La route vers le monocristalline domestique

En 1904, Frye invente le premier tube à vide au monde. L’avènement du tube électronique a favorisé le développement vigoureux de l’électronique radio, mais le tube électronique est très lourd, consommant de l’énergie, de courte durée, et son processus de fabrication est très compliqué, et il n’est vraiment pas facile à utiliser.

En 1918, J. Czochralski publia un rapport sur la croissance des fils métalliques à un cristal de la fonte, et plus tard la méthode Czochralski fut nommée d’après lui.

En 1946, Bell Labs aux États-Unis a décidé de mener des recherches sur les semi-conducteurs. En décembre 1947, Shockley, John Barding et Bratton développent le premier transistor germanium. L’avènement du transistor est le précurseur de la révolution microélectronique. Il a également sonné l’appel clairon pour la naissance ultérieure de circuits intégrés, qui a des avantages inégalés par rapport aux tubes électroniques. En ce moment, le Parti communiste chinois et le Parti communiste chinois battent leur plein.

Le premier transistor de silicium a été produit en 1950, ce qui a accru l’intérêt des gens pour la préparation de cristaux simples de silicium de haute qualité. Sarcelle et Little ont cultivé avec succès des cristaux simples de silicium par la méthode Czochralski (CZ) en 1952. Xie Xide est diplômé du Massachusetts Institute of Technology et a rejoint le Fudan Department of Physics en tant que professeur.

En 1953, la première prothèse auditive commerciale utilisant des transistors germanium a été mise sur le marché. En 1954, la première radio transistor fabriquée commercialement est née à Texas Instruments. Le détecteur était une diode de germanium. En 1955, Motorola, un fabricant de radios automobiles, utilisait encore des transistors germanium. Ce fut également le premier fabricant à utiliser des transistors pour fabriquer des radios. La performance à haute température des transistors germanium est très faible, et il est considéré comme remplaçant le germanium par du silicium pour fabriquer des transistors. Cependant, à l’heure actuelle, l’utilisation du zinc pour réduire le tétrachlorure de silicium pour produire du silicium pur ne peut pas répondre aux exigences de fabrication des transistors.

En juin 1955, Lin Lanying obtient un doctorat en physique à l’état solide de l’Université de Pennsylvanie. Par la suite, elle a été embauchée comme ingénieure principale chez Sophia (Sylvania), une société de recherche sur les semi-conducteurs.

En 1956, la méthode de réduction de l’hydrogène du trichlorosilane a été étudiée avec succès, qui peut produire du silicium pur de qualité semi-conducteur à grande échelle. Les trois scientifiques qui ont inventé le transistor en 1946 ont remporté le prix Nobel de physique en 1956. La même année, le premier ministre Zhou a lancé le slogan « Push into Science », et le pays a formulé la vision de développement scientifique et technologique 1956-1967, qui a 12 ans. Lorsque Lin Lanying est retourné en Chine, Xie Xide, Huang Kun, Gao Dingsan, etc. ont créé la première classe de formation spécialisée en semi-conducteurs de mon pays pour cultiver le premier lot de talents de mon pays en matière de semi-conducteurs à l’Université de Pékin. Au cours de cette période, les jalons n’ont été que de 5 à 7 ans de retard sur les États-Unis, presque en même temps que le Japon, et une décennie d’avance sur la Corée.

En 1957, les États-Unis ont produit près de 30 millions de transistors, mais seulement 1 million de transistors de silicium et près de 29 millions de transistors germanium. Avec une part de marché de 20%, Texas Instruments est devenu un géant sur le marché des transistors. Beijing Electronic Tube Factory (Factory 774, maintenant BOE) de mon pays a sorti des cristaux singles germanium, et dans la même année, a développé des transistors germanium. « Semiconductor Physics » co-écrit par Xie Xide et Huang Kun est sorti, qui est également le premier travail dans ce domaine dans mon pays, et c’est aussi un manuel classique professionnel jusqu’à présent.

En juillet 1958, Kilby est embauché par Texas Instruments. En décembre, Kilby a combiné des transistors, des diodes et des résistances dans un circuit sur la même plaquette de silicium et a inventé le circuit intégré. 42 ans plus tard, en 2000 a remporté le prix Nobel de physique. L’Académie chinoise des sciences a développé le premier lot de transistors à haute fréquence en alliage de germanium dans mon pays, et ils ont été appliqués avec succès aux ordinateurs de l’usine 109 (aujourd’hui l’Institut de microélectronique, Académie chinoise des sciences). En septembre, Tianjin a créé le « laboratoire 601 » (le prédécesseur du 46e China Electric Power Research Institute), et a commencé des recherches expérimentales sur la préparation du silicium à partir de la pierre de quartz, en utilisant la méthode de réduction du soufre-aluminium pour préparer le polysilicium en poudre à partir de pierre de quartz. Il n’y a aucun progrès dans la fusion de silicium cristaux simples. La même année, la Chine a eu la première radio semi-conducteur de sa propre, et les 7 transistors et 2 diodes utilisés étaient tous des produits étrangers.

En 1959, Khrouchtchev a officiellement déclaré qu’il cesserait toute aide à la Chine. Sous la direction de Lin Lanying, la mère des matériaux semi-conducteurs chinois, mon pays a brisé l’embargo occidental et sorti des cristaux simples de silicium. Déclencher une vague d’indépendance chinoise des semi-conducteurs.

En 1960, les Américains ont inventé la technologie de lithographie planaire, et Fairchild a immédiatement développé le premier circuit intégré de transistor au monde. Les laboratoires 601 ont réussi à tirer la première tige de cristal en silicium avec une pureté de 7 9s. L’Institut des semi-conducteurs de l’Académie chinoise des sciences et l’Institut Hebei des semi-conducteurs (aujourd’hui CLP 13) ont été officiellement créés.

En octobre 1964, l’Emei Semiconductor Materials Research Institute, la première entreprise à grande échelle de mon pays intégrant la recherche scientifique, la production d’essais et la production de matériaux semi-conducteurs, a été créé avec l’ancien Ministère de la métallurgie Nonferrous Metals Research Institute 338 et le Shenyang Smelter High Purity Metal Workshop comme pilier. Maintenant, il est directement sous le groupe Dongfang Electric.

En 1965, Moore’s Law est né. L’académicien Wang Shoujue a gravé un circuit de 7 transistors, 1 diode, 7 résistances et 6 condensateurs dans une plaquette de silicium d’environ 1 centimètre carré, et le premier circuit intégré de mon pays est né.

En 1966, le pays a créé le 740 (Luoyang Monocrystalline Silicon Plant) en utilisant des équipements et des technologies japonais et a ensuite construit les 739 (Sichuan Emei Semiconductor Material Plant) et 741 (Shaanxi Huashan Semiconductor Material Plant), qui est devenu plus tard la première industrie dans l’industrie du silicium de mon pays. Le développement et la formation d’un grand nombre de talents de l’épine dorsale sont l’Académie militaire whampoa pour le développement de l’industrie du silicium de mon pays.

Federico Feikin a rejoint Intel en 1970 et a développé la première unité de traitement central à puce unique (CPU)-Intel 4004, qui ne compte que 2 300 transistors.

1966-1976, dix ans de la Révolution culturelle. Beijing 878 Factory, Shanghai Radio 19 Factory, Yongchuan Semiconductor Institute (le prédécesseur de l’Institut 24) ont été créés l’un après l’autre et ont achevé le développement de PMOS, NMOS, et CMOS. Mais l’écart entre les grands pays s’est progressivement creusé. En regardant les réalisations réalisées dans les années 1960 et 1970, les paroles de Qian Xuesen sont stimulantes : dans les années 1960, nous nous sommes consacrés aux « deux bombes et une étoile » et nous avons beaucoup gagné ; dans les années 1970, nous ne nous sommes pas engagés dans les semi-conducteurs et nous en avons perdu beaucoup. Lorsque nous avons fermé la porte, les semi-conducteurs chinois n’avaient que cinq ans de retard sur le monde; quand la Chine est revenue au monde, elle avait déjà 20-30 ans de retard.

Quelques années seulement après l’invention du circuit intégré, le Japon a lancé le Very Large Scale Integrated Power Program (VLSI). Les moyens de concurrence sont simples, bruts et pratiquement efficaces : il est toujours 10% moins cher qu’Intel. Les Japonais ont rapidement ouvert une voie sur le marché inventé par les États-Unis.

Dans les années 1980, la valeur de production des semi-conducteurs japonais a dépassé celle des États-Unis, et Intel a annoncé son retrait du marché de la mémoire. Les États-Unis ont organisé des attaques contre le Japon du point de vue de la législation, de la politique industrielle, de l’intervention directe et des guerres commerciales. Les négociations commerciales avec le Japon sont menacées de droits de douane à 100 % et de diverses conditions. En fin de compte, le Japon a promis de réglementer ses propres produits semi-conducteurs, de réduire la production et d’augmenter les prix.

Les années 1990 ont été une époque où l’industrie informatique était en plein essor. Les restrictions de production et de prix imposées par le Japon ont permis à la Corée du Sud de développer des semi-conducteurs. En 1994, la Corée du Sud a introduit la « Loi sur la protection des puces semi-conducteurs » et a continué d’accroître les investissements dans la recherche et le développement, et s’est finalement classée avec succès dans le premier échelon mondial des semi-conducteurs.

À la fin du XXe siècle, en raison de l’impact de la crise énergétique de la défense nationale, les pays du monde entier ont commencé à développer l’énergie verte, en particulier l’industrie solaire photovoltaïque, qui a fait monter le prix du polysilicium en flèche. Cette occasion d’affaires a causé la fièvre nationale de polysilicium après 2000, et diverses usines de silicium monocristalline ont également la disposition de la production de polysilicium. Les cristaux simples domestiques se sont progressivement développés rapidement vers l’extrémité photovoltaïque, ce qui a également ralenti la trajectoire des cristaux simples domestiques dans l’industrie des semi-conducteurs. On estime que plus de 95 % des plaquettes de silicium de grande taille sont actuellement importées.

Poussé par la loi de Moore, du premier transistor à la récente sortie du nouveau GPU professionnel de Nvidia, plus de 54 milliards de transistors sont intégrés. La taille de la plaquette de silicium varie de 6 pouces à 8 pouces à 12 pouces. Dans les années 1980, les plaquettes de silicium de 4 pouces sont devenues le courant dominant, dans les années 1990, les gaufrettes de 6 pouces étaient le courant dominant, et les gaufrettes de 8 pouces étaient le courant dominant dans les années 2000. À l’heure actuelle, le marché de 12 pouces est dans une période explosive, et les fabricants nationaux ont également déployé les plus grandes plaquettes de silicium de 12 pouces sur le marché, dans l’espoir de changer le statu quo que les grandes plaquettes de semi-conducteurs nationaux sont complètement dépendants des pays étrangers.