處理器的誕生，基本就是矽谷的發家史。

1971年1月15日，Intel公司的工程師霍夫發明了世界上第一個商用微處理器4004，從此這一天被當作具有全球IT界裡程碑意義的日子而被永遠的載入了史冊。

關于0和1

今天計算機呈現給我們的是精彩的畫面，強大的處理能力，深入生活的方方面面，而這一切的背後都離不開一顆顆矜矜業業的CPU，那麼CPU究竟是如何為我們呈現這世界萬千呢。

答案就是0和1，仔細想想有了0和1似乎就可以表示世間萬物了，1=是，0=否，有了這兩個邏輯可以推導出01=或(不管有多少0，隻要有一個1那麼就成立這就是或)，11=且(必須全部成立，才能成立這就是且)，數字呢？ 0 就是 0， 1 就是 1，那麼2怎麼表示？01放在一起就是2了，“二進制”了解一下，簡單說通過二進制這種數制可以将所有數字都轉換成2進制也就是通過0, 1來表示，我們常用的數制是十進制也就是0~9，這樣解決了數字的表示， 語言編碼？沒問題！各種編碼滿足世界各國語言，圖像？我們學的二象限，各種三角函數就是基礎繪圖，就這樣世間萬物就被0, 1展示出來了。

二進制對照表

基石中的基石

為什麼我們隻有從0，1開始呢？事實上所有的原點都來自于一把沙子，天然的沙子中就已經有了純度很高的二氧化矽礦物質，而這些矽礦物提純後就可以加工成為半導體。

在CPU的世界，萬物都是沙子

半導體是導電性介于導體和絕緣體中間的一種物質，我們隻能要麼導電，要麼絕緣，所以我們隻有0, 1這兩種狀态，現在想想是不是難為了我們曆代的先驅們了，而CPU就是在我們各種需求下瘋狂鬼畜0, 1的東西，相信我，CPU它真的非常瘋狂

實際上隻有半導體是不夠的，你想啊，如果我要做一個加法，那麼一個半導體就隻有0，1啊，俗話說一個不行就來兩個，兩個不行再加，加到足夠為止，所以我們就用半導體制作成了晶體管，嚴格意義上講，晶體管泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件，我們有了晶體管我們就可以設計邏輯電路，假如說實現“加法”邏輯電路它長這樣

注意這隻是一個加法的邏輯電路。

而一個CPU長這樣，實際上這是一個很老的CPU

我們将它放大

再放大

再大！

看到了嗎，這恍若一座城市一樣的晶體管排布，所以這真的非常瘋狂，是男人中的男人才敢這麼幹

1910年2月13日，英國倫敦出生的一個叫威廉·肖克利(William Shockley)的人，在三歲的時候随着父母飄洋過海來到了美國，天資聰穎的他在1932年進入了加州理工學院，在1936年從麻省理工獲得固體物理學博士學位，并且留校任教。

後來，被位于新澤西州的貝爾實驗室副主任凱利來麻省“挖牆角”，将肖克利挖走了。

貝爾實驗室曾經這個星球上最偉大的實驗室，沒有之一

後來，被位于新澤西州的貝爾實驗室副主任凱利來麻省“挖牆角”，将肖克利挖走了。加入貝爾實驗室沒多久後二戰爆發了。

小潛艇

在二戰剛開始的時候，肖克利在紐約曼哈頓區的貝爾實驗室分部，負責防禦雷達的研究。到了1942年，他離開了貝爾實驗室，加入哥倫比亞大學的反潛艇工作組，并擔任研究室主任。當時潛艇對戰争走向有着非常重要的影響，由于肖克利工作成果突出，他也接觸了其他各種各樣的研究項目，還獲得了傑出貢獻獎章。

戰後肖克利回到了貝爾實驗室，開始了晶體管研究，也就有了後來為人熟知的晶體管之父。

肖克利當時加入的是貝爾實驗室新成立的固體物理學研究組，他領導了很多人其中就有巴丁(Barttain)，布拉頓(Bardeen)。當時研究組的目标是将固态放大器(solid state amplifiers)應用到半導體科技的制作中。

巴丁(Barttain)絕對是一個學富五車的人，巴丁的學識幫助大家克服了早期的很多困難。

巴丁

布拉頓(Bardeen)是一個在實驗研究方面極具天分的人，他總是能夠找到常人想不到的實驗方法來驗證各種理論。

布拉頓

他們在1947年創造了世界首個鍺晶體固态信号放大器，他們命名為晶體管(Transistor)。

實驗出成果了，但是肖克利，布拉頓，巴丁三人關于這個發明的榮譽吵翻了天，主要是因為肖克利的關于場效應的概念已經被驗證了，并且被一個叫朱利葉斯(Julius Lilienfeld)的加拿大人在1925年注冊成了專利，貝爾實驗室為了避免矛盾激化将肖克利移除了專利申請人名單。

此時肖克利心裡MMP

不管怎麼樣，當時研究組内大家都堅持點接觸式是最吼的，可能是為了照顧肖克利的情感然後在1947年12月16日，肖克利，巴丁，布拉頓，他們三人一起向貝爾高層展示了點接觸型的鍺晶體管(Point-Contact-Transistor-Ampilfier)。

點結合型(Point-Contact-Transistor-Ampilfier)晶體管原理圖

之後研究組中的三個人布拉頓, 巴丁，還有吉布尼(Gibney)，提交相關專利的申請。

大神就是大神，東邊不亮西邊總亮，肖克利早就覺得這個點接觸式晶體管，存在工作狀态不穩定，并且難以量産等問題，肖克利其實一開始就是主張面結合型(junction transistor)晶體管，這種結構更加穩定，也容易實現生産。

面結合型(junction transistor)晶體管原理圖

肖克利在之前專利鬥争中失利之後，回到了他曾經的學校加州理工學院(CalTech)教書，心裡還是對自己主張的晶體管念念不忘，這時候他的好朋友Beckman找到肖克利，說你是個人才，貝爾這邊讓你委屈了，不如出來自己搞事吧。随後肖克利跑到了矽谷，一看，矽谷正在大規模招商引資，簡直就是天高地廣大有可為，然後肖克利半導體實驗室(Shockley Semiconductor Labs)正式開張，矽谷真正有了矽。

肖克利實驗室的舊址，現在是矽谷打卡聖地

1950年肖克利發布了《Electrons and Holes in Semiconductors》(半導體中的電子和空洞)一書，這本書中的二極管方程很多年都作為半導體研究的基礎理論，也成為了這個領域的經典著作。

後一年在1951年制作出了第一個可靠的，并且能夠生産的面結合型晶體管。

這項發明證實了肖克利作為科學家的天賦，他知道如何找到問題的根本。以他精練的風格，不論是以文字還是口頭表述，他都能把實驗導向一個新的、通常是正确的方向。

于是，世界上有了真正的晶體管。由于它的放大原理，它可以完成快速計算機操作的本質。晶體管具有很大的潛力，它與電子管不同，不需要預熱時間，不會産生熱量，不會燒壞，它也不會漏氣和爆烈。電子管需要1瓦特的功率，與之相比，晶體管隻要百萬分之一瓦特。晶體管比電子管更快、更小，為小型計算機奠定了基礎。60年代初，肖克利寫道：“能用晶體管實現的功能用電子管同樣可以做到，但它卻沒有同樣的容量、能量和可靠性――雖然花了很長時間研製的晶體管才達到這種可靠性。

到了1956年，肖克利、巴丁、布拉頓三人，因發明晶體管同時榮獲諾貝爾物理學獎。肖克利也被譽為晶體管之父，大家也在獲獎之後和解了。

肖克利可以說是矽谷裡程碑式的人物，晶體管引發了電話工業，通訊，和計算機等各個方面的革命，造就了我們今天的生活方式。

如果沒有晶體管或同類的技術，我們今天的生活可能相當蒸汽朋克，喬布斯一起創業的好友史蒂夫·沃茲在喬布斯傳中給喬布斯看過一個手表

喬布斯傳電影中出現的真空電子管手表

這樣的東西作為情懷不錯，但是作為唯一選擇，可能就不是那麼美妙了。

肖克利矽谷開張了第一家真正的科技公司，他讓矽谷成為了真正的矽谷，想知道肖克利為什麼最後敗走矽谷嗎，矽谷又是怎麼成長起來的呢？請繼續對侃電腦保持關注，我們将在本周推送“矽谷的故事”。

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