1925 年 10 月 22 日,Lilienfeld 在加拿大申請首個場效電晶體專利
據 IEEE 電子器件學會(Electron Devices Society)資料,物理學家 Julius Edgar Lilienfeld 在 1925 年 10 月 22 日向加拿大專利局提交專利申請,首次描述場效電晶體(field-effect transistor,FET)的概念。場效電晶體的原理,是在其中一個端子施加電場,控制另外兩個端子之間的電流,這亦是今日電腦晶片內最基本的開關。
Lilienfeld 其後在 1926 年 10 月把同一項發明向美國申請專利,名為「控制電流的方法及裝置」,美國專利局在 1930 年 1 月 28 日批出,編號 1,745,175。他在 1928 年再申請兩項相關專利,其中一項描述以薄膜製造的場效電晶體。IEEE 電子器件學會把 2025 年定為場效電晶體 100 周年,並在 2025 至 2026 年舉辦一系列紀念活動。

一個從未造出實物的發明
據《自然電子學》(Nature Electronics)2025 年的社論,Lilienfeld 從未把概念做成可運作的原型,而以當時的半導體技術,相信亦難以做到。他沒有在學術期刊發表相關論文,加上當時沒有高純度的半導體材料,他的專利一直未受重視。
年份 | 事件 |
|---|---|
1925 | Lilienfeld 在加拿大申請場效電晶體專利 |
1930 | 美國專利 1,745,175 獲批 |
1947 | Bell Labs 造出第一個可運作的電晶體(點接觸式) |
1959 | Bell Labs 推出金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) |
2018 | 估計人類累計生產約 1.3 × 10²² 個電晶體 |
1947 年 12 月,Bell Labs 的 William Shockley、John Bardeen 及 Walter Brattain 造出第一個可運作的電晶體,不過那是點接觸式電晶體,並非場效電晶體。據 Wikipedia 引述的歷史資料,Brattain、Bardeen 及化學家 Robert Gibney 其後為早期裝置申請專利時,大部分專利要求都因 Lilienfeld 的專利而被駁回。
Lilienfeld 是誰
Lilienfeld 1882 年生於奧匈帝國的倫貝格(今烏克蘭利沃夫),1905 年在柏林大學取得博士學位,之後在德國萊比錫大學任教,研究真空中的放電現象,是最早確認場致電子發射屬獨立物理現象的科學家之一。他 1921 年赴美處理專利事務,1926 年辭去萊比錫的教職留美定居,1934 年成為美國公民。在美國期間,他亦在 1931 年申請電解電容器專利,這種製法沿用了整個世紀。他 1963 年在美屬維爾京群島逝世,美國物理學會其後以他的名字設立獎項。
一百年後的場效電晶體
Lilienfeld 構想的場效電晶體,最終以 MOSFET 的形式成為主流。《自然電子學》引述 Computer History Museum 的估計,截至 2018 年人類已生產約 1.3 × 10²² 個電晶體,令它成為人類史上製造數量最多的物件。社論指,今次人工智能熱潮直接建基於矽晶片的 CMOS 技術進步,令電晶體越來越細、越來越便宜。隨着矽的物理極限漸近,業界正研究鰭式及環繞式閘極等新結構,學界則試驗二硫化鉬等二維材料。
來源
- US1745175A: Method and apparatus for controlling electric currents(原始文件)
- FET100 Year Celebration(IEEE 電子器件學會)
- 100 years of field-effect transistors(Nature Electronics)




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