一场淋浴的时间，革命性想法突然浮现
1959 年 1 月初，赫尔尼早上起床淋浴时，一个在他脑中深藏许久的念头突然浮现出来，他似乎看到了一线曙光，可以解决令大家束手无策的困境！
根据贝尔实验室的技术手册，当矽晶圆完成掺杂後，必须用溶剂把表面剩余的氧化层全部清除乾净。因为扩散法应该也会把杂质掺入氧化层里，若没有全部移除，被污染的氧化层恐怕会影响电晶体的导电性。不过如此就会让 p－n 接面裸露在外，所以才必须用金属外壳加以密封。
赫尔尼当时就怀疑氧化层是否真的会被污染，就算会，真的会影响电晶体吗？
他觉得氧化层有隔绝保护作用，保留下来或许利大於弊，但贝尔实验室与同事都说照着技术手册做就对了。後来要忙着赶 IBM 的订单，他就把这想法搁在一旁，未再深入研究，现在他才突然想到如果有氧化层挡着，掉落的金属碎屑就接触不到 p－n 接面，也就不会影响电晶体了。
赫尔尼进办公室後，连忙翻出当初所写的笔记，重新整理誊写。而在涂涂写写的过程中，脑中又冒出一个革命性的想法。
高台式电晶体是先用扩散法在集极表面掺杂成基极，再用光刻技术在基极中央蚀刻出窗口，掺杂成射极。但何不一开始就用光刻技术做出基极？这样底层的集极就不会全部被基极盖住，集极、基极与射极三者都在同一平面，它们之间的 p－n 接面用同一层二氧化矽保护，只露出接脚的接触点。由於电极彼此更靠近，效能会更好，而在制造上也更加简单。
诺贝尔奖级的专利：平面制程
赫尔尼兴奋的向诺宜斯与摩尔等人提出这个「平面制程（Planar process）」的构想，大家都半信半疑，违背技术手册的指示，保留氧化层真的不会有问题吗？不过目前也没别的办法，况且真的成功的话，不仅能解决眼下的问题，还能大幅提升电晶体效能与生产效率，让快捷半导体的竞争力更上一层楼。他们决定放手一搏，同时赶紧找专利律师申请专利。
「你们希望这项专利涵盖哪些范围？」专利律师开头就先问这个问题。
诺宜斯等人顿时都愣住了，不就电晶体吗？律师才进一步解释：「这平面制程不是一种制造方法吗？除了电晶体，也可以用来制造其他半导体元件吧？」
摩尔见诺宜斯还在出神中，只好出声回答：「当然可以。要的话，二极体、电阻、电容这些也都可以用平面制程，但意义不大，这些也不是我们的目标市场。」
「为什麽？」
「因为这些元件构造简单，没必要用平面制程，纯粹看生产规模，规模越大，成本越低。这是德州仪器、雷神这些大公司的优势，我们只能攻电晶体，以技术取胜。」
律师点点头：「那就只针对电晶体申请专利保护罗？」
「等一下！」神游中的诺宜斯突然插进来，却又思索了一下才说：「还是把其他半导体元件都纳进来好了。别误会，我没有要做这些东西，只是刚刚想到——如果用平面制程把它们都放在同一片晶圆上呢？」
大家不解的望着诺宜斯，只见他站起来走向黑板，一边问大家：「你们想想，IBM 拿到我们的电晶体之後，再来呢？」
接着诺宜斯在黑板画起一个一个小方块，说：「他们得把电晶体、二极体、电阻、电容这些元件一个个焊接到电路板上。我估计全部至少有几百颗，甚至上千颗吧，每颗都要接上金属电路，还得有焊接的空间，结果元件本身所占的空间其实不到一半。」黑板上的图就像幅地图，上面坐落着一栋栋平房，空地与道路占了大片土地。
「不只如此。」诺宜斯再用红色粉笔在小方块中间画个小圈圈，说：「每个元件真正有用的只有这里，其余只是外壳包装。你们看，如果只有这些小圈圈，让它们彼此紧邻在一起，空间就只有原来电路板的 5% 不到吧。」
大家似乎开始明白诺宜斯要说什麽，但贝仍疑惑的问道：「我可能没你们懂，但怎麽可能没有外壳，还紧邻在一起？它们得有保护，彼此也得分开才不会漏电，不是吗？」
赫尔尼微笑着替诺宜斯回答：「二氧化矽可以提供保护，也能用来区隔元件。我只想到多做一次光刻技术，但既然能做两次，当然三次、四次、……要几次都可以，就能把各种元件都做在一起。」
摩尔接着说：「而且蚀刻出的缺口不仅用於掺杂，也可以蚀刻出复杂的沟槽作为电路。既然每个元件的接触点都在同一平面，便可以像印刷电路板那样，直接把铜线印在沟槽上，原来在电路板上的电路就都整合在一个晶片里了。诺宜斯，这真是绝妙的点子！」
「这得感谢赫尔尼先想出平面制程。不过这只是个概念，具体上要怎麽做，摩尔，我们俩再一起研究。」
贝兴奋的说：「这只要做出来，再贵我都卖得出去！我告诉你们，空军的人一直在问我能不能做得更小呢。因为除了轰炸机，还有导弹、火箭也都要装上电脑，它们的空间更小，电脑越小越好，到时候这些订单非我们莫属。」
被捷足先登的专利申请
的确如贝所说，美国政府正在倾全力推动太空计划，并加强国防科技。因为苏联在 1957 年 10 月 4 日，毫无预警的发射第一颗人造卫星史普尼克一号（Sputnik 1），吓了美国一大跳，发现原来苏联的太空科技竟然遥遥领先。万一苏联将太空科技用於战争，势必会取得空中优势，甚至危及美国本土。
因此，美国政府除了要军方强化飞机、飞弹与各项国防武器的性能，同时在 1958 年 10 月成立「国家航空暨太空总署（NASA）」，整合资源与各界人才，以求在这场太空竞赛超越苏联。军方与 NASA 都有庞大预算，为了尽速达成任务，都愿意采用最新技术，花起钱来也毫不手软，对快捷半导体而言正是大好时机。
专利律师先针对平面制程申请专利，积体电路则还要等诺宜斯写出具体方法，才能提出专利申请。不料，诺宜斯和摩尔尚在研究，3 月时竟然被捷足先登，德州仪器召开记者会，发表史上第一颗积体电路！
原来德州仪器的工程师基尔比（Jack Kilby）去年 6 月就提出积体电路的构想，然後在 9 月以手工做出一个晶片雏形，只有电晶体、电阻和电容三个元件，电路另外用金线焊接而成，虽然粗糙简单，但确实能正常运作。如果德州仪器祭出专利保护，快捷半导体就无法开发积体电路这极具潜力的产品，严重影响公司的未来。
辞职风暴
屋漏偏逢连夜雨，在公司前途未卜之际，总经理鲍德温竟然要辞职。诺宜斯等人错愕又愤怒，要他当面说清楚。
贝先开口责问他：「鲍德温，现在公司遇到问题，你身为主帅不面对处理，反而要先落跑，未免太现实了吧？」
「我如果真的现实，去年 IBM 订单问题搞不定时老早就走了。人总是有更高的目标要追求，就这麽简单。」
罗伯特忍不住呛他：「更高？你已经是总经理，权力、薪水与分红都比我们几个创办人高，还有什麽不满意？」
鲍德温平静的回答：「我很感谢你们的礼遇，但总经理也只是受聘的经理人，再怎样也和你们几位大股东没办法比。」
诺宜斯真挚的说：「你如果嫌认股权太少，可以提出来啊。」
鲍德温叹了一口气说：「那就说开了吧。有家国防承包商愿意出资，让我成立公司制造电晶体，一些工程师也会跟我走。」
「什麽，你也太没道义了！」「了不起，主帅带兵投靠敌营。」「你这叛徒！」「你胆敢偷走技术，就等着被告！」愤怒的斥责马上此起彼落。
「你们有什麽资格说我？你们几个不也是背叛萧克利自立门户？」鲍德温马上恼羞成怒，展开反击：「我不过带走十几个人，你们对原公司造成的伤害才大吧。论道义，你们更没道义！我本想大家好聚好散的，现在也没什麽好说了。祝你们好运，再见。」说完即头也不回的走出门外。
会议室里一片沉寂，大家不约而同想到当年从萧克利半导体实验室集体请辞的情景：平时易怒暴躁的萧克利竟然一句话都没说，铁青着脸直接走出办公室。反倒是贝克曼跑来找他们晓以大义，发现无法挽回後，随即变脸威胁要控告他们侵权泄密。没想到如今换他们嚐到这滋味了。
诺宜斯先打破沉默：「我们来讨论总经理人选吧。你们有没有想到谁还不错的？」
克雷纳举起手说：「我觉得不要再从外面找了，找来难保又跟鲍德温一样。就诺宜斯你来当吧，这一年多来，你应该也学到不少经营面的大小事了。」
大家纷纷附议赞同，这次诺宜斯也不再谦让，决定扛下这重责大任，研发副总一职便交给摩尔。
摩尔趁此时报告积体电路的应对策略：「我们和专利律师讨论过了，德州仪器虽然先申请积体电路的专利，但他们的电路仍得用焊接的，而诺宜斯结合了平面制程与印刷电路，这两项技术都不在他们的设计里，应该可以认定为新发明。所以我们决定还是申请专利，无论如何，总比弃械投降来得好。」
「没错，不用管别人，我们就照原先计划往前走。等送出专利申请、做出样品後，我们也要举办盛大的积体电路发表会，让所有人知道谁的技术管用。」诺宜斯马上展现了总经理的气势。
积体电路的专利申请於 1959 年 7 月送出，未待审核结果出炉，本身是发明家的费尔柴尔德就以实际行动展现对他们的信心与支持，提前於 10 月执行选择权，依当初合约所载，用三百万买下全部股权。
八叛徒当初每人拿出 500 元，如今两年不到就换回 25 万元，当然是美梦成真，也让外界人人称羡。不过，却有两个人看在眼里颇不是滋味，那就是萧克利与贝克曼。
将希望压在四层二极体的萧克利
诺宜斯等人出走时，萧克利仍不认为自己有错，他得到的教训反而是认为国内这些心高气傲的年轻人不听话又没忠诚度，不如从欧洲招募三、四十岁的博士，他们更加成熟稳定，好用多了。何况八叛徒本来不懂电晶体，都是他一手教出来的，现在换另一批人，他当然也可以在短时间内就让他们上手。
因此，无论面对贝克曼或是外界的质疑，他都信心满满的坚称集体离职事件不会有任何影响，实验室仍将正常运作。
然而，就算贝克曼也这麽认为，他对萧克利半导体实验室已有不同想法了。1958 年，贝克曼将它从集团的附属机构独立出来为「萧克利电晶体公司」，显然已不想再烧钱打造另一个贝尔实验室，而是要它像一般公司那样盈亏自负。
萧克利终於在 1959 年成功开发出 p－n－p－n 四层二极体，却因为品质不稳定，未能如他原先预想的用於AT＆T 的电话交换机；而军方那边也没能卖出多少，以致公司继续亏损。
贝克曼决定不玩了，刚好克里夫兰一家传统企业也想跨足半导体，而萧克利的名声仍有相当吸引力，便在 1960 年将公司卖给他们。
萧克利倒不在意换新东家，反正他仍然在原地继续做原来的事，只要解决四层二极体的品质问题，还是有机会从 AT＆T 拿到源源不绝的订单，到时所有人——尤其是八叛徒，就会知道他才是最後的赢家。
——本文摘自《掀起晶片革命的天才怪咖：萧克利与八叛徒》，2022 年 7 月，亲子天下，未经同意请勿转载。
国中生的科普素养阅读平台: 《科学生》，素养强化训练 今天就展开!
