晶体管发明的故事对专利实践的启示

摘要

1947年，贝尔实验室的科学家们在内部首次公开了一项意义非凡的创新成果——晶体管。在这项发明首次亮相后，贝尔实验室迅速制定了严谨的规划，有条不紊地推进新技术的专利申请、学术成果发布以及技术授权许可工作。从专利布局到成果推广，贝尔实验室对这一开创性发明的全流程处理方式，为当代发明家们提供了极具价值的实践范本，堪称科技成果转化与推广的经典范例。

引言

1956年，威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿凭借在晶体管发明领域的卓越贡献，共同荣膺诺贝尔物理学奖。尽管该奖项彰显了三人的集体成就，且在大众认知中，晶体管也常被视作他们携手创造的结晶，但晶体管的基础专利却未明确体现共同发明的属性。

值得注意的是，相较于后续诞生的集成电路，围绕基础晶体管专利并未爆发法律诉讼，相关技术的授权许可流程也相对顺畅、便捷。回溯五十多年前，贝尔实验室在处理晶体管发明时所采用的一系列策略与模式，无论是成果保护、专利布局，还是技术推广与授权，都为当代发明家提供了极具价值的借鉴，既能指引他们找到正确的方向，也有助于规避潜在的风险与困境。

一、历史

1947年12月23日，巴丁和布拉顿发明的点接触晶1947年12月23日，巴丁与布拉顿将点接触晶体管的研究成果呈递给贝尔实验室管理层。随即，贝尔实验室将晶体管相关工作标注为“贝尔电话实验室机密”。然而，成果汇报后，团队内部的人事矛盾迅速浮现——巴丁和布拉顿此前未向主管肖克利汇报研究进展。

面对这一情况，仅在成果上报五天后，即1947年12月28日，肖克利便萌生了结型晶体管的构思，科学家理查德·海恩斯见证了这一重要时刻。此后，肖克利奔赴芝加哥参加美国物理学会会议，并于俾斯麦酒店期间，深入钻研自己的想法。据传，在此期间，肖克利曾对巴丁和布拉顿感慨：“有时候，做这项工作的人并没有得到应有的荣誉。”1948年2月18日，肖克利在贝尔实验室内成功演示了结型晶体管器件，为晶体管技术发展添上关键一笔。

在结型器件完成演示后不久，1948年2月26日，多项专利申请正式提交。其中，11,165号申请通过部分延续申请(CIP)的方式，终促成巴丁和布拉顿获得美国专利US2,524,035；11,166号申请则直接助力巴丁斩获美国专利US2,524,033；11,168号申请让布拉顿与吉布尼成功取得美国专利US2,524,034。这三项意义重大的专利均于1950年10月3日获得正式授权。

1948年6月26日，肖克利就其发明的器件提交专利申请。经过一系列审查与流程推进，该申请终获批，成为美国专利US2,569,347，为晶体管技术发展历程添上重要一笔。颇为值得关注的是，若通过文献检索“晶体管”这一词汇，上述提及的专利无一会出现在检索结果之中。这是因为在这些专利申请的时期，“晶体管”这一术语尚未被创造，也并未投入使用 ，其命名与广泛应用是后续发展的成果。

1948年12月10日提交的第64,681号专利申请，历经审核，于1950年11月21日正式授予华莱士美国专利US 2,530,745。该专利文件明确记载：“此类器件的所有形态统一命名为‘晶体管’，本申请亦将以此称谓指代。”

晶体管虽如今被公认为具有划时代意义的伟大发明，但在其专利申请阶段，围绕现有技术的争议与隐忧始终存在。

早在1930年，一项美国专利便已披露了场效应晶体管的雏形概念。彼时，巴丁本人亦对他与布拉顿共同研发的器件能否顺利通过专利审核心存疑虑。

1948年11月，多份利林菲尔德专利更是直接导致贝尔实验室两项晶体管专利申请遭到驳回。

不过，贝尔实验室的专利律师团队却坚持认为巴丁/布拉顿器件具备专利授权条件，他们指出该器件的独特之处在于，其工作原理是利用空穴而非电场来发挥栅极功能，这一差异足以使其与先前技术区分开来。

待专利申请事宜敲定后，贝尔实验室随即向学术期刊投稿。值得留意的是，巴丁与布拉顿的科学论文投稿时间早于肖克利提交专利申请。确切地说，巴丁和布拉顿于1948年6月25日向《物理评论》提交论文，这一时间点是在1948年6月17日巴丁/布拉顿提交部分延续申请(CIP)之后，但在1948年6月26日肖克利提交专利申请之前。在巴丁和布拉顿发表于《物理评论》的论文中，虽提及肖克利，但他并未被列为论文作者。

在巴丁/布拉顿和肖克利完成所有关键专利申请后，贝尔实验室决定向公众正式公布晶体管这一重大科研成果。1948年6月30日，这场备受瞩目的成果展示会并未选择在贝尔实验室位于新泽西州默里山的总部，而是移师纽约市举办。会上，贝尔实验室研究主任拉尔夫·鲍恩亲自上阵，通过电话听筒、收音机以及电视等设备，生动演示了晶体管在实际应用中的卓越性能。次日，《纽约时报》在“无线电新闻”版块第46页，以简短篇幅对此次展示活动进行了报道。

为推动晶体管技术落地应用，1952年4月，贝尔实验室举办了晶体管技术研讨会，并开启技术授权许可计划，以25,000美元的授权费用，向有合作意向的企业开放其创新成果。首批获得授权的企业中，既有通用电气、国际商用机器公司、雷神公司、德州仪器公司等行业巨头，也有来自日本的东京通信工业株式会社——这家当时规模尚小的企业，正是日后声名远扬的索尼电子公司前身。

彼时，贝尔实验室并不热衷于将晶体管技术直接应用于消费产品领域。然而，索尼凭借这笔25,000美元的技术授权，在无专利纠纷的环境下大胆创新，成功开辟出消费电子这片全新市场，堪称开创了一个产业新纪元。

二、专利及出版物：极具价值的信息存储载体

专利制度为公众带来的核心价值，在于实现实用信息的公开共享。晶体管发明的历程便是绝佳例证。贝尔实验室的科学家们通过严谨的专利申请与详实的学术著作，将研究成果以快速且精准的方式公之于众。这种做法不仅确保了技术成果的规范保护，更为全球科研群体搭建了知识互通的桥梁，使其他科学家得以在此基础上开展深入研究，推动技术不断迭代升级。

2008年9月5日，布鲁斯·阿尔伯茨于《科学》杂志撰文，着重阐述了建立精准科学文章数据库的关键意义。实际上，这一观点同样适用于精准已授权专利数据库的构建，两者在学术与技术发展进程中均占据着举足轻重的地位：

科学文章的发表与其说是科学家获得认可和推进职业发展的方式，不如说是科学进步的引擎。科学之所以能够不断进步，只是因为不同科学家进行的多个独立测试周期使新知识能够在旧知识的基础上有信心地构建，从而形成了对世界可靠理解的储存库。

专利和出版物一样，是科学进步的引擎。我们希望专利和出版物中的信息都是准确的，我们希望人们阅读它们，这样就可以避免浪费性的重复工作。贝尔实验室对研究工作的及时和适当记录，为科学同行提供了及时的信息，并促进了重要发现的进步，而不是重复。

三、以专利为舟，驶入自由市场之海

在晶体管专利获批时，贝尔实验室与美国电话电报公司已是行业巨头，但它们对探索晶体管的部分应用场景缺乏明确的商业诉求。通过专利清晰界定发明内容，并将这些权利规范授权，无论企业规模大小，只要对晶体管技术应用开发感兴趣，都能顺利进入相关市场。

步入21世纪，众多小型创新实体亟需技术开发支持。为助力它们顺利踏入市场，这些主体需要明确知晓，自身能够安心参与市场竞争与合作谈判，无需担忧技术成果被盗用。专利通过精准定义发明，为这些小型参与者扫清障碍，铺就了一条通向市场的可行之路。

四、保护机密信息的指导

虽然贝尔实验室在20世纪50年代和60年代以开放包容、颇具学术氛围的研究机构形象著称，但回溯1947 - 1948年，不难发现其在晶体管研发工作上采取了极为严密的保护措施。每当贝尔实验室取得开创性发明，便会迅速启动保护机制。在晶体管项目上，消息严格封锁直至1948年6月30日。即便邀请媒体报道，也特意选在纽约市的特定场所，而非实验室所在的默里山，全程严格把控信息传播环境。

在21世纪，手握核心技术成果的小型企业，不妨借鉴贝尔实验室当年的经验。首要任务是尽快完成专利布局，稳固自身技术成果的法律壁垒。在面向媒体进行宣传推广时，务必做好流程与内容的严格把控，避免技术信息的不当泄露。同时，企业还应从经典判例Eghert v. Lijpman中汲取教训——所谓“公开使用”并不等同于必须让大众直接目睹，即使在有限范围内使用相关技术，也可能产生法律层面的影响，因此在技术应用与传播的每个环节，都需要审慎对待、严密规划。

五、发明家能够洞悉其发明的广阔应用前景与潜力边界

颇具矛盾意味的是，贝尔实验室在晶体管发明的保护及新闻发布管控上采取高度保密策略，这无疑彰显出其对该发明重大价值的深刻认知。然而，部分法律评论却将晶体管作为反面案例，用以论证发明家往往无法预见自身发明的全部应用潜力。

例如，1997年某篇法律评论的脚注中提到“晶体管初预期主要应用于助听器，服务听障人群”，这一观点还在其他法律评论文章中反复出现。这类评论普遍认为，发明家通常难以洞察自己创造之物的真正意义，也无法充分预估其未来的应用场景，即“他们常常低估自身发明的重要性及其潜在用途” 。

卡罗尔·哈伯所著的《电子突破：大图景避开许多人》一文为相关观点提供了支撑。哈伯文章中的事实素材源自斯坦福大学经济学家内森·罗森伯格。罗森伯格提及，晶体管的发明并未登上报纸头版，仅在1947年《纽约时报》一个名为“无线电新闻”的每周专栏里，以简短内容呈现。文中还曾预测，这项发明“或许会被用于为听障人士研发更优质的助听器” 。

事实上，1947年《纽约时报》没有讨论晶体管，一方面是由于当时贝尔实验室实施了严格的新闻封锁措施；另一方面，“晶体管”这一名称在1947年尚未正式诞生，这项发明在当时甚至都没有确切的称呼。

晶体管的发展历程成为了罗森伯格理论的有力例证。罗森伯格提出：“人类在预测新技术发展价值时，至少面临五个方面的局限”。这些局限涵盖了“对创新成果的初始认知尚显粗浅”，以及“许多创新在诞生之初仅被用于特定场景”等情况，而晶体管的故事恰好契合这些论述。

事实上，晶体管的发明者们从一开始就敏锐洞察到其作为放大器的巨大潜力。1947年12月23日，晶体管首次在贝尔实验室内部演示，仅仅六个多月后，1948年6月30日的新闻发布会上，发明者们便通过收音机、电话和电视三种设备，生动展示了晶体管在放大功能上的实际应用。不仅如此，到了1954年，贝尔实验室成功研制出晶体管化机载数字计算机“TRADIC”，这一成果充分证明了科研人员对晶体管作为开关元件用途的深刻理解与创新应用。

尽管法律评论中的误解似乎源于对《纽约时报》一篇小文章内容的误解，但考虑关于晶体管故事的其他观点是值得的。

以下是尼克·霍洛尼亚克教授的文本，他是约翰·巴丁在伊利诺伊大学的一个研究生：

我曾多次听闻有人向巴丁发问：“在晶体管诞生之初，您是否就已预见，这将成为通往集成电路的开端？”巴丁总会缓缓摇头，予以否定的回答。不过，他也常强调，他们深知晶体管研究意义重大，预示着一种全新电子形式的诞生，只是距离完全实现其潜能，仍有漫长的道路要走。

事实上，巴丁从研究伊始，直至后续阶段，始终明晰晶体管的重要价值与持续研究的必要性。但出于他极度谦逊且诚实的品格，他无意夸大其词，更不愿宣称自己能预知未来的所有发展——毕竟，这背后需要众多科研人员的共同努力与贡献。反观肖克利，他虽宣称自己能预见一切，却因频繁犯错，致使其言论难以令人信服。而且，若有人妄图将终取得成功的成果尽数归功于己，那是否也该同样坦然承认那些大量无效的错误猜想呢？毕竟，错误的推测远比正确的预见多得多。

依我所见，即便是极为成功的发明，也没有哪一项能在诞生之初，便清晰展现出未来发展的全貌。

霍洛尼亚克教授写道，关于法律评论中的助听器故事："说晶体管的创始人只预见到助听器的应用是"不真实的"(完全错误)。他指出，认为科学家能在半导体中设计全新放大与开关元件、揭示固体物质中的全新构想与装置，却局限于仅一种应用(助听器)，是种天真想法——甚至作此设想都是谬误。一流的科学家或撰写权利要求的专利律师，思维绝无如此单一。"

六、从较新的贝尔实验室学习

20世纪40年代的贝尔实验室鲜少与其他私人机构开展合作，然而到了80年代，情况发生显著转变。这一时期贝尔实验室积极探索协作模式，朗讯科技公司诉Gateway公司一案，更是为我们揭示了联合开发协议(JDA)背后的诸多关键要点。1988年，AT&T/贝尔实验室与弗劳恩霍夫协会围绕数字压缩技术签订联合开发协议，而这项技术正是日后MP3技术的重要基石。

在协议执行期间，弗劳恩霍夫协会的科学家卡尔海因茨·勃兰登堡前往AT&T任职，这种人员流动在联合开发协议项目中并不罕见。但后续事态发展超出预期，朗讯与微软陷入法律纠纷。值得注意的是，在这一过程中，仅有弗劳恩霍夫协会向微软授予了技术许可，朗讯并未参与其中，这一系列事件凸显了联合开发协议在实际应用中可能面临的复杂局面。

1994年，与案件相关的‘938专利申请正式提交。该专利的权利要求2和4，聚焦于弗劳恩霍夫协会在联合开发协议(JDA)期间所作出的技术贡献。2006年，专利经历再版流程，由此诞生‘080专利，原‘938专利的权利要求2被正式撤销。

2007年，此案进入陪审团审判阶段，后续又开展了作为法律事项的判决(JMOL)程序。审判法官终判定，朗讯科技公司不具备起诉‘080专利侵权的资格，核心原因在于案件中未将弗劳恩霍夫协会列为当事人。联邦巡回上诉法院维持了地区法院的这一裁决，此过程带来一个关键启示：联邦巡回上诉法院援引早期“以色列生物工程项目诉安进公司”这一涉及共同发明/共有的专利案件，明确指出专利中一个或多个权利要求的发明人，即为该专利所有权利要求的权利人。这意味着，当一方与其他实体签订联合开发协议，若对方实体的员工仅对某项权利要求有贡献，而未涉及其他权利要求，在无相反合同约定的情况下，该员工及其所属实体将拥有专利的全部权利要求。

值得关注的是，晶体管发明时代，科研成果得以发表的门槛(即低可发表单元标准)相较当下略高。彼时，有关晶体管技术的专利申请与学术期刊发表几乎同步推进，这是因为当时学术成果的发表通常要等到整个研究体系完整呈现才会进行。专利制度对发明有着严格的法定要求，需满足实用性、新颖性、创造性和可实施性等条件；而学术期刊发表成果并无此类限定。

在私营机构与学术实验室开展合作时，尤其需要明确，高校对于学术成果的发表限制较少。因此，双方必须就研究成果的低可发表单元标准，以及何时向期刊提交成果达成一致共识，以避免合作过程中因认知差异产生分歧。

晶体管的发明历程，堪称学术期刊成果发表与专利申请协同共进的典范。得益于这种高效配合，科研成果迅速转化为社会财富，发明家的智慧结晶得以快速传播，其影响力迅速辐射至众多领域。这些领域因公开的技术成果与专利授权，成为其他科研人员深入探索的沃土，也为专利被许可方提供了广阔的创新空间与发展机遇。

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