全球和中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史和大事記

全球和中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史和大事記1947年，美國貝爾實驗室發(fā)明了半導(dǎo)體點接觸式晶體管，從而開創(chuàng)了人類的硅文明時代。

1956年，我國提出“向科學(xué)進(jìn)軍”，根據(jù)國外發(fā)展電子器件的進(jìn)程，提出了中國也要研究半導(dǎo)體科學(xué)，把半導(dǎo)體技術(shù)列為國家四大緊急措施之一。中國科學(xué)院應(yīng)用物理所首先舉辦了半導(dǎo)體器件短期培訓(xùn)班。請回國的半導(dǎo)體專家黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導(dǎo)體理論、晶體管制造技術(shù)和半導(dǎo)體線路。在五所大學(xué)――北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、廈門大學(xué)和南京大學(xué)聯(lián)合在北京大學(xué)開辦了半導(dǎo)體物理專業(yè)，共同培養(yǎng)第一批半導(dǎo)體人才。培養(yǎng)出了第一批著名的教授：北京大學(xué)的黃昆、復(fù)旦大學(xué)的謝希德、吉林大學(xué)的高鼎三。1957年畢業(yè)的第一批研究生中有中國科學(xué)院院士王陽元（北京大學(xué)微電子所所長）、工程院院士許居衍（華晶集團(tuán)中央研究院院長）和電子工業(yè)部總工程師俞忠鈺（北方華虹設(shè)計公司董事長）。

1957年，北京電子管廠通過還原氧化鍺，拉出了鍺單晶。中國科學(xué)院應(yīng)用物理研究所和二機部十局第十一所開發(fā)鍺晶體管。當(dāng)年，中國相繼研制出鍺點接觸二極管和三極管（即晶體管）。

1958年，美國德州儀器公司和仙童公司各自研制發(fā)明了半導(dǎo)體集成電路（IC）之后，發(fā)展極為迅猛，從SSI（小規(guī)模集成電路）起步，經(jīng)過MSI（中規(guī)模集成電路），發(fā)展到LSI（大規(guī)模集成電路），然后發(fā)展到現(xiàn)在的VLSI（超大規(guī)模集成電路）及最近的ULSI（特大規(guī)模集成電路），甚至發(fā)展到將來的GSI（甚大規(guī)模集成電路），屆時單片集成電路集成度將超過10億個元件。

1959年，天津拉制出硅（Si）單晶。

1960年，中科院在北京建立半導(dǎo)體研究所，同年在河北建立工業(yè)性專業(yè)化研究所――第十三所（河北半導(dǎo)體研究所）。

1962年，天津拉制出砷化鎵單晶（GaAs），為研究制備其他化合物半導(dǎo)體打下了基礎(chǔ)。

1962年，我國研究制成硅外延工藝，并開始研究采用照相制版，光刻工藝。

1963年，河北省半導(dǎo)體研究所制成硅平面型晶體管。

1964年，河北省半導(dǎo)體研究所研制出硅外延平面型晶體管。

1965年12月，河北半導(dǎo)體研究所召開鑒定會，鑒定了第一批半導(dǎo)體管，并在國內(nèi)首先鑒定了DTL型（二極管――晶體管邏輯）數(shù)字邏輯電路。1966年底，在工廠范圍內(nèi)上海元件五廠鑒定了TTL電路產(chǎn)品。這些小規(guī)模雙極型數(shù)字集成電路主要以與非門為主，還有與非驅(qū)動器、與門、或非門、或門、以及與或非電路等。標(biāo)志著中國已經(jīng)制成了自己的小規(guī)模集成電路。

1968年，組建國營東光電工廠（878廠）、上海無線電十九廠，至1970年建成投產(chǎn)，形成中國IC產(chǎn)業(yè)中的“兩霸”。

1968年，上海無線電十四廠首家制成PMOS（P型金屬－氧化物半導(dǎo)體）電路（MOSIC）。拉開了我國發(fā)展MOS電路的序幕，并在七十年代初，永川半導(dǎo)體研究所（現(xiàn)電子第24所）、上無十四廠和北京878廠相繼研制成功NMOS電路。之后，又研制成CMOS電路。

七十年代初，IC價高利厚，需求巨大，引起了全國建設(shè)IC生產(chǎn)企業(yè)的熱潮，共有四十多家集成電路工廠建成，四機部所屬廠有749廠（永紅器材廠）、871（天光集成電路廠）、878（東光電工廠）、4433廠（風(fēng)光電工廠）和4435廠中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史◎分立器件發(fā)展階段（１９５６--１９６５）

１９５６年中國提出“向科學(xué)進(jìn)軍”，國家制訂了發(fā)展各門尖端科學(xué)的“十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃”，明確了目標(biāo)。根據(jù)國外發(fā)展電子器件的進(jìn)程，提出了中國也要研究發(fā)展半導(dǎo)體科學(xué)，把半導(dǎo)體技術(shù)列為國家四大緊急措施之一。從半導(dǎo)體材料開始，自力更生研究半導(dǎo)體器件。為了落實發(fā)展半導(dǎo)體規(guī)劃，中國科學(xué)院應(yīng)用物理所首先舉行了半導(dǎo)體器件短期訓(xùn)練班。請回國的半導(dǎo)體專家內(nèi)昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導(dǎo)體理論、晶體管制技術(shù)和半導(dǎo)體線路。參加短訓(xùn)班的約１００多人。

當(dāng)時國家決定由五所大學(xué)-北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、廈門大學(xué)和南京大學(xué)聯(lián)合在北京大學(xué)半導(dǎo)體物理專來，共同培養(yǎng)第一批半導(dǎo)體人才。五校中最出名的教授有北京大學(xué)的黃昆、復(fù)旦大學(xué)的謝希德和吉林大學(xué)的高鼎三。１９５７年就有一批畢業(yè)生，其中有現(xiàn)在成為中國科學(xué)院院士的王陽元（北京大學(xué)）、工程院院士的許居衍（華晶集團(tuán)公司）和電子工業(yè)部總工程師俞忠鈺等人。之后，清華大學(xué)等一批工科大學(xué)也先后設(shè)置了半導(dǎo)體專業(yè)。

中國半導(dǎo)體材料從鍺（Ｇｅ）開始。通過提煉煤灰制備了鍺材料。１９５７年北京電子管廠通過還原氧化鍺，拉出了鍺單晶。中國科學(xué)院應(yīng)用物理研究所和二機部十局第十一研究所開發(fā)鍺晶體管。前者由王守武任半導(dǎo)體實驗室主任，后者由武爾楨負(fù)責(zé)。１９５７可國依靠自己的技術(shù)開發(fā)，相繼研制出鍺點接觸二極管和三極管（即晶體管）。為了加強半導(dǎo)體的研究，中國科學(xué)院于１９６０年在北京建立了半導(dǎo)體研究所，同年在河北省石家莊建立了工業(yè)性專業(yè)研究所-第十三研究所，即現(xiàn)在的河北半導(dǎo)體研究所。到六十年代初，中國半導(dǎo)體器件開始在工廠生產(chǎn)。此時，國內(nèi)搞半導(dǎo)體器件的已有十幾個廠點。當(dāng)時北方以北京電子管廠為代表，生產(chǎn)了ＩＩ－６低頻合金管和ＩＩ４０１高頻合金擴散管；南方以上海元件五廠為代表。

在鍺之后，很快也研究出其他半導(dǎo)體材料。１９５９年天津拉制了硅（Ｓｉ）單晶。１９６２年又接制了砷化鎵（ＧａＡｓ）單晶，后來也研究開發(fā)了其他種化合物半導(dǎo)體。

硅器件開始搞的是合金管。１９６２年研究成外延工藝，并開始研究采用照相制版、光刻工藝，河北半導(dǎo)體研究所在１９６３年搞出了硅平面型晶體管，１９６４年搞出了硅外延平面型晶體管。在平面管之前不久，也搞過錯和硅的臺面擴散管，但一旦平面管研制出來后，絕大部分器件采用平面結(jié)構(gòu)，因為它更適合于批量生產(chǎn)。

當(dāng)時接制的單晶棒的直徑很小，也不規(guī)則。一般將硅片切成方片的形狀，如７＊７、１０＊１０、１５＊１５ｍｍ２。后來單晶直徑拉大些后，就開始采用不規(guī)則的圓片，但直徑一般在３５－４０ｍｍ之間。

在半導(dǎo)體器件批量生產(chǎn)之后，六十年代主要用來生產(chǎn)晶體管收音機，電子管收音機在體積上大為縮小，重量大為減輕。一般老百姓把晶體管收音機俗稱為“半導(dǎo)體”。它在六十年代成為普通居民所要購買的“四大件”之一。（其他三大件為縫紉機、自行車和手表）另一方面，新品開發(fā)主要研究方向是硅高頻大功率管，目的是要把部隊所用的采用電子管的“八一”電臺換裝為采用晶體管的“小八一”電臺，它曾是河北半導(dǎo)體所和北京電子管廠當(dāng)年的主攻任務(wù)。

除了收訊放大管之外，之后也開發(fā)了開關(guān)管。中國科學(xué)院在半導(dǎo)體所之外建立了一所實驗工廠，取名１０９廠。（后改建為微電子中心）它所生產(chǎn)的開關(guān)管，供中國科學(xué)院計算研究所研制成第二代計算機。隨后在北京有線電廠等工廠批量生產(chǎn)了ＤＪＳ－１２１型鍺晶體管計算機，速度達(dá)到1萬次以上。后來還研制出速度更快的１０８機，以及速度達(dá)２８萬次、容量更大的ＤＪＳ－３２０型中型計算機，該機采用硅開關(guān)管。

總之，向科學(xué)進(jìn)軍的號如下，中國的知識分子、技術(shù)人員在外界封鎖的環(huán)境下，在海外回國的一批半導(dǎo)體學(xué)者帶領(lǐng)下，憑藉知識和實驗室發(fā)展到實驗性工廠和生產(chǎn)性工廠，開始建立起自己的半導(dǎo)體行業(yè)。這期間蘇聯(lián)曾派過半導(dǎo)體專家來指導(dǎo)，但很快因中蘇關(guān)系惡化而撤走了。這一發(fā)展分立器件的階段歷時十年，與國外差距為十年?！颍桑贸跏及l(fā)展階段（１９６５－１９８０年）

在有了硅平面工藝之后，中國半導(dǎo)體界也跟隨世界半導(dǎo)體開始研究半導(dǎo)體集成電路，當(dāng)時稱為固體電路。國際上是在１９５８年由美國的得克薩斯儀器公司（ＴＩ）和仙蘭公司各自分別發(fā)明了半導(dǎo)體集成電路。當(dāng)初研制的是采用ＲＴＬ（電阻一晶體管邏輯）型式的最基本的門電路，將單個的分立器件：電阻和晶體管，在同一個硅片上集合而成一個電路，故稱之為“集成電路”（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｒｒｉｔ，簡稱ＩＣ）。中國第一塊半導(dǎo)體集成電路究竟是由哪一個單位首先研制成功的？這一問題有過爭議。在相差不遠(yuǎn)的時間里，有中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，河北半導(dǎo)體研究所，它在１９６５年１２月份召開的產(chǎn)品鑒定會上鑒定了一批半導(dǎo)體管，并在國內(nèi)首先鑒定了ＤＴＬ型（二極管-晶體管邏輯）數(shù)字邏輯電路。這是十室提交鑒定的，當(dāng)時采用的還不是國外普遍使用的P-N結(jié)隔離，而是僅在國外文獻(xiàn)中有所報導(dǎo)的Ｓｉｏ２介質(zhì)隔離，通過反外延方法制備基片。在研究單位之后，工廠在生產(chǎn)平面管的基礎(chǔ)上也開始研制集成電路。北方為北京電子管廠，也采用介質(zhì)隔離研制成ＤＴＬ數(shù)字電路，南方為上海元件五廠，在華東計算機所的合作下，研制出采用Ｐ－Ｎ結(jié)隔離的ＴＴＬ型（晶體管-晶體管邏輯）數(shù)字電路，并在１９６６年底，在工廠范圍內(nèi)首家召開了產(chǎn)品鑒定會鑒定了TTL電路。

ＤＴＬ和ＴＴＬ都是雙極型數(shù)字集成電路，主要是邏輯計算電路，以基本的與非門為基礎(chǔ)，當(dāng)時都是小規(guī)模集成電路，還有與非驅(qū)動器、與門、或非門、或門、以及與或非電路等。主要用途是用于電子計算機。中國第一臺第三代計算機是由位于北京的華北計算技術(shù)研究所研制成功的，采用ＤＴＬ型數(shù)字電路，與非門是由北京電子管廠生產(chǎn)，與非驅(qū)動器是由河北半導(dǎo)體研究所生產(chǎn)，展出年代是１９６８年。為了加速發(fā)展半導(dǎo)體集成電路，四機部（后來改名為電子工業(yè)部）決定籌建第一個專門從事半導(dǎo)體集成電路的專業(yè)化工廠，由北京電子管廠抽一部分技術(shù)力量，在１９６８年建立了國營東光電工廠（代號：８７８廠），當(dāng)時正處于動亂的十年“文革”初期，國家領(lǐng)導(dǎo)號召建設(shè)大三線，四機部新建工廠，采用“８”字頭的都是在內(nèi)地大三線，唯獨８７８廠，為了加快建成專業(yè)化集成電路生產(chǎn)廠，破例地建在首都北京。與此同時，上海儀表局也將上海元件五廠生產(chǎn)ＴＴＬ數(shù)字電路的五車間搬遷到近郊，建設(shè)了上海無線電十九廠（簡稱上無十九廠）。到１９７０年兩廠均已建成投產(chǎn)。從此，七十年代形成了中國ＩＣ行業(yè)的“兩霸”，南霸上無十九廠，北霸８７８廠。在國外實行對華封鎖的年代里，集成電路屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，是禁止向中國出口的。因此，在封閉的自力更生、計劃經(jīng)濟(jì)年代里，這兩廠的ＩＣ一度成為每年召開兩次電子元器件訂貨會上最走俏的產(chǎn)品。當(dāng)時一塊Ｊ－Ｋ觸發(fā)器要想馬上拿到手，得要部長的親筆批條。在中國實行改革開放政策之前，ＩＣ在中國完全是賣方市場。七十年代上半期，一個工廠的ＩＣ年產(chǎn)量，只有幾十萬塊，到七十年代末期，上無十九廠年產(chǎn)量才實破５００萬塊，位居全國第一。文化大革命開始后，陳伯達(dá)向毛澤東主席提出了“電子中心論”。一時間采用群眾運動的方式“全民”大搞半導(dǎo)體．為了打破尖端迷信，報上宣傳說城市里了道老太太在弄堂里拉一臺擴散爐，也能做出半導(dǎo)體．批判８７８廠建廠時鋪了水磨石地板為“大，洋，全”。這股風(fēng)使工廠里不重視產(chǎn)品質(zhì)量，這曾導(dǎo)致８７８廠為北京大學(xué)電子儀器廠生產(chǎn)ＴＴＬ和Ｓ－ＴＴＬ（肖特基二極管鉗位的ＴＴＬ）電路研制百萬次大型電子計算機“推倒重來”。最后質(zhì)量改進(jìn)后的電路才使北大在１９７５年研制成中國第一臺真正達(dá)到１００萬次運算速度的大型電子計算機－１５０機。（在此之前，由上無十九廠生產(chǎn)的ＴＴＬ電路，供華東計算所研制出達(dá)到８０多萬次速度的大型計算機，號稱“百萬次”。）隨后，中國科學(xué)院１０９廠研制了ＥＣＬ型(發(fā)射極藕合邏輯)電路，提供給中國科學(xué)院計算所，在１９７６年１１月研制成功１０００萬次大型電子計算機。

總之，在中國ＩＣ初始發(fā)展階段的十五年間，在開發(fā)集成電路方面，盡管國外實行對華封鎖，中國還是能夠依靠自己的技術(shù)力量，相繼研制并生產(chǎn)了ＤＴＬ、ＴＴＬ、ＥＣＬ各種類型的雙極型數(shù)字邏輯電路，支持了國內(nèi)計算機行業(yè)，研制成百萬次、千萬次級的大型電子計算機。但這都是小規(guī)模集成電路。

在發(fā)展雙極型電路（ＢｉｐｏｌａｒＩＣ）之后，不久也開始研究ＭＯＳ（金屬--氧化物一一半導(dǎo)體）電路（ＭＯＳＩＣ）。１９６８年研究出ＰＭＯＳ電路，這是上海無線電十四廠首家搞成的。到七十年代初期，永川半導(dǎo)體研究所，即２４所，（它由石家莊１３所十一室搬到四川水川擴大而建的）上無十四廠和北京８７８廠相繼研制成ＮＭＯＳ電路。之后，又研制成ＣＭＯＳ電路。在七十年代初期，由于受國外ＩＣ迅速發(fā)展和國內(nèi)“電子中心論”的影響，加上當(dāng)時ＩＣ的價格偏高（一塊與非門電路不變價曾哀達(dá)５００元，利潤較大ｆ銷售利潤率有的廠高達(dá)４０％以上），而貨源又很緊張，因而造成各地ＩＣ廠點大量涌現(xiàn)，曾經(jīng)形成過一股“ＩＣ熱”。不少省市自治區(qū)，以及其他一些工業(yè)部門都興建了自己的ＩＣ工廠，造成--哄而起的局面。在這期間，全國建設(shè)了四十多家集成電路工廠。四機部直屬廠有７４９廠（永紅器材廠）、８７１廠（天光集成電路廠）、８７８廠（東光電工廠）、４４３３廠（風(fēng)光電工廠）和４４３５廠（韶光電工廠）等。各省市所建廠中有名的有：上海元件五廠、上無七廠、上無十四廠、上無十九廠、蘇州半導(dǎo)體廠、常州半導(dǎo)體廠、北京市半導(dǎo)體器件二廠、三廠、五廠、六廠、天津半導(dǎo)體（一）廠、航天部西安６９１廠等等。集成電路一經(jīng)出現(xiàn)，隨著設(shè)備和工藝的不斷發(fā)展，集成度迅速提高。從小規(guī)模集成（ＳＳＩ），經(jīng)過中規(guī)模集成（ＭＳＬ），很快發(fā)展到大規(guī)模集成（ＬＳＩ），這在美國用８年時間。而中國在初始發(fā)展階段中出僅用７年時間走完這段路，與國外差距還不是很大。

１９７２年中國第一塊ＰＭＯＳ型ＬＳＴ電路在四川永川半導(dǎo)體研究所研制成功，為了加速發(fā)展ＬＳＩ，中國接連召開了三次全國性會議，第一次１９７４年在北京召開，第二次１９７５年在上海召開；第三次１９７７年在大三線貴州省召開。為了提高工藝設(shè)備的技術(shù)水平，并了解國外ＩＣ發(fā)展的狀況，在１９７３年中日邦交恢復(fù)一周年之際，中國組織了由１４人參加的電子工業(yè)考察團(tuán)赴日本考察ＩＣ產(chǎn)業(yè)，參觀了日本當(dāng)時八大ＩＣ公司：日立、ＮＥＣ、東芝、三菱、富士通、三洋、沖電氣和夏普，以及不少設(shè)備制造廠。原先想與ＮＥＣ談成全線引進(jìn)，因政治和資金原因沒有成勻丟失了一次機迂。后來改為由七個單位從國外購買單位臺設(shè)備，期望建成七條工藝線。最后成線的只有北京８７８廠，航天部陜西驪山７７１所和貴州都勻４４３３廠。這一階段１５年，從研制小規(guī)模到大規(guī)模電路，在技術(shù)上中國都依靠自己的力量，只是從國外進(jìn)口了一些水平較低的工藝設(shè)備，與國外差距逐漸加大。在這期間美國和日本已先后進(jìn)入ＩＣ規(guī)模生產(chǎn)的階段。自從有人類以來，已經(jīng)過了上百萬年的歲月。社會的進(jìn)步可以用當(dāng)時人類使用的器物來代表，從遠(yuǎn)古的石器時代、到銅器，再進(jìn)步到鐵器時代?，F(xiàn)今，以矽為原料的電子元件產(chǎn)值，則超過了以鋼為原料的產(chǎn)值，人類的歷史因而正式進(jìn)入了一個新的時代，也就是矽的時代。矽所代表的正是半導(dǎo)體元件，包括記憶元件、微處理機、邏輯元件、光電元件與偵測器等等在內(nèi)，舉凡電視、電話、電腦、電冰箱、汽車，這些半導(dǎo)體元件無時無刻都在為我們服務(wù)。矽是地殼中最常見的元素，許多石頭的主要成分都是二氧化矽，然而，經(jīng)過數(shù)百道製程做出的積體電路，其價值可達(dá)上萬美金；把石頭變成矽晶片的過程是一項點石成金的成就，也是近代科學(xué)的奇蹟！在日本，有人把半導(dǎo)體比喻為工業(yè)社會的稻米，是近代社會一日不可或缺的。在國防上，惟有紮實的電子工業(yè)基礎(chǔ)，才有強大的國防能力，1991年的波斯灣戰(zhàn)爭中，美國已經(jīng)把新一代電子武器發(fā)揮得淋漓盡致。從1970年代以來，美國與日本間發(fā)生多次貿(mào)易摩擦，但最後在許多項目美國都妥協(xié)了，但是為了半導(dǎo)體，雙方均不肯輕易讓步，最後兩國政府慎重其事地簽訂了協(xié)議，足證對此事的重視程度，這是因為半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的成敗，關(guān)係著國家的命脈，不可不慎。在臺灣，半導(dǎo)體工業(yè)是新竹科學(xué)園區(qū)的主要支柱，半導(dǎo)體公司也是最賺錢的企業(yè)，臺灣如果要成為明日的科技矽島，半導(dǎo)體工業(yè)是我們必經(jīng)的途徑。

在二十世紀(jì)的近代科學(xué)，特別是量子力學(xué)發(fā)展知道金屬材料擁有良好的導(dǎo)電與導(dǎo)熱特性，而陶瓷材料則否，性質(zhì)出來之前，人們對於四周物體的認(rèn)識仍然屬於較為巨觀的瞭解，那時已經(jīng)介於這兩者之間的，就是半導(dǎo)體材料。英國科學(xué)家法拉第(MichaelFaraday，1791~1867)，在電磁學(xué)方面擁有許多貢獻(xiàn)，但較不為人所知的，則是他在1833年發(fā)現(xiàn)的其中一種半導(dǎo)體材料：硫化銀，因為它的電阻隨著溫度上升而降低，當(dāng)時只覺得這件事有些奇特，並沒有激起太大的火花；然而，今天我們已經(jīng)知道，隨著溫度的提升，晶格震動越厲害，使得電阻增加，但對半導(dǎo)體而言，溫度上升使自由載子的濃度增加，反而有助於導(dǎo)電，這也是半導(dǎo)體一個非常重要的物理性質(zhì)。

1874年，德國的布勞恩(FerdinandBraun，1850~1918)，注意到硫化物的電導(dǎo)率與所加電壓的方向有關(guān)，這就是半導(dǎo)體的整流作用。但直到1906年，美國電機發(fā)明家匹卡(G.W.Pickard，1877~1956)，才發(fā)明了第一個固態(tài)電子元件：無線電波偵測器(cat’swhisker)，它使用金屬與矽或硫化鉛相接觸所產(chǎn)生的整流功能，來偵測無線電波。在整流理論方面，德國的蕭特基(WalterSchottky，1886~1976)在1939年，於「德國物理學(xué)報」發(fā)表了一篇有關(guān)整流理論的重要論文，做了許多推論，他認(rèn)為金屬與半導(dǎo)體間有能障(potentialbarrier)的存在，其主要貢獻(xiàn)就在於精確計算出這個能障的形狀與寬度。至於現(xiàn)在為大家所接受的整流理論，則是1942年，由索末菲(ArnoldSommerfeld，1868~1951)的學(xué)生貝特(HansBethe，1906~)所發(fā)展出來，他提出的就是熱電子發(fā)射理論(thermionicemission)，這些具有較高能量的電子，可越過能障到達(dá)另一邊，其理論也與實驗結(jié)果較為符合。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，與整流理論同等重要的，就是能帶理論。布洛赫(FelixBloch，1905~1983)在這方面做出了重要的貢獻(xiàn)，其定理是將電子波函數(shù)加上了週期性的項，首開能帶理論的先河。另一方面，德國人佩爾斯(RudolfPeierls，1907~)於1929年，則指出一個幾乎完全填滿的能帶，其電特性可以用一些帶正電的電荷來解釋，這就是電洞概念的濫觴；他後來提出的微擾理論，解釋了能?Energygap)存在。

早在1930與1940年代，使用半導(dǎo)體製作固態(tài)放大器的想法就持續(xù)不絕；第一個有實驗結(jié)果的放大器是1938年，由波歐(RobertPohl，1884~1976)與赫希(RudolfHilsch)所做的，使用的是溴化鉀晶體與鎢絲做成的閘極，儘管其操作頻率只有一赫茲，並無實際用途，卻證明了類似真空管的固態(tài)三端子元件的實用性。二次大戰(zhàn)後，美國的貝爾實驗室(BellLab)，決定要進(jìn)行一個半導(dǎo)體方面的計畫，目標(biāo)自然是想做出固態(tài)放大器，它們在1945年7月，成立了固態(tài)物理的研究部門，經(jīng)理正是蕭克萊(WilliamShockley，1910~1989)與摩根(StanleyMorgan)。由於使用場效應(yīng)(fieldeffect)來改變電導(dǎo)的許多實驗都失敗了，巴丁(JohnBardeen，1908~1991)推定是因為半導(dǎo)體具有表面態(tài)(surfacestate)的關(guān)係，為了避開表面態(tài)的問題，1947年11月17日，巴丁與布萊登(WalterBrattain1902~1987)在矽表面滴上水滴，用塗了蠟的鎢絲與矽接觸，再加上一伏特的電壓，發(fā)現(xiàn)流經(jīng)接點的電流增加了！但若想得到足夠的功率放大，相鄰兩接觸點的距離要接近到千分之二英吋以下。12月16日，布萊登用一塊三角形塑膠，在塑膠角上貼上金箔，然後用刀片切開一條細(xì)縫，形成了兩個距離很近的電極，其中，加正電壓的稱為射極(emitter)，負(fù)電壓的稱為集極(collector)，塑膠下方接觸的鍺晶體就是基極(base)，構(gòu)成第一個點接觸電晶體(pointcontacttransistor)，1947年12月23日，他們更進(jìn)一步使用點接觸電晶

另一方面，就在點接觸電晶體發(fā)明整整一個月後，蕭克萊想到使用p-n接面來製作接面電晶體(junctiontransistor)的方法，在蕭克萊的構(gòu)想中，使用半導(dǎo)體兩邊的n型層來取代點接觸電晶體的金屬針，藉由調(diào)節(jié)中間p型層的電壓，就能調(diào)控電子或電洞的流動，這是一種進(jìn)步很多的電晶體，也稱為雙極型電晶體(bipolartransistor)，但以當(dāng)時的技術(shù)，還無法實際製作出來。電晶體的確是由於科學(xué)發(fā)明而創(chuàng)造出來的一個新元件，但是工業(yè)界在1950年代為了生產(chǎn)電晶體，卻碰到許多困難。1951年，西方電器公司（WesternElectric）開始生產(chǎn)商用的鍺接點電晶體，1952年4月，西方電器、雷神(Raytheon)、美國無線電(RCA)與奇異(GE)等公司，則生產(chǎn)出商用的雙極型電晶體。但直到1954年5月，第一顆以矽做成的電晶體才由美國德州儀器公司(TexasInstruments)開發(fā)成功；約在同時，利用氣體擴散來把雜質(zhì)摻入半導(dǎo)體的技術(shù)也由貝爾實驗室與奇異公司研發(fā)出來；在1957年底，各界已製造出六百種以上不同形式的電晶體，使用於包括無線電、收音機、電子計算機甚至助聽器等等電子產(chǎn)品。早期製造出來的電晶體均屬於高臺式的結(jié)構(gòu)。1958年，快捷半導(dǎo)體公司(FairchildSemiconductor)發(fā)展出平面工藝技術(shù)(planartechnology)，藉著氧化、黃光微影、蝕刻、金屬蒸鍍等技巧，可以很容易地在矽晶片的同一面製作半導(dǎo)體元件。1960年，磊晶(epitaxy)技術(shù)也由貝爾實驗室發(fā)展出來了。至此，半導(dǎo)體工業(yè)獲得了可以批次(batch)生產(chǎn)的能力，終於站穩(wěn)腳步，開始快速成長。

積體電路就是把許多分立元件製作在同一個半導(dǎo)體晶片上所形成的電路，早在1952年，英國的杜默(GeoffreyW.A.Dummer)就提出積體電路的構(gòu)想。1958年9月12日，德州儀器公司(TexasInstruments)的基爾比(JackKilby，1923~)，細(xì)心地切了一塊鍺作為電阻，再用一塊pn接面做為電容，製造出一個震盪器的電路，並在1964年獲得專利，首度證明了可以在同一塊半導(dǎo)體晶片上能包含不同的元件。1964年，快捷半導(dǎo)體(FairchildSemiconductor)的諾宜斯(RobertNoyce，1927~1990)，則使用平面工藝方法，即藉著蒸鍍金屬、微影、蝕刻等方式，解決了積體電路的第一個商品是助聽器，發(fā)表於1963年12月，當(dāng)時用的仍是雙極型電晶體；1970年，通用微電子(GeneralMicroelectronics)與通用儀器公司(GeneralInstruments)，解決了矽與二氧化矽界面間大量表面態(tài)的問題，開發(fā)出金氧半電晶體(metal-oxide-semiconductor，MOS)；因為金氧半電晶體比起雙極型電晶體，功率較低、集積度高，製程也比較簡單，因而成為後來大型積體電路的基本元件。60年代發(fā)展出來的平面工藝，可以把越來越多的金氧半元件放在一塊矽晶片上，從1960年的不到十個元件，倍數(shù)成長到1980年的十萬個，以及1990年約一千萬個，這個每年加倍的現(xiàn)象稱為莫爾定律(Moore’slaw)，是莫爾(GordonMoore)在1964年的一次演講中提出的，後來竟成了事實。

在1970年代，決定半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展方向