集成電路發(fā)明50周年-那些不能忘卻的人和事

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　　50年前，杰克·基爾比發(fā)明了集成電路，這一發(fā)明奠定了現(xiàn)代微電子技術(shù)的基礎(chǔ)，如果沒有他的發(fā)明，就不會(huì)有計(jì)算機(jī)的存在，信息化時(shí)代也能只空談。50年過去了，誰能夠想象到現(xiàn)在這些小小的芯片已經(jīng)影響了整個(gè)人類社會(huì)，滲透到我們每一天的生活。2008年9月12日是集成電路發(fā)明50周年紀(jì)念日，50年來那些改變著人類社會(huì)里程碑式的人還有事歷歷在目，難以忘卻。

　　一 杰克 基爾比(Jack S. Kilby) 集成電路之父

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　　1947年12月23日第一塊晶體管在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生，從此人類步入了飛速發(fā)展的電子時(shí)代。但是對(duì)于從小就對(duì)電子技術(shù)感興趣的基爾比來說可不見得是件好的事情：晶體管的發(fā)明宣布了基爾比在大學(xué)里選修的電子管技術(shù)課程全部作廢。但是這并沒有消減這個(gè)年輕人對(duì)電子技術(shù)的熱情，反而更加堅(jiān)定了他的道路。

　　也許這就是天意，在晶體管發(fā)明十年后的1958年，34歲的基爾比加入德州儀器公司。說起當(dāng)初為何選擇德州儀器，基爾比輕描淡寫道：“因?yàn)樗俏┮辉试S我差不多把全部時(shí)間用于研究電子器件微型化的公司，給我提供了大量的時(shí)間和不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)條件?！币舱堑轮輧x器這一溫室，孕育了基爾比無與倫比的成就。

　　雖然那個(gè)時(shí)代的工程師們因?yàn)榫w管發(fā)明而備受鼓舞，開始嘗試設(shè)計(jì)高速計(jì)算機(jī)，但是問題還沒有完全解決：由晶體管組裝的電子設(shè)備還是太笨重了，工程師們?cè)O(shè)計(jì)的電路需要幾英里長的線路還有上百萬個(gè)的焊點(diǎn)組成，建造它的難度可想而知。至于個(gè)人擁有計(jì)算機(jī)，更是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)想。針對(duì)這一情況，基爾比提出了一個(gè)大膽的設(shè)想： “能不能將電阻、電容、晶體管等電子元器件都安置在一個(gè)半導(dǎo)體單片上?”這樣整個(gè)電路的體積將會(huì)大大縮小，于是這個(gè)新來的工程師開始嘗試一個(gè)叫做相位轉(zhuǎn)換振蕩器的簡易集成電路。

　　1958年9月12日，基爾比研制出世界上第一塊集成電路，成功地實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想，并通過了德州儀器公司高層管理人員的檢查。請(qǐng)記住這一天，集成電路取代了晶體管，為開發(fā)電子產(chǎn)品的各種功能鋪平了道路，并且大幅度降低了成本，使微處理器的出現(xiàn)成為了可能，開創(chuàng)了電子技術(shù)歷史的新紀(jì)元，讓我們現(xiàn)在習(xí)以為常一切電子產(chǎn)品的出現(xiàn)成為可能。

　　偉大的發(fā)明與人物總會(huì)被歷史驗(yàn)證與牢記，2000年基爾比因?yàn)榘l(fā)明集成電路而獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這份殊榮，經(jīng)過四十二年的檢驗(yàn)顯得愈發(fā)珍貴，更是整個(gè)人類對(duì)基爾比偉大發(fā)明的充分認(rèn)可。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)的評(píng)價(jià)很簡單：“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。

　　“我認(rèn)為，有幾個(gè)人的工作改變了整個(gè)世界，以及我們的生活方式——亨利·福特、托馬斯·愛迪生、萊特兄弟，還有杰克·基爾比。如果說有一項(xiàng)發(fā)明不僅革新了我們的工業(yè)，并且改變了我們生活的世界，那就是杰克發(fā)明的集成電路?！被蛟S德州儀器公司董事會(huì)主席湯姆·恩吉布斯的評(píng)價(jià)是對(duì)基爾比貢獻(xiàn)最簡潔有力的注解，現(xiàn)在基爾比的照片和愛迪生的照片一起懸掛在國家發(fā)明家榮譽(yù)廳內(nèi)。

　　二 羅伯特 諾伊斯(Robert Noyce)：科學(xué)、商業(yè)雙料巨人

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　　羅伯特?諾伊斯，是一位科學(xué)界和商業(yè)界的奇才。他在基爾比的基礎(chǔ)上發(fā)明了可商業(yè)生產(chǎn)的集成電路，使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由“發(fā)明時(shí)代”進(jìn)入了“商用時(shí)代”。同時(shí)，還共同創(chuàng)辦了兩家硅谷最偉大的公司：一個(gè)是曾經(jīng)有半導(dǎo)體行業(yè)“黃埔軍?！敝Q的-仙童(Fairchild)公司，一個(gè)是當(dāng)今世界上最大設(shè)計(jì)和生產(chǎn)半導(dǎo)體的科技巨擎英特爾公司。

　　生活在美國大蕭條時(shí)代的羅伯特?諾伊斯向來奉行“自己動(dòng)手”，12歲的時(shí)候，他與二哥自造了一架懸掛式滑翔機(jī)。13歲的時(shí)候，他們用家里洗衣機(jī)淘汰的舊汽油發(fā)動(dòng)機(jī)造出了一輛汽車。甚至還同朋友一起造出了一臺(tái)粗糙的無線電收發(fā)兩用機(jī)，互相發(fā)信息。當(dāng)然諾伊斯這一生最大的發(fā)明，還屬可商業(yè)生產(chǎn)的集成電路。

　　1959年7月，諾伊斯研究出一種二氧化硅的擴(kuò)散技術(shù)和PN結(jié)的隔離技術(shù)，并創(chuàng)造性地在氧化膜上制作出鋁條連線，使元件和導(dǎo)線合成一體，從而為半導(dǎo)體集成電路的平面制作工藝、為工業(yè)大批量生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與基爾比在鍺晶片上研制集成電路不同，諾伊斯把眼光直接盯住硅-地球上含量最豐富之一的元素，商業(yè)化價(jià)值更大，成本更低。自此大量的半導(dǎo)體器件被制造并商用，風(fēng)險(xiǎn)投資開始出現(xiàn)，半導(dǎo)體初創(chuàng)公司涌現(xiàn)，更多功能更強(qiáng)、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的集成電路被發(fā)明，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由“發(fā)明時(shí)代”進(jìn)入了“商用時(shí)代”。

　　當(dāng)然在這個(gè)“商用時(shí)代”還誕生了諾伊斯最大的成就：1968年諾伊斯離開了曾經(jīng)有半導(dǎo)體行業(yè)“黃埔軍校”之稱的-仙童(Fairchild)公司(孕育出包括英特爾、AMD、美國國家半導(dǎo)體等當(dāng)今半導(dǎo)體行業(yè)著名公司)與戈登-摩爾、安迪-格羅夫同創(chuàng)建了英特爾(Intel)。

　　1971年，諾伊斯所在的Intel成功地在一塊12平方毫米的芯片上集成了2300個(gè)晶體管，制成了一款包括運(yùn)算器、控制器在內(nèi)的可編程序運(yùn)算芯片，也就是我們現(xiàn)在所說的中央處理單元(CPU)，又稱微處理器，這也是世界上第一款微處理器——4004。開始了英特爾(Intel)飛速發(fā)展，從1968年的收入為零直到今天超過三百五十億美金營業(yè)額。

　　一個(gè)人同時(shí)置身科學(xué)界和企業(yè)界，最終還能功德圓滿，實(shí)屬罕見，而諾伊斯卻做到了，他已經(jīng)成為半導(dǎo)體工業(yè)的象征人物，人們尊敬的稱他為：“硅谷市長”。這位“硅谷市長”的成就也成為半導(dǎo)體行業(yè)工程師日夜奮斗的目標(biāo)。

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　　【2011.12.12 ，google更改了首頁以紀(jì)念羅伯特?諾伊斯誕辰84周年】