編　號

 39-B (B類：物理知識)

書　名

 矽晶之火 (Crystal Fire)

作　者

 M. Riordan and L. Hoddeson

譯　者

 葉偉文

出版社

 天下文化 (1998)

ISBN

 957-621-492-0

書評人

 果尚志 (清華大學物理系)

書　評

半導體科學及技術是過去半世紀來改變人類文明面貌的最大推動力之一，舉凡積體電路的發展、個人電腦的革命及網路通訊的迅速崛起，皆可由1947年12月貝爾實驗室(Bell Laboratories)三位物理學家所發明的固態電晶體(Transistor)談起。甚至已有人將我們所處的人類文明階段以「矽器時代」(Silicon Age)來稱呼。貝爾實驗室所點燃的矽晶之火，雖然有其人、事、地、物、時的特殊背景，但更與物理學在二十世紀上半葉的蓬勃發展有著緊緊相扣的關係，可以這麼說：如果沒有二十世紀初在量子力學的突破及其應用在固態材料的後續發展，「矽器」時代將不會這麼快的到達。

　　很可惜的是，這項對人類文明如此重要的科學發展(諾貝爾物理獎已頒發五項與半導體相關的獎項，包括電晶體及積體電路的發明)，卻鮮少有適合的專書，能讓一般讀者能夠深入的接觸。這本由Michael Riordan 及 Lillian Hoddeson所寫的《Crystal Fire》(中譯本： 《矽晶之火》，葉偉文譯，天下遠見出版)非常適合讀者對這一段科學發展史作深入的瞭解。本書之兩位作者是美國著名的科學史作家，並皆具有物理相關背景。Lillian Hoddeson並具有固態物理之博士學位，對量子力學應用到固態物理的發展有很深刻的認識(編有《Out of the Crystal Maze》一書)，因此在取材及詮釋電晶體及積體電路的發展能有很好的深度、精準性及見解。中譯本的文筆甚佳，專有知識與名詞亦很精準，因此閱讀中譯本時感覺甚為順暢。較可惜之處是中譯本將所有的參考文獻及書末注解刪去，再版時應可考慮加入。

　　這本書雖然在物理相關之背景及細節作了相當深度的著墨，但在整個相關歷史的發展、整體社會環境的背景、人文層面的敘述亦非常充實，娓娓道來，讓讀者能產生極大的閱讀興趣。

例如，書中說明了下列一些電晶體發展史中動人心弦之故事：

n            第一個電晶體是由(Walter Brattain 及John Bardeen) 用鍺(Germanium)做成，其操作原理是以點接觸(Point Contact)方式操作，與現行之接面式(Junction Type)電晶體及金氧矽(Metal-Oxide-Silicon,MOS)結構之場效電晶體全然不同。

n            電晶體發展中最有先知之明的William Shockley(當時小組的領導人)，在點接觸式電晶體之專利中，無法排入發明人之列，在此激勵之下，努力研發出接面式電晶體並致力於開發場效電晶體(Field-Effect Transistor)，獲得很大的成功，但後來也導致Bardeen 及Brattain與他分道揚飆。

n            Bardeen後來從事超導理論研究，提出BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)理論(電晶體獲諾貝爾物理獎之後一年)，是唯一獲得兩次諾貝爾物理獎的科學家。

n            Shockley是矽谷(Silicon Valley)的摩西，在1956年創立矽谷的第一家半導體公司，他所招募的年輕科學家後來背棄他(領導風格有問題，好的科學家不一定是好的經理人)，成立了有名的Fairchild半導體公司並發明了矽平面製程及積體電路技術，後來其中兩位(Gordon Moore及Robert Noyce)更成立Intel公司，目前執世界半導體工業之牛耳。

n            矽半導體工業的最後成功因素是由於二氧化矽/矽(SiO₂/Si)界面的匹配非常的完美，至今科學家尚無法完全成功以別種材料取代SiO₂的地位，更讓矽元件的地位歷經近半世紀而不動搖。

　　欲知更精采的內容，請親自詳讀本書！