套用每年回顧行業(yè)的習慣用語：對于多晶硅-光伏行業(yè)來說，“2020年是不平凡的一年”。無意間回想才發(fā)現，這“不平凡”，我竟已寫了10年，從專職光伏記者，到投資多晶硅、光伏產業(yè)的工程公司職工，10年來，多晶硅-光伏行業(yè)始終牽動著我的思緒。這“不平凡”，絕非簡單地寫作習慣和照搬套用，而是從本世紀初至今，中國的多晶硅-光伏行業(yè)在短短20年時間里，風云變幻、沉浮輪轉，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，不能忘記走過的路；走得再遠、走到再光輝的未來，也不能忘記走過的過去，不能忘記為什么出發(fā)。”值此“十三五”收官、“十四五”開局的關鍵節(jié)點，站在“兩個一百年”的交匯關口，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。

以為紀念、以為祝愿。

4.貝爾實驗室貝爾實驗室這座曾經的科學殿堂，對全球科技至少有過6次重大技術創(chuàng)新研究：有線和無線電話、微波通信、晶體管和微電子、激光和光通信、數字通信和互聯網、軟件和光網絡。半導體和微電子已成為全球信息通信時代、數字時代最核心基礎技術。在20世紀40年代，貝爾實驗室擁有近6000名員工，其中科學家2000人，這組數據在隨后的時代仍然呈現出持續(xù)的幾何級增長態(tài)勢。

貝爾實驗室早在二戰(zhàn)期間就開展了對半導體材料的研究，并發(fā)現摻有某種極微量雜質的半導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，物理學博士肖克利，數學和物理博士巴丁，化學和物理博士布拉頓就組成小組回到貝爾實驗室開展了“場效應”半導體管的實驗工作，并構思了一種放大器和開關?？上Щ诙?zhàn)期間鍺和硅的相關研制技術，這個“場效應放大器”并沒有按預期工作，因此，三人就將注意力集中到鍺和硅這兩種半導體材料上，并認識到半導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。當年12月15日，在布拉頓的精湛技術操作下，由鍺塊、金線、彈簧、電池等組成的裝置制作完成，他們觀察到，隨著鍺塊上兩個接觸點的靠近而產生的電壓放大作用。布拉頓曾在實驗筆記中寫下：“在鍺表面上，用點接觸方法加上兩個電極，間隔400微米。此時1.3伏的直流電壓被放大了15倍。”在這個實驗數據下面，肖克利作為小組組長和見證人，簽上了名字。裝置在幾個月之后被貝爾實驗室稱為“晶體管（Transistor）”。這是全球第一個“鍺”晶體管，還是全球第一個半導體點接觸式晶體管。

貝爾實驗室名譽總裁Ian M. Ross在一篇IEEE文章中這樣評論晶體管的發(fā)明：“晶體管的發(fā)明，使我們的社會發(fā)生了偉大的變革，這場變革的深遠意義不亞于鋼鐵的發(fā)現、蒸汽機的發(fā)明以及英國工業(yè)革命。”在貝爾實驗室里，有一塊銘牌記錄著這樣一段話：“1947年11月12日，就在這里，貝爾實驗室，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？這是貝爾實驗室另一位科學家皮爾斯的建議，他認為，這個新發(fā)明的小東西和真空管有些類似，電子真空管主要的電氣特征是“跨導（Transconductance）”，而這個新發(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），反映了輸入對輸出的影響能力。1948年6月30日，貝爾實驗室在紐約召開產品發(fā)布會，公開了晶體管的發(fā)明，并預測“它在電子和電子通信方面可能有深遠的意義”。第二天，《紐約時報》的“無線電通訊”專欄悄然出現了“晶體管”一詞：“昨天，一種叫做晶體管的設備在貝爾實驗室首次得到了公開展示，它在通常使用真空管的無線電設備中有幾項應用。”這句話就是全球新聞界第一次關于“晶體管”的正式介紹。

雖然今天看來，半導體晶體管是一個不太起眼的發(fā)明，但其誕生卻極大地改變了全球電子信息產業(yè)的進程，奠定了現代信息社會的基礎。一個小小的金屬箭頭，插在一塊平板鍺上，一問世就把真空管送進了墳墓。隨后，貝爾實驗室對外授權晶體管專利，直接帶動了鍺的流行。直到1950年代末，鍺都是晶體管和其他半導體器件的主要材料。

據報道，在晶體管專利申請時，還有一個有趣的細節(jié)：盡管晶體管的誕生是基于肖克利的場效應理論，肖克利也直接參與了整個研究過程，但是這一晶體三極管的專利申請書上卻沒有他的名字。專利代理律師給出的理由是，肖克利的場效應理論與一項1925年生效的結型MOS專利沖突，另外，進行那項決定晶體管誕生的實驗時，肖克利本人并不在場。這一結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回應此事。”1948年1月，肖克利提出了更先進的結型晶體管構想。1950年，第一只結型晶體管（PN結晶體管）問世，同年11月，肖克利發(fā)表了論述半導體器件原理的著作《半導體中的電子和空穴》，從理論上詳細闡述了結型晶體管的原理。這也為他在1956年獲得諾貝爾物理學獎奠定了基礎。從嚴格意義上講，結型晶體管才是現代晶體管的始祖，從真正意義上開啟了全球半導體技術的發(fā)展方向。

1956年，因為母親年事已高，“天才”肖克利辭去了貝爾實驗室的工作回到故鄉(xiāng)——加州圣克拉拉谷，也就是后來的“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，為這里開啟了第二次淘金熱，資本和人才瘋狂涌入的目標，則是新時代“白色的金子”——半導體硅。肖克利的選擇令人疑惑：他憑借世界上第一個鍺晶體管獲得了諾貝爾物理獎，卻要在離開貝爾實驗室后利用硅制造場效應放大裝置。

據報道，他之所以堅持要用硅來替代鍺制作晶體管，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，因此價格十分高昂，難以大規(guī)模生產。而硅作為地殼中第二豐富的元素，在成本上的優(yōu)勢顯而易見。另一方面，當時晶體管最大的需求主要集中在火箭、導彈等航空、軍事領域，對于晶體管耐高溫、抗劇烈震動的要求很高。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，當時高純硅的工業(yè)提煉技術已經相對成熟，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，在科學家朋友貝克曼（ph值測定法的發(fā)明人）的資助下，肖克利創(chuàng)辦了“肖克利半導體實驗室”。但是，收獲至高學術榮譽以后，肖克利疏于公司業(yè)務發(fā)展，導致一直沒有成功產生。