真理越辩越明。

“什么伟大谦虚，在原则性问题上，从来没有客气过。”

汉语是联合国官方正式使用的 6 种同等有效语言之一。请不要歧视汉语！

Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations.

Not to discriminate against Chinese, please!

[阶段性要点汇报] “半电路、半电磁场”电路（fiecuit）：概念、现状和未来的可能发展 

要点：

我们应该有意识地跟踪其发展。

   子曰：“温故而知新，可以为师矣。”《为政》

   孔子说：“温习学过的知识，可以从中获得新的理解与体会，那么就可以凭借这一点去做老师了。”

一、什么是“半电路、半电磁场”电路（fiecuit）

   同时利用“载流子”、“电磁场”的电路。

   目前绝大多数电路属于“集中参数电路”。这种电路主要利用“载流子”，而通常把“电磁场”作为消极的、起坏作用的“干扰”来尽力遏制。

   虽然早就有微波设备等直接利用“电磁波”，但总体上数量不如常见的集中参数电路（设备）多。

   “半电路、半电磁场”电路（fiecuit），就是将“载流子”、“电磁场”这两种能量载体同时使用的电路（设备）。

二、为什么要研制“半电路、半电磁场”电路

   可以推断：这是人类科技发展的几乎必然。

   例如，在集成电路里，随着集成度的提高，芯片里面导体等的空间距离越来越近，彼此之间的电磁场影响会越来越明显。

   可以想象一下：平板电容器的电容量，与平板之间的空间距离成反比。因此，导体间的空间距离越来越近，其间电场等相互影响会越来越明显。

   总是把导体、半导体之间电磁场的相互影响“屏蔽掉”，不如直接用这些“电磁场”来传输信号与能量。这是一种芯片设计思想的转变。

三、“半电路、半电磁场”电路真的有用吗？

   基本上可以推断：是未来高端芯片的主要形式。

   技术寿命的判断：

   （1）在量子芯片产业化之前，“半电路、半电磁场”电路是高端芯片的主要形式。

   （2）在量子芯片产业化之后，“半电路、半电磁场”电路仍然是高性能数字芯片的主要形式之一。尽管量子计算也可以改造成数字芯片。

四、“半电路、半电磁场”电路现状

   1995 我的理论概念 ←→ 1952 Dummer 的集成电路概念

   2017 Macha 等人的芯片 ←→ 1947 布拉坦、巴丁的点接触晶体管

   2019开始 我 ←→ 1936 Kelly 组织固体器件研究小组。有点像，不全对应

   ？ ←→ 1948~1951 结型晶体管

   ？ ←→ 1958 基尔比集成电路原型

   ？ ←→ 1959 诺伊斯的全集成电路

   ？ ←→ 1959 霍尔尼的平面工艺

   通俗地说：

   “半电路、半电磁场”电路，概念有了，原型有了。

   真正用于生产，还需要哪些技术或理论创新？

   与 Macha 等人的“乐观”未来不同，我感觉（推断）：真正高性能的“半电路、半电磁场”电路，除了技术和工艺外，理论上、结构上，都还需要若干次重大创新！

   从“计算机发展史”、“人类二十世纪最伟大的工程成就”等列出的时间表看，真正的科技进步，都不是“一人一时”完成的。真正的人类科技进步，绝非轻而易举。但是，我们必须坚信，“科学有险阻，苦战能过关。”

五、对我国的一些建议

   （1）在天津（京津冀大区）、西安（关中平原）、成都重庆（四川盆地）设立3个研究小组。由高校、研究所的“老中青”人员构成，队伍尽可能保持长期稳定。这些研究人员大约平均拿出“一半”左右的研究时间，用于跟踪、学习、研究等。

   可以分成“基础理论组”、“硬件设计组”、“大规模生产工艺与设备组”等若干研究小组，既有重点研究内容，又有相互之间密切配合。合在一起，就是接近该类芯片工业生产的技术储备。

   实际上，凡是热衷该研究的人员，都可以参加相关研究小组。没必要进行“地理”束缚。考虑到科技发展的基础继承性，有意识建立相对稳定的研究基地，这是历史给科技未来发展的可能建议。

   （2）在京津冀大区、关中平原、四川盆地设立3个研究小组，就是为了尽力利用我国丰富的区域文化资源，避免近亲繁殖，尽力广开思路，打破现有科技的各种束缚，科学地创新。

   从凯利（Mervin Joe Kelly）、肖克利、巴丁、布拉坦发明晶体管的历史看，“目标计划”、“自由探索”两手都要抓，两手都要硬。巴丁、布拉坦的“点接触晶体管”实用性不高，肖克利的“结型晶体管”是主流。

   网传：“Kelly先生相信自由的重要性，尤其是在科研方面。他手下的许多研究人员拥有如此之高的自主权，以至于项目进度拖后了长达数年，Kelly都没有意识到。举个例子，最早是他挑选了一队研究员成立了半导体项目组。当最后半导体被发明出来的时候，其实项目已经延期两年了。随后，他设立了另一个研究小组，主要负责半导体的批量生产。他把这个任务委托给了其中的一个工程师，指示他做出计划，随后他就告诉这个工程师，自己即将去欧洲出差了，项目由这个工程师全权负责。”

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNjc1OTM0Nw==&mid=2247493321&idx=5&sn=d8ff7def9c41e274819d8a279d3eee47&chksm=e8692115df1ea8030baba42f2e6a1af0c9bb6fd2db9a46bd02d611449a91d9f44c832d79a49c&scene=27

  https://www.sohu.com/a/290410142_467791

电子发烧友网___new，2019-01-20 09:00，贝尔实验室：凭什么缔造了现代科技的半壁江山

六、科技原创，早就是“老人家”的事情了

   （1）科学家出大成果年龄持续增大

   PNAS 2011年《Age dynamics in scientific creativity》，对诺贝尔奖得主出成果年龄的统计如下：

图1  科学家出大成果年龄持续增大，Supporting Figure 1B. Kernel Estimates of Trends in Mean Age at Great Achievement.

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1102895108  

图2  科学家出大成果年龄持续增大，其中物理学最明显

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1102895108

   现在，45岁以前，研究人员在物理学上大有作为的可能性越来越小。前面积累的知识实在太多了。

   （2）晶体管发明

   1948年，肖克利(William Bradford Shockley, 1910-02-13 ~ 1989-08-12) 提出结型晶体管（junction transistor）原理时，已经 38周岁了。

   1947年，发明第一支“点接触晶体管 point-contact transistor”时，巴丁(John Bardeen, 1908-05-23 ~ 1991-01-30) 已经 39周岁了。布拉坦(Walter Houser Brattain, 1902-02-10 ~ 1987-10-13) 已经 45周岁了。实验室领导人凯利(Mervin Joe Kelly, 1894-02-14 ~ 1971-03-18)已经 53周岁了。

   因此，“老人家”是原创的主力；其他人主要是学习如何原创，在不断的积累中终将成为“老人家”。

附录：

1.   计算机发展史

   除了宋德生老师的《信息革命的技术源流》之外，

   Computer History Museum 里的“TIMELINE 时间表”

   https://www.computerhistory.org/siliconengine/timeline/

2.  人类二十世纪最伟大的工程成就

   整个 20世纪，美国工程界总共评出了 20项。

   其中一些与“电”有关的“Timeline 时间表”网址如下：

1. Electrification

Electrification Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=2971

5. Electronics

Electronics Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=3956

6. Radio and Television

Radio & Television Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=3659

8. Computers

Computers Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=3975

9. Telephone

Telephone Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=3625

13. Internet

Internet Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=3736  

18. Laser and Fiber Optics

Lasers and Fiber Optics Timeline

http://www.greatachievements.org/?id=3706

参考资料：

[1] 杨正瓴. 关于“互容”概念的意义. 南京: [J]电工教学, 1995, 17(4): 35-39.

http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=2000725&from=Qikan_Search_Index

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQDZ199504010.htm

https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/QK199500046092

[2] Naveen Kumar Macha, Md Arif Iqbal, Bhavana Tejaswini Repalle, Mostafizur Rahman. On circuit developments to enable large scale circuit design while computing with noise [J]. Integration, the VLSI journal, 2022, 84(无期号): 62-71.

doi:  10.1016/j.vlsi.2022.01.002

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167926022000025

[3] 闵应骅，2018-01-12，放开思路，重振计算科学技术 (180112) 精选

https://blog.sciencenet.cn/blog-290937-1094444.html

[4] Samuel K. Moore. 4 strange new ways to compute [News][J]. IEEE Spectrum, 2018, 55(1): 10-11.   01 January 2018

doi:  10.1109/MSPEC.2018.8241695

https://ieeexplore.ieee.org/document/8241695

https://spectrum.ieee.org/nanoclast/computing/hardware/4-strange-new-ways-to-make-a-computer

[5] Igor L. Markov. Limits on fundamental limits to computation [J]. Nature, 2014, 512((7513): 147-154.   13 August 2014

doi:  10.1038/nature13570

https://www.nature.com/articles/nature13570  

   Photonic waveguides and radio frequency links offer alternative integrated circuit interconnect24,25, but still obey fundamental limits derived from Maxwell’s equations, such as the maximum propagation speed of electromagnetic waves18.

[6] 天津大学，2019-07-05，现代电工电子技术中心召开期末交流总结会

http://news.tju.edu.cn/info/1014/45900.htm

   在本期的教学研究类学术报告环节，杨正瓴老师结合《电磁场》《电工学》《电子学》的相关知识，汇报了自己关于“互容”的研究和思考，并讨论了“半电路、半电磁场”集成电路芯片的可能性。随着集成度的提高，芯片导体之间的空间距离会越来越近。这样，导体之间的分布参数（电磁场作用的一种表现）会越来越明显。在“半电路、半电磁场”集成电路芯片里，电磁信号的一部分通过导体传递，另一部分直接以电磁场的方式通过空间（绝缘体）直接传递。这可能是设计未来高集成度芯片的新途径之一。

[7] 杨正瓴. 一种新型集成电路概念——串音计算. 北京: [N]中国科学报, 2019-08-15, 第7版 信息技术.

http://paper.sciencenet.cn/dz/dzzz_1.aspx?dzsbqkid=33013

http://paper.sciencenet.cn/dz/upload/2019/8/201981505629684.pdf

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/8/348727.shtm  

[8] Benjamin F. Jones, Bruce A. Weinberg. Age dynamics in scientific creativity [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 2011, 108(47): 18910-18914. (NOV 22 2011)

DOI:  10.1073/pnas.1102895108

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1102895108

[9] 1948: CONCEPTION OF THE JUNCTION TRANSISTOR

William Shockley conceives an improved transistor structure based on a theoretical understanding of the p-n junction effect.

https://www.computerhistory.org/siliconengine/conception-of-the-junction-transistor/

[10] 1947: INVENTION OF THE POINT-CONTACT TRANSISTOR

John Bardeen & Walter Brattain achieve transistor action in a germanium point-contact device in December 1947.

https://www.computerhistory.org/siliconengine/invention-of-the-point-contact-transistor/

[11] 1951: FIRST GROWN-JUNCTION TRANSISTORS FABRICATED

Gordon Teal grows large single crystals of germanium and works with Morgan Sparks to fabricate An N-P-N junction transistor.

https://www.computerhistory.org/siliconengine/first-grown-junction-transistors-fabricated/

相关链接：

[1] 2023-08-02，[短评] “半电路、半电磁场”电路的退化形式：“串音”芯片

https://wap.sciencenet.cn/blog-107667-1397649.html

[2] 2023-07-30，[“被”命题作文] “模拟计算”；“串音”、“半电路、半电磁场”电路

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397241.html

[3] 2020-02-27，“半电路、半电磁场”电路的基本含义

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1220675.html  

[4] 2023-08-03，[讨论] 谁在全球首先提出“半电路、半电磁场”/串音电路？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397769.html

[5] 2022-09-24，《信息革命的技术源流》第三轮阅读：创新真难！

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1356669.html

[6] 2019-08-10，[求证] 1967年朗兰兹 Robert Phelan Langlands 写给韦伊的信里说

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1193149.html  

[7] 2019-07-07，有关 Geoffrey W. A. Dummer 先生的网页

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1188470.html

[8] 2019-07-13，有关 Mervin Joe Kelly 先生的网页

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1189385.html

[9] 2023-08-02，[小资料] 1952年杜默（G. W. A. Dummer）提出“集成电路概念 Integrated Circuit Concept”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1397631.html

[10] 2022-01-23，[恸哭] 科技原创：早已不属于年轻人！

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1322295.html

[11] 2023-01-05，[救急] 【总统科学顾问年龄】重点保障一批在一线干活的老科学家们！

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1370617.html

[12] 2011-11-20，科学家出重要成果年龄变大

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-509890.html

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