)時的部隊經(jīng)歷
二戰(zhàn)爆發(fā)后，肖克利來到了部隊研究部門工作。他先擔(dān)任哥侖比亞大學(xué)（Columbia University）的反潛艇研究組（Antisubmarine Warfare Operations Research Group ）主任，任務(wù)是研制深水潛艇炸彈。肖克利的研究小組解決了深水潛艇炸彈問題，使美國海軍對德國Ｕ型潛艇的擊沉率上升了五倍。肖克利的研究小組還研究出了一種新的潛艇搜索方法，提高了美國海軍對德國潛艇的擊沉率。一九四四年后他主持了一個空軍新型雷達(dá)投彈瞄準(zhǔn)器的訓(xùn)練計劃，以訓(xùn)練Ｂ－２９轟炸機(jī)飛行員為主。為了檢驗實戰(zhàn)效果，他有三個月在世界各地的空軍基地檢驗實戰(zhàn)效果。正因為肖克利的研究，Ｂ－２９才能成為向日本本土實施地毯式轟炸的主力，在廣島和長崎扔下兩顆原子彈的也是Ｂ－２９。

太平洋戰(zhàn)爭未期，美國曾準(zhǔn)備對日本本土展開大規(guī)模的兩棲登陸作戰(zhàn)，代號“沒落行動”（Operation Downfall），想以此迫降日本。為最大限度避免傷亡，美國軍方和情報部門在行動前對風(fēng)險進(jìn)行了全面評估。美國戰(zhàn)爭部長委托肖克利作一份傷亡評估報告。經(jīng)分析，肖克利認(rèn)為登陸作戰(zhàn)會造成日本五百到一千萬軍民的傷亡。日本會是全民參戰(zhàn)，美軍傷亡會在一百七十到四百萬人，其中死亡人數(shù)會達(dá)到四十到八十萬。評估報告影響了高層的決策，“沒落行動”未能付諸實施，美國以向日本投擲兩顆原子彈結(jié)束了戰(zhàn)事。肖克利是拉斯拉莫斯實驗室之外的最高級別的平民參戰(zhàn)人員，二戰(zhàn)期間，他是少數(shù)幾個能接觸到最高軍事機(jī)密的人。為表彰肖克利在二戰(zhàn)期間的貢獻(xiàn)，一九四六年，戰(zhàn)爭部長羅伯特?帕特森（Robert P Patterson）授予了肖克利“優(yōu)秀勛章”（National Medal of Merit）。布什（Vannevar Bush）與特曼（Frederick Terman）也曾獲得這一殊榮。

重回貝爾實驗室
二戰(zhàn)后，肖克利回到貝爾實驗室。貝爾實驗室成立了一個固體物理研究小組，他們要制造一種能替代電子管的半導(dǎo)體器件。肖克利任組長，化學(xué)家史丹利?摩根（Stanley Morgan）任副組長，成員有物理、化學(xué)、電子方面的專家。其中包括約翰?巴?。↗ohn Bardeen）、瓦爾特?布萊頓（Walter Brattain）、希爾伯特?摩爾（Hilbert Moore）。

半導(dǎo)體是一類摻了雜質(zhì)的晶體材料。這類摻雜后的晶體材料，會有整流作用，就是說這類材料只能讓電子或空穴一種電流通過，而不像導(dǎo)體，無論是電子電流還是空穴電流都能通過。因為半導(dǎo)體是在晶體里摻雜，而晶體具有良好的導(dǎo)熱性、并且很穩(wěn)定，因此晶體管取代電子管是必然趨勢。但是，只有整流二極管沒有放大器，晶體管仍無法和電子管競爭。貝爾實驗室的肖克利研究小組，就是要用鍺和硅來制造這一放大器件。

巴丁是固體物理專家，理論造詣很高。一九二八年，巴丁從威斯康辛大學(xué)（University of Wisconsin-Madison）電機(jī)系畢業(yè)，然后在海灣石油公司（Gulf Research Lab）做了三年工程師，一九三三年進(jìn)入普林斯頓大學(xué)物理系深造，一九三六年獲物理系博士學(xué)位。巴丁曾任哈佛大學(xué)（Harvard University）研究員。二戰(zhàn)期間，巴丁在華盛頓海軍軍械實驗室服役，一九四五年加入貝爾實驗室。巴丁是唯一的兩次諾貝爾物理獎得主。他在普林斯頓大學(xué)的導(dǎo)師維格納（Eugene Wigner）是一九六三年諾貝爾物理獎得主。

布萊頓是小組里的實驗大師。布萊頓一九零二年出生于中國廈門，一九二九年于明尼蘇達(dá)大學(xué)（University of Minnesota）取得物理學(xué)博士學(xué)位后，加入貝爾實驗室。布萊頓是一位高超的實驗物理學(xué)家。布萊頓在貝爾實驗室一直工作到六十五歲退休。退休后，他回到華盛頓州老家，在母?；萏芈鼘W(xué)院（Whitman College）教了五年書，才真正退休。

此前，貝爾實驗室就對半導(dǎo)體材料進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)摻雜的半導(dǎo)體整流性能比電子管好。因此小組把注意力放在了鍺和硅這兩種半導(dǎo)體材料上。在肖克利的領(lǐng)導(dǎo)下，他們嘗試、失敗、再嘗試、再失敗。一九四七年十二月十五日，這次巴丁的表面效應(yīng)理論與布萊頓精湛的實驗結(jié)出了碩果。他們用刀片在三角形金箔上劃出了兩道極細(xì)的縫隙，然后兩邊分別接上導(dǎo)線，用彈簧將其壓進(jìn)鍺塊表面。這是一個由鍺、電池、金線、彈簧、紙板、組成的小裝置。連好線后，當(dāng)鍺塊上的兩個接觸點越來越近時，他們觀察到了電壓放大作用。


一九四七年十二月十六日，布萊頓在實驗筆記上這樣寫到：“在鍺表面上用點接觸方法加上兩個電極，間隔四百微米。此時１。３伏的直流電壓，被放大了十五倍。”布萊頓拿出筆記本，記下了實驗數(shù)據(jù)，肖克利作為研究小組的領(lǐng)導(dǎo)與見證人，在筆記本上簽了名。改變歷史的晶體管就這樣誕生了。

一九四七年十二月二十三日下午，布萊頓和摩爾來到實驗室。圣誕將至，同事們都準(zhǔn)備放假了。但是，他們還是興致勃勃地來看兩人的半導(dǎo)體放大實驗。這次，布萊頓和摩爾在裝置的一端連一個麥克風(fēng)，另一端接一副耳機(jī)。摩爾與布萊頓用麥克風(fēng)講話，其他人用耳機(jī)收聽，他們聽到了被放大了上十八倍的聲音。這一天被認(rèn)為是晶體三極管的誕生日。這是人類史上第一次不需要用真空管就能將聲音放大的裝置，晶體管的發(fā)明印證了阿瑟?洛克的名言：“任何重大的科技進(jìn)步，都和奇跡聯(lián)系在一起。”

晶體管要到幾個月后才被正式命名，晶體管transistor由兩個詞傳（transfer）和電阻（resistor）合成的。幾年后，人們發(fā)現(xiàn)，硅比鍺更適合于生產(chǎn)晶體管。于是，硅就替代了鍺，北加州也因此被稱為“硅谷”（Silicon Valley）而不是“鍺谷”。

在發(fā)明晶體三極管的過程中，貝爾實驗室一共有十二個人被直接提到。

貝爾實驗室著手為這項劃時代的發(fā)明申請專利時，發(fā)現(xiàn)晶體管誕生的那一刻肖克利并不在場；專利代理律師發(fā)現(xiàn)，肖克利關(guān)于晶體管的場效應(yīng)理論，與此前一項已生效的結(jié)型場效應(yīng)管專利沖突，盡管那項專利無法做成產(chǎn)品。因此在申請專利時，肖克利不是發(fā)明人。這下肖克利火了，晶體管的誕生基于肖克利的場效應(yīng)（Field Effect）理論，整個研究過程肖克利也直接參與了，但發(fā)明專利上沒有他的名字。

天才肖克利對晶體管的改進(jìn)
肖克利是天資聰明、勤奮工作的天才。肖克利知道點接觸晶體三極管（Point contact transistor），效率不高，而利用擴(kuò)散技術(shù)能做出更好的晶體三極管。一個月的獨自秘密鉆研后，肖克利提出了更為先進(jìn)可行的結(jié)型晶體三極管（Junction transistor）構(gòu)想，那是一九四八年一月二十三日。一九五零年，肖克利的研究小組制成了第一只結(jié)型晶體三極管，結(jié)型晶體三極管使后來的晶體三極管和集成電路的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能一九五零年十一月，肖克利發(fā)表了一本論述半導(dǎo)體器件原理的經(jīng)典著作《半導(dǎo)體中的電子和空穴》，從理論上詳細(xì)闡述了結(jié)型晶體管原理。肖克利以自己的努力，向世界證明了他是真正的晶體管之父，同時也證明了他的科研天賦。肖克利懂得如何找到問題的根源，他能通過一種精練的文字及口頭表述，把科研工作帶到一個新的、正確的方向。

肖克利是貝爾實驗室最了解這個發(fā)明的未來發(fā)展空間的人，他對晶體管在電子工業(yè)的應(yīng)用比貝爾實驗室知道的多得多。肖克利很少在演說中提到晶體管的研制過程，還常常表示自己不是晶體管發(fā)明人，無法作出很好的說明。但肖克利是當(dāng)時對晶體管發(fā)展空間看得最清楚的人。一九四九年，他在通用電氣（General Electrical）的科學(xué)論壇廣播節(jié)目中說：“我認(rèn)為晶體管可以應(yīng)用到電腦上，它將是這些裝置的理想的基本元器件?！?br />
第一個晶體管的專利是結(jié)型場效應(yīng)管，是由美國人Julius Edgar Lilienfeld于一九二五年獲得的專利。一九四八年二月二十六日，巴丁和布萊頓為他們發(fā)明的晶體三極管申請了專利；同一天，肖克利也向美國專利局遞交了結(jié)型三極管的專利。


肖克利時代的電腦，體積巨大。賓夕法尼亞大學(xué)在一九四六年組裝的ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer），是第一臺能從事較大運算量的電腦。該電腦主要應(yīng)用在軍事和政府事務(wù)上，一些大公司也會用到它。這是一臺三十頓重的怪物，運算時消耗十五萬瓦的電，一萬八千只真空管，完全由電線連接。真空管發(fā)出的光和熱是一個嚴(yán)重的問題，飛蛾和小昆蟲經(jīng)常會進(jìn)入電腦內(nèi)部造成短路，它們被稱為computer bug，而除蟲維修，則稱為debug一九四九年，有雜志這樣預(yù)言電腦的未來：“未來的電腦可能只需一千只真空管，半噸重?！边@個預(yù)測完全不了解了晶體管和它的潛力。

三極管主要有兩大功能：放大與開關(guān)。晶體三極管因其材料是晶體因此在實現(xiàn)大功率放大時，不需預(yù)熱，產(chǎn)生的熱量也很小。實現(xiàn)同樣的功能，晶體管消耗的功率是電子管的百萬分之一。作為開關(guān)，晶體管比電子管更快、更小，為電腦的微型化奠定了基礎(chǔ)。晶體管的發(fā)明將引發(fā)電訊和電腦等各個方面的革命。

晶體管利用電子在晶體內(nèi)的流動性，來控制、放大并交換信號。以晶體管制造的設(shè)備體積小，可靠性增加了。家用電器、電腦、電話交換設(shè)備、火箭和衛(wèi)星因為晶體管的應(yīng)用有了新突破。晶體管原意為傳輸電阻器件，是當(dāng)時貝爾實驗室的一位工程師取的名字，因為真空管的易碎、易熱、短命，該工程師說過“大自然憎恨真空管”。晶體三極管的工作原理很簡單，只要在三極中的發(fā)射極上加上直流電壓，再在基極上注入要被放大的電流信號，集電極就會產(chǎn)生被線性放大了的信號?，F(xiàn)代最快最好的晶體管的放大倍數(shù)能達(dá)到幾百到一千。


兩年來，肖克利在進(jìn)行晶體管研究的同時，不斷打壓排擠巴丁和布萊頓。最終，布萊頓去了其它研究組。巴丁離開了貝爾實驗室，去伊利諾伊大學(xué)物理系當(dāng)教授了。他的首個博士生霍洛尼亞克（Holonyak）明了ＬＥＤ。巴丁與庫珀（Leon N Cooper）、施里弗（John R Schrieffer）共創(chuàng)了ＢＣＳ理論，對超導(dǎo)做出了解釋，再次獲得了諾貝爾物理獎。

巴丁與布萊頓離開后，肖克利的研究停滯了。他給自己放了一個長假，回母校加州理工執(zhí)教一年，又去了五角大樓的武器評估小組任職一年。期間與身患子宮癌的妻子離了婚。

這幾年里，很多公司批量生產(chǎn)晶體管了，使用晶體管的小型電器，如助聽器、收音機(jī)等也問世了。據(jù)統(tǒng)計，一九五四到一九五六年間，美國市場上共銷售了一千七百萬只鍺晶體管和一千一百萬只硅晶體管，總價值為五千五百萬美元。通用電氣、ＲＣＡ、德州儀器（Texas Instruments ）、ＡＴ＆Ｔ、和雷神（Raytheon）都是晶體管的大用戶。因成本及生產(chǎn)工藝的原因，晶體管尚未得到廣泛應(yīng)用，同期電子管銷售了十三億，市場份額超過十億美元。


一九五四年圣誕節(jié)，晶體管收音機(jī)問世。晶體管收音機(jī)體積小，用電池就行了。這臺收音機(jī)售價為＄４９．９５美元。第一年，這臺收音機(jī)就買了十萬多臺。不久，一家叫Tokyo Tsushin Kogyo的公司，用晶體管技術(shù)稱霸了電視機(jī)和收音機(jī)市場，它就是索尼公司的前身。這一切僅僅是開始。晶體管最后成為數(shù)碼時代的技術(shù)基礎(chǔ)，它是構(gòu)成所有電子產(chǎn)品的細(xì)胞，現(xiàn)代最復(fù)雜的計算機(jī)芯片上有上億個晶體管。晶體管的發(fā)明促成了蘋果電腦、英特爾、微軟、谷歌的誕生。沒有晶體管就沒有今天的高科技，也不會有硅谷。

電子管之父佛瑞斯特（Lee de Forest）是在晶體管展示會上見到它的，佛瑞斯特充分了解，自己發(fā)明的真空三極管在經(jīng)過四十二年的輝煌歲月后，將正式退出歷史舞臺了。

一九五零年代中期，高純硅的工業(yè)提煉技術(shù)已成熟，肖克利很清楚，電子管很快會被淘汰，未來屬于晶體管。肖克利決心離開貝爾實驗室，回加州創(chuàng)業(yè)。一九五五年，肖克利給將成為他第二任妻子的女友的信中這樣寫道：“很明顯，我比其他人更聰明、更熱心工作，也比大部分人了解人類?！边@三件事中，他只說對了兩件。合金磁芯，坡莫合金等。