093.1941年：掺杂硅

　　约翰·罗伯特·伍德亚德（John Robert Woodyard，1904—1981）

　　硅晶片，它是半导体材料薄片。

　　混凝土（公元前1400年），沥青（公元前625年），瓦姆萨特炼油厂（1861年），AK-47（1947年），晶体管（1947年），集束炸弹（1965年），微处理器（1971年），高清电视（1996年）

　　如果我们必须选一种工程师使用的、对人类影响最大的物质，这种物质可能是什么？可能是工程师在枪、大炮和炸弹中使用的火药，火药的破坏力很大，虽然这不是一个令人感到愉快的影响；还可能是工程师用在核轰炸和核电站中的铀；或者是铺设公路所使用的沥青；还有可能是为许许多多建筑结构所使用的混凝土。那么我们大部分车辆使用的能源，汽油呢？

　　最具影响力的材料获奖者是……（此处为击鼓声）掺杂硅。掺杂硅是由约翰·罗伯特·伍德亚德于1941年在斯佩里陀螺仪公司工作时发明的。这种材料是晶体管的基础，在各个方面改变了我们的社会。环顾你的四周，数一数有多少种东西是以这种或那种形式使用着计算机。想一想你每天在笔记本电脑、平板电脑或智能手机上花费的时间有多少？想一想这个世界上正有上亿台的电脑连接着网络。

　　想一想我们正朝着什么方向前进。“物联网”将是下一个大事件。预计在未来的十年或二十年间，将会有100万亿个物体与网络连接。物联网与我们的生活息息相关：家庭应用、摄像机、传感器、跟踪装置、无人驾驶飞机、安防系统。掺杂硅使得计算机的成本大幅度降低，非常节能，非常智能，使得它能够嵌入任何东西之中，并与网络连接在一起。在不太遥远的未来，一大波机器人将向我们袭来。

　　掺杂硅的工艺在概念上非常简单。它始于纯的硅晶体，加入各种掺杂物，比如硼创造了一些空洞，磷创造了自由电子。准确地讲，这些掺杂区结合在一起，工程师可以创造出二极管和晶体管。有了晶体管，工程师可以创造出扩音器、接收器和计算机。我们的计算机和电子工业都是建立在掺杂硅的技术之上的。■ 工程学之书