中國光伏20年：江湖風云錄（四）
2021年01月19日 8:57 5064次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 光伏 作者： 云翀
套用每年回顧行業的習慣用語：對于多晶硅-光伏行業來說，“2020年是不平凡的一年”。無意間回想才發現，這“不平凡”，我竟已寫了10年，從專職光伏記者，到投資多晶硅、光伏產業的工程公司職工，10年來，多晶硅-光伏行業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幾十年甚至上百年的發展軌跡。
“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。”值此“十三五”收官、“十四五”開局的關鍵節點，站在“兩個一百年”的交匯關口，回望行業的發展歷程，希望能在興替得失間以筆承史，為下一段路途積蓄穩健前行的力量。
以為紀念、以為祝愿。
一、緣起：光伏誕生
（19世紀~20世紀60年代）
5.德州儀器
1951年，得益于二戰時期大量的美國陸軍和海軍的國防電子產品合同（美國參加二戰后，全國工業生產被調動起來，一星期可以生產一艘輕型航母），地球物理業務公司整組，德州儀器誕生。1952年，德州儀器買下了生產晶體管的專利證書，開始生產并研究晶體管，并很快成功地制造出了世界上第一個商用硅材料晶體管。
上文提到的蒂爾，離開貝爾實驗室后，加入了德州儀器，成為行業發展進程中的“狠角色”。研制PN結鍺晶體管在技術上最大的攔路虎就是缺乏足夠純凈、均勻的半導體“鍺”材料，這就極大地制約了結晶體管的研制工作的推進。因此，蒂爾提出了半導體單晶體的設想：先制造出一個大的“鍺單晶”，才有可能進行P結或者N結的摻雜。但是他的建議并沒有得到支持。在一片嘲諷中，他和實驗室的技術人員制造了一臺能夠滿足警惕生長的簡陋設備，并借鑒柴可夫斯基的CZ法嘗試進行單晶硅生長，把一個小小的“晶籽”——鍺晶體懸浮在熔融鍺的坩堝中，然后慢慢地、慢慢地“拉出來”，最終形成一個又長又窄的鍺單晶。鍺單晶成功制成之后，PN結晶體管的研制就如同囊中取物，化學家Morgan Sparks第一次率先采用了戈登·K·蒂爾的方法，他通過在晶體生長過程中向熔融的鍺滴入了微小的雜質顆粒，最終形成了一個非常簡陋的P-N結，這也是全球半導體產業第一個PN結。
隨后，蒂爾又將實現投向了上文提到的NPN結晶體管。1950年4月份，在貝爾實驗室，他們兩人在熔融的鍺中加入了“兩個連續的小球”，一個具有P型雜質，一個具有N型雜質，最終在內層形成了具有一層很薄的基層——NPN結構。1951年，貝爾實驗室第一批PN結晶體管M1752開始獲得了商用化。
1954年2月14日，德州儀器的戈登·K·蒂兒，也獨立成功研制出了全球第一個商用化的硅晶體管，并于當年的5月10日，在俄亥俄州代頓舉辦的美國IRE國家航空電子會議（注：塔尼巴恩是在非正式固體器件會議）上發表了他的研究發現——《近期硅鍺材料和設備的發展》（SomeRecent Developments in Silicon and Germanium Materials and Devices）。（注：IRE（美國無線電工程師協會），也就是今天的IEEE（美國電氣和電子工程師協會）的前身，是一個國際性的電子技術與信息科學工程師的協會，是世界上最大的專業技術組織之一，擁有來自170多個國家的30多萬會員。）IEEE是在1963年1月1日由美國無線電工程師協會（IRE，創立于1912年）和美國電氣工程師協會（AIEE，創建于1884年）合并而成，斯坦福大學的特曼教授和他的學生、惠普創始人之一休利特均是IRE的主席。我們比較熟悉的是IEEE 802委員會制訂的標準，包括：IEEE 802.11F無線局域網規范。隨筆還要小小地補充一點，IEEE很多人讀錯，習慣性地讀成I-E-E-E，但是它的正確讀法應該是“Eye-triple-E”。
1954年的這次IRE大會足以載入全球半導體“硅周期”之歷史史冊。這一年的5月，在俄亥俄州召開的全國無線電工程師大會上，蒂爾代表德州儀器參加了會議。在前面幾個小時的報告中，各家廠商都在報怨硅晶體管的生產面臨著眾多的技術難題，不少人甚至悲觀地認為，硅晶體管的研究也許會走向一條死胡同。
終于輪到德州儀器（Ti）發言了，蒂爾先是附和了一番，“鍺晶體管是如此這般的不穩定，硅晶體管的研發生產又是如此這般的困難重重”，“但是”蒂爾最后話鋒一轉，“我可以很負責任地告訴大家，Ti已經解決了商用硅晶體管的批量生產問題！”
蒂爾的話音未落，頓時震驚全場，臺下的與會代表們馬上騷動起來，有人大聲喊道：“你是說Ti已經生產出商用級的硅晶體管了嗎？”
“是的，我們已經有三個型號的硅晶體管在生產線上了。”蒂爾漫不經心地從口袋里掏出一個晶體管，“我今天恰好帶了一個在身上，我可以給大伙演示一下。”
蒂爾拿出一臺改裝過的錄音機，先是接上一個鍺晶體管放大器，在放了一段音樂后，把鍺晶體管浸到一杯熱油中，音樂嘎然而止。隨后，蒂爾把鍺晶體管換上了Ti的硅晶體管，同樣浸在熱油中，音樂繼續播放。臺下掌聲雷動，整個會場沸騰起來了。
全球首個商用硅晶體管的精彩發布，震驚了整個半導體工業界，同時這使得德州儀器這個半導體領域的“新兵”，一躍成為了業界的明星和領頭羊。
當年5月份，德州儀器很快就將戈登·K·蒂兒的研究成果轉化為生產力，第一批硅晶體管完成生產試制，很快就成功應用于美國軍方部門，并且是毫不費吹灰之力，幾乎是形成了完全壟斷的銷售，從1955~1958年，德州儀器公司獲得了豐厚的“科技紅利”回報，德州儀器輕松地獲得了在半導體領域的“第一桶金”。直到“硅谷鼻祖”成立后，德州儀器才迎來了其在半導體產業的最大的對手——“仙童系”之龍頭，美國仙童半導體公司。
在隨后的3年時間里，德州儀器實現了美國市場的壟斷，“硅”晶體管市場的時間窗口，讓德州儀器公司掙到了公司成立以來最大的一筆豐厚的利潤，這就是科技紅利的魅力。在這一時期，IBM第二代掌門人——小托馬斯·沃森一口氣買下了200臺晶體管收音機，送給IBM公司高層管理人員，并告訴他們：“如果這家公司的產品在收音機上用得很好，那么它們應該在我們的計算機上也用得很好。”很快，IBM成為了德州儀器公司成立以來最大的“大客戶”之一，開始大量采用“硅”晶體管以替換IBM大型計算機中的真空管。
在上一章節提到的塔尼巴恩在1954年1月沒能繼續的研究，在德州儀器這里受到了重視：進一步得益于杜邦公司的高純度硅，1954年4月14日成功研制了硅晶體管——采用生長結技術的N-P-N結構的晶體管。
1956年，德州儀器公司的銷售額達到了4570萬美元，比上年增長59%。雖然1250萬只“硅”晶體管的年銷售量與幾十億只真空管的年銷售量相比微不足道，但是很明顯，這是一個成長中的業務，這是一個看得見的“大藍海”。在德州儀器的“硅”晶體管的帶領和刺激之下，1957到1958年，市場需求量翻了一番，全世界晶體管的市場需求量由1200萬只增長到2500萬只，整個產業的銷售產值在1958年約2.28億美元，到1960年增長到4億多美元。幾乎在所有的領域和各個方面，晶體管都在全面代替真空管。而德州儀器公司自身呢？到1956年，公司的銷售額達4570萬美元，比上年增長59%。雖然1250萬只晶體管的年銷售量與幾十億只真空管的年銷售量相比微不足道，但是很明顯，這是一個快速成長的業務。在隨后的三年里，德州儀器公司繼續以驚人的速度增長，年銷售額平均增長61%，年利潤平均增長73%。到1959年，公司公布的銷售額達1.93億美元，是上年的兩倍多，年利潤增長136%，達1400萬美元。
1959年1月，美國《福布斯》雜志上的一篇文章熱情地介紹了德州儀器公司：“自從躋身電子行業以來，現在它可稱為全國晶體管的第一號生產商，這小小的電子裝置可做真空管的事，形成了目前全美國發展最快的領域。”
美國各類主流的財經媒體不斷驚呼：“自從1950年以來，德州儀器公司的銷售額增長12倍，1958年預計達9000萬美元，利潤增長10倍以上，去年達到約520萬美元。”
華爾街各類股評家紛紛追捧：“股票市場就像已見到的那樣，在12個月內，德州儀器公司的股票由每股73美元暴漲到近250美元。”
各大投行的分析師們已經無法表達內心的敬仰之情了：“幾年來，哈格蒂抓住并博取了華爾街證券分析師們的眼球，而哈格蒂最讓分析師們入迷的就是你只需要、僅僅只是重復一點簡單的算術就行了。從畢達哥拉斯以來，數字從未有過這樣美妙的魔力。”
1961年11月，美國《財富》雜志總結了德州儀器的成功經驗：“硅晶體管是德州儀器（Ti）發展之歷史的轉折點，Ti的銷售額幾乎是垂直上升的，公司突然之間就躋身于大公司之列。”
責任編輯：周大偉
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