半導體、真空管、電晶體、晶片，被供應商圍住的華為，如何破局！

近日，高通向美國提出許可申請，打算和華為合作，供應晶片。此前，臺積電已恢復向華為供貨，提供28nm晶片，卻沒包括5nm和7nm晶片。所以，麒麟晶片暫時沒辦法生產。美國極力限制供應商為華為供貨，把控晶片渠道。未來，華為唯有自己研發出高端國產晶片，才有更好的出路。

晶片，為什麼能讓美國大動幹戈，如此重視。因為，所有的電子設備，都有需要晶片，像手機、電腦、電視機、機器人、汽車、衛星等等，晶片作為數據運行的底層技術，不可或缺。

而它的前身，是真空管，被應用在收音機。隨之演變的電晶體，也被應用在電視機和電晶體計算機。

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麒麟晶片

晶片，未來智能產品的大腦。

晶片，主要由半導體集成電路，一種特殊功能的微型電路和半導體的組合。半導體是一種在常溫下，導電性能介於導體和絕緣體之間的物質，它也是電子產品的主要部件。

晶片製造，有六個重要步驟，光刻、離子注入、擴散、薄膜澱積、刻蝕、化學機械研磨。從真空管到晶片，1880年開始，到1959年，晶片出現在大眾視野，約有80年的歷程。如果，從半導體材料（1833年）被發現，開始算起，一直到晶片被發明，共有約126年的歷程。

一、半導體的發現

其實，半導體的發明時間是很短的，建立基礎理論的時間卻很長。前提是科學家發現半導體的獨特現象，再進行大量材質分析，從而對半導體有了深度的認知，開始建立一套理論。

常見的電子器件，電阻、電容、電感都可以由半導體材料製作出來，具有整流作用的二極體和具有開關和放大作用的三極體電子器件，它們就被應用在晶片上。

用半導體材料製作的電子器件，是晶片的主要材料。

1833年，英國科學家，麥可·法拉第發現硫化銀的電阻隨著溫度的上升而下降，半導體現象，首次被人類知曉。

1839年，法國科學家，亞歷山大·貝克雷爾發現半導體和電解質接觸形成的結，在光照下會產生電壓。

1873年，英國科學家史密斯發現硒晶體材料在光照下電阻減弱現象。

還有1880年，發現半導體的霍爾效應，1874年，半導體的整流效應，也被發現。

從這些特殊現象可以看出，半導體的材質和雜質的含量程度，體現半導體的功能和效用。

最後，形成一套半導體的基礎理論。到1940年，塞茲出版了《現代固體理論》一書，半導體的基礎理論才完成。

半導體

電晶體，就是一種固體半導體器件，是一種可變電流卡關，能夠輸入電壓控制輸出電流。

在電晶體發明之前，最重要的電子器件是真空管。

它可以說是晶片的起點，從真空管開始，直到發明電晶體，最後附加上電阻、電容、電感等電子器件，才構成了半導體集成電路，所謂的「晶片」。

二、真空管的發明

1880年，託馬斯·愛迪生在研究燈泡時，發現燈泡管內獨立電極和燈絲之間，會產生電流，也就是「愛迪生效應」。

1904年，英國工程師約翰·弗萊明利用愛迪生效應發明真空二極體。

1906年，美國工程師李·德·福雷斯特發明真空三極體。

真空管被廣泛地應用在無線通信和電子設備中，也就有了收音機的普及，並衍生出無線通信和廣播的商業市場。

在計算機歷史中，第一代電子管（真空管）計算機的被發明，採用電子管作為基礎電子元器件，而電子管就是真空管構成的。

1946年賓夕法尼亞大學，組裝的第一臺能大量運算的ENIAC計算機，使用了1.8萬個真空管，由此可以想像，真空管的作用絕對不可忽視，也是計算機發明的前提條件。

真空管

現代的計算機，主要由五大部分構成，一是計算機理論。二是基礎器件，最小的電子器件是電晶體。三是電路設計，如何用電晶體控制電路走向。四是人機界面，作業系統，類似安卓、蘋果、微軟系統。五是應用軟體，類似手機APP。

在工藝上，第一代的真空管計算機，第二代的電晶體計算機，第三代的晶片計算機，第四代的大規模晶片計算機，依次演變，計算機從一棟樓的龐然大物（ENIAC計算機），變成如今手掌大小的智慧型手機。

現在的智慧型手機，就是一部小型低端版的計算機。

三、電晶體的發明

電晶體是肖克利發明的，諾伊斯和基爾比發明了晶片。

1948年6月30日，在美國，貝爾實驗室發布了點觸電晶體，肖克利、巴丁和布萊頓發明了晶體三極體。

1954年11月，世界第一個量產的矽電晶體的企業，德州儀器，在半導體工業發展歷程中，是一個裡程碑。

電晶體

接著，電晶體開始量產，真空管被淘汰。

四、晶片的發明

1949年德國工程師維爾納·雅克比申請晶片專利，一塊半導體材料上由五個三極體和三級電路組成的放大器。

1952年5月7日，英國皇家雷達研究所的傑夫·迖默，提出晶片的概念，把一個電弧所需要的電晶體和其他器件製作在一塊半導體上。

晶片專利像雨後春筍般，陸續在美國專利局被提交申請。

1959年2月，仙童公司的諾伊斯申請了「微型電路」專利。並在7月份，補全了平面工藝製造的晶片專利。

晶片

1957年9月8日，仙童半導體公司(仙童）成立，它是電子產品發展歷史上的一個關鍵時刻。這是一家決定晶片未來走向的公司，發明平面工藝晶片的諾伊斯就在仙童公司。

1959年2月6日，德州儀器的專利代表人向美國聯邦專利局，申請了「微型電子線路」，把基爾比對未來晶片的設想實現，使電阻、電容、二極體和三極體組成的電路被集成在一塊晶體上，微型晶片成型。

晶片，另一種描述，就是將矽轉化為電子器件，在氧化膜上用平面工藝製作出鋁膜連線，使電子器件和導線合成一體的科技產物。

之後，晶片的體積越做越小，重量輕，壽命長，低耗能，往高集成度的方向發展。

五、微處理器CPU的發明

1971年，英特爾開發出了世界上第一個微處理器4004，歷史上第一款CPU，是計算機的中心處理器。

微處理器

時至今日，華為Mate40系列手機，開售之後，其晶片麒麟9000，被外國媒體稱讚，在安卓系統陣營中屬於最強的晶片。

晶片的重要性，不可而喻。它是智慧型手機和計算機的靈魂之手，決定著基礎性能的強大與否。

六、半導體材料、真空管、電晶體、晶片的發展時間

半導體的理論完成，1833年-1940年，共107年。

真空管的歷程，1880年-1948年，共68年。

電晶體的歷程，1948年-1959年，共11年。

晶片的發展，1959年-至今（5納米晶片），共60年。

晶片

自主研發晶片，華為面對的困難到底有多大，或站在巨人的肩膀上，快速成長？

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