جاده به مونوکرستالین داخلی

فرای در سال ۱۹۰۴ اولین لوله خلاء جهان را اختراع کرد. ظهور لوله الکترونیکی توسعه شدید الکترونیک رادیویی را ترویج کرده است، اما لوله الکترونیکی بسیار سنگین، انرژی گیر، کوتاه مدت است و فرایند ساخت آن بسیار پیچیده است و استفاده از آن واقعاً آسان نیست.

در سال ۱۹۱۸ جی کزوشرالسکی گزارشی از رشد سیم های فلزی تک کریستالی از مذاب منتشر کرد و بعدها روش Czochralski به نام او نامگذاری شد.

در سال ۱۹۴۶ آزمایشگاه های بل در ایالات متحده تصمیم به انجام تحقیقات نیمه هادی گرفتند. در دسامبر ۱۹۴۷ شوکلی، جان بردینگ و براتن اولین ترانزیستور ژرمانیوم را توسعه دادند. ظهور ترانزیستور پیشکار انقلاب میکروالکرونیک است. همچنین فراخوان کلاریون برای تولد بعدی مدارهای یکپارچه را به صدا در آورد که در مقایسه با لوله های الکترونیکی مزایای بی نظیری دارد. در این زمان حزب کمونیست چین و حزب کمونیست چین در نوسان کامل هستند.

اولین ترانزیستور سیلیکونی در سال ۱۹۵۰ تولید شد که باعث افزایش علاقه مردم به تهیه تک کریستال های سیلیکونی با کیفیت بالا شد. Teal and Little در سال ۱۹۵۲ با روش Czochralski (CZ) تک کریستال های سیلیکونی را با موفقیت کشت کردند. کسی شید از مؤسسه فناوری ماساچوست فارغ التحصیل شد و به عنوان استاد به گروه فیزیک فودان پیوست.

در سال ۱۹۵۳ اولین کمک های شنوایی تجاری با استفاده از ترانزیستورهای ژرمنیوم به بازار عرضه شد. در سال ۱۹۵۴ اولین رادیو ترانزیستور ساخت تجاری در تگزاس اینسترومنتز به دنیا آمد. آشکارساز یک دیود ژرمانیوم بود. در سال ۱۹۵۵ موتورولا که تولیدکننده رادیوهای خودرو بود، هنوز از ترانزیستورهای ژرمنیوم استفاده می کرد. این نیز اولین تولیدکننده ای بود که از ترانزیستورها برای ساخت رادیو استفاده کرد. عملکرد دمای بالای ترانزیستورهای ژرمنیوم بسیار ضعیف است، و جایگزینی ژرمنیوم با سیلیکون برای ساخت ترانزیستورها در نظر گرفته می شود. با این حال، در این زمان استفاده از روی برای کاهش تتراکلرید سیلیکون برای تولید سیلیکون خالص نمی تواند الزامات لازم برای ساخت ترانزیستورها را برآورده کند.

در ژوئن ۱۹۵۵ لین لانینگ دکترای فیزیک حالت جامد را از دانشگاه پنسیلوانیا دریافت کرد. پس از آن به عنوان مهندس ارشد در سوفیا (سیلوانیا) که یک شرکت تحقیقاتی نیمه هادی بود استخدام شد.

در سال ۱۹۵۶ روش کاهش هیدروژن تریشلوروسلین با موفقیت مورد مطالعه قرار گرفت که می تواند سیلیکون خالص درجه نیمه هادی را در مقیاس بزرگ تولید کند. سه دانشمندی که ترانزیستور را در سال ۱۹۴۶ اختراع کردند، برنده جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۵۶ شدند. در همان سال نخست وزیر ژو شعار «فشار به علم» را راه اندازی کرد و این کشور ۱۲ سال «چشم انداز توسعه علم و فناوری ۱۹۵۶ تا ۱۹۶۷» را تدوین کرد. هنگامی که لین لانینگ به چین بازگشت، Xie Xide، هوانگ کون، گائو دینگسان، و غیره تاسیس اولین کلاس آموزش تخصصی نیمه هادی کشور من به کشت دسته اول کشور من از استعدادهای نیمه هادی در دانشگاه پکن. در طول این دوره، نقاط عطف تنها ۵ تا ۷ سال از آمریکا عقب تر بود، تقریباً هم زمان با ژاپن، و یک دهه کامل جلوتر از کره بود.

در سال ۱۹۵۷ آمریکا نزدیک به ۳۰ میلیون ترانزیستور تولید کرد، اما تنها ۱ میلیون ترانزیستور سیلیکون و نزدیک به ۲۹ میلیون ترانزیستور ژرمنیوم تولید کرد. تگزاس اینسترومنتز با سهم ۲۰٪ بازار به غولی در بازار ترانزیستور تبدیل شده است. کارخانه لوله الکترونیکی پکن کشور من (کارخانه 774، در حال حاضر BOE) بیرون کشیده ژرمانیوم تک کریستال، و در همان سال، ترانزیستور ژرمانیوم توسعه یافته است. "فیزیک نیمه هادی" با همکاری کسی شید و هوانگ کون بیرون آمد که این نیز اولین اثر در این زمینه در کشور من است و تا به حال نیز یک کتاب درسی کلاسیک حرفه ای است.

در ژوئیه ۱۹۵۸ کیلبی توسط تگزاس اینسترومنتز استخدام شد. در دسامبر کیلبی ترانزیستورها، دیودها و مقاومت ها را در مداری بر روی همان ویفر سیلیکونی ترکیب کرد و مدار یکپارچه را اختراع کرد. ۴۲ سال بعد، در سال ۲۰۰۰ برنده جایزه نوبل فیزیک شد. آکادمی علوم چین اولین دسته ترانزیستورهای با فرکانس بالا از نوع ژرمانیوم را در کشور من توسعه داد و آن ها با موفقیت در رایانه های کارخانه ۱۰۹ (که اکنون مؤسسه میکروالکرونیک، آکادمی علوم چین است) به کار گرفته شدند. در ماه سپتامبر، تیانجین «آزمایشگاه ۶۰۱» (سلف ۴۶مین مؤسسه تحقیقات برق چین) را تأسیس کرد، و تحقیقات تجربی در مورد تهیه سیلیکون از سنگ کوارتز را با استفاده از روش کاهش گوگرد-آلومینیوم برای آماده سازی پلی سیلیکون پودر شده از سنگ کوارتز آغاز کرد. هیچ پیشرفتی در ذوب بیشتر سیلیکون تک کریستال وجود دارد. در همان سال چین اولین رادیو نیمه هادی خود را داشت و ۷ ترانزیستور و ۲ دیود مورد استفاده همگی محصولات خارجی بودند.

در سال ۱۹۵۹، کروشچف رسماً اعلام کرد که تمام کمک ها به چین را متوقف خواهد کرد. تحت رهبری لین لانینگ، مادر مواد نیمه هادی چینی، کشور من تحریم غربی را شکست و کریستال های تک سیلیکونی را بیرون کشید. موجی از استقلال نیمه هادی چینی را راه اندازی کنید.

در سال ۱۹۶۰ آمریکایی ها فناوری لیتوگرافی پلانر را اختراع کردند و فیرچایلد بلافاصله اولین مدار یکپارچه ترانزیستور جهان را توسعه داد. آزمایشگاه های ۶۰۱ با موفقیت اولین میله تک کریستال سیلیکونی را با خلوص ۷ ۹s کشیدند. مؤسسه نیمه هادی های آکادمی علوم چین و مؤسسه نیمه هادی های جیانگ (در حال حاضر CLP 13) به طور رسمی تأسیس شدند.

در اکتبر 1964، موسسه تحقیقات مواد نیمه هادی Emei، اولین شرکت در مقیاس بزرگ کشور من یکپارچه تحقیقات علمی، تولید کارآزمایی، و تولید مواد نیمه هادی، با وزارت سابق متالورژی غیر آهن فلزات موسسه تحقیقات 338 و شنیانگ ذوب کارگاه فلزی خلوص بالا به عنوان اقامت اصلی تاسیس شد. در حال حاضر آن را به طور مستقیم تحت گروه دونگ فانگ الکتریکی است.

در سال ۱۹۶۵ قانون مور به دنیا آمد. آکادمیک وانگ شوجوئه مداری از ۷ ترانزیستور، ۱ دیود، ۷ مقاومت، و ۶ کاپیتاکتور را در یک ویفر سیلیکونی در حدود ۱ سانتی متر مربع اندازه، و اولین مدار یکپارچه کشورم به دنیا آمد.

در سال ۱۹۶۶ این کشور کارخانه سیلیکون ۷۴۰ (Luoyang Monocrystalline Silicon Plant) را با استفاده از تجهیزات و فناوری ژاپنی تأسیس کرد و متعاقباً ۷۳۹ (کارخانه مواد نیمه هادی سیچوان ایمی) و ۷۴۱ (کارخانه مواد نیمه هادی شاآنشی هواشان) را ساخت که بعدها به صنعت پیشرو در صنعت سیلیکون کشورم تبدیل شد. توسعه و آموزش تعداد زیادی از استعدادهای ستون فقرات "آکادمی نظامی Whampoa" برای توسعه صنعت سیلیکون کشور من است.

فدریکو فایکین در سال ۱۹۷۰ به اینتل پیوست و اولین واحد پردازش مرکزی تک تراشه (CPU)-Intel 4004 را توسعه داد که تنها ۲۳۰۰ ترانزیستور دارد.

۱۳۴۵-۱۳۵۵، ده سال انقلاب فرهنگی. کارخانه پکن ۸۷۸، کارخانه رادیو شانگهای ۱۹، مؤسسه نیمه هادی یونگ چوان (سلف مؤسسه ۲۴) یکی پس از دیگری تأسیس شد و توسعه PMOS، NMOS، و CMOS را به پایان رساند. اما شکاف بین کشورهای بزرگ به تدریج گسترده تر شده است. با نگاهی به دستاوردهایی که در دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ به دست آمده است، سخنان چیان یانگزن تفکر برانگیز است: در دهه ۱۹۶۰ خودمان را وقف «دو بمب و یک ستاره» کردیم و سود زیادی به دست آوردیم؛ در دهه ۱۹۷۰ به نیمه هادی ها ن پرداختیم و خیلی از آن را از دست دادیم. وقتی در را بستیم، نیمه هادی های چینی فقط پنج سال از دنیا عقب بودند؛ هنگامی که چین دوباره به جهان بازگشت، آن را در حال حاضر 20-30 سال عقب تر بود.

تنها چند سال پس از اختراع مدار مجتمع، ژاپن برنامه قدرت یکپارچه در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) را راه اندازی کرد. ابزار رقابت ساده، خام، و عملاً کارآمد است: همیشه ۱۰٪ ارزان تر از اینتل است. ژاپنی ها به سرعت دنباله ای را در بازار اختراع شده توسط آمریکا شعله ور کردند.

در دهه ۱۹۸۰ ارزش خروجی نیمه هادی های ژاپنی از آمریکا پیشی گرفت و اینتل خروج خود را از بازار حافظه اعلام کرد. آمریکا حملاتی را علیه ژاپن از دیدگاه های قانون گذاری، سیاست صنعتی، مداخله مستقیم و جنگ های تجاری سازماندهی کرده است. مذاکرات تجاری با ژاپن با تعرفه های صد در صد و شرایط مختلف تهدید می شود. در پایان ژاپن قول داد محصولات نیمه هادی خود را تنظیم کند، خروجی را کاهش دهد و قیمت ها را افزایش دهد.

دهه ۱۹۹۰ زمانی بود که صنعت کامپیوتر در حال رونق بود. محدودیت های تولید و قیمت ژاپن راحتی زیادی را برای توسعه نیمه هادی های کره جنوبی فراهم کرد. در سال ۱۹۹۴ کره جنوبی «قانون حفاظت از تراشه نیمه هادی» را معرفی کرد و به افزایش سرمایه گذاری تحقیق و توسعه ادامه داد و در نهایت با موفقیت در رده نیمه هادی برتر جهان ایستاد.

در پایان قرن بیستم، به دلیل تأثیر بحران انرژی دفاع ملی، کشورهای سراسر جهان شروع به توسعه انرژی سبز به ویژه صنعت فتوولتایک خورشیدی کردند که قیمت پلی سیلیسیکون را به اوج خود راند. این فرصت کسب و کار باعث تب پلی سیلیکون در سراسر کشور پس از سال ۲۰۰۰ شد و کارخانه های مختلف سیلیکون مونوکرستالین نیز چیدمان تولید پلی سیلیکون را دارند. تک کریستال های داخلی به تدریج به سرعت به سمت انتهای فتوولتیک توسعه یافته اند که مسیر تک کریستال های داخلی در صنعت نیمه هادی را نیز کند کرده است. به طور محافظه کارانه تخمین زده می شود که در حال حاضر بیش از ۹۵٪ ویفرهای سیلیکونی با اندازه بزرگ وارد می شوند.

رانده شده توسط قانون مور، از اولین ترانزیستور تا انتشار اخیر GPU حرفه ای جدید انویدیا، بیش از ۵۴ میلیارد ترانزیستور یکپارچه هستند. اندازه ویفر سیلیکونی از ۶ اینچ تا ۸ اینچ تا ۱۲ اینچ متفاوت است. در دهه ۱۹۸۰ ویفرهای سیلیکونی ۴ اینچی به جریان اصلی تبدیل شدند، در دهه ۱۹۹۰ ویفرهای ۶ اینچی جریان اصلی بودند و ویفرهای ۸ اینچی جریان اصلی در دهه ۲۰۰۰ بودند. در حال حاضر بازار ۱۲ اینچی در یک دوره انفجاری قرار دارد و تولیدکنندگان داخلی نیز بزرگترین ویفرهای سیلیکونی ۱۲ اینچی را در بازار مستقر کرده اند، به این امید که وضعیت موجود را تغییر دهند که ویفرهای نیمه هادی بزرگ داخلی کاملاً وابسته به کشورهای خارجی هستند.