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集成电路发明 发表评论(0) 编辑词条

集成电路发明

1954年,成就了“本世纪最伟大发明”的晶体管之父肖克利,离开贝尔实验室返回故乡寻求发展,他的故乡恰好就在现在的硅谷。

在硅谷嘹望山, 肖克利宣布成立半导体实验室。 1956年, 以罗伯特·诺依斯 (N.Noyce)为首的8位年轻的科学家从美国东部陆续加盟肖克利的实验室。他们的年龄都在30岁以下,学有所成,有获得双博士学位者,有来自大公司的工程师,有著名大学的研究员和教授,都处在创造能力的巅峰。

肖克利是天才科学家,却缺乏经营能力,对管理一窍不通。特曼评论说:“肖克利在才华横溢的年轻人眼里是非常有吸引力的人物,但他们又很难跟他共事。”1957年,在诺依斯带领下, 8位青年一起“叛逃”,决心自行创办公司,这就是电脑史中八个天才“叛逆”的趣闻。肖克利实验室最后因经营不善,被另一公司收买。

1957年10月,地处美国东部的仙童照相器材和设备公司,为“八叛逆”投资了3500美元种子资金, 组建起一家以诺依斯为首的仙童(Fairchild)半导体公司,仍在嘹望山租下一间小屋,着手制造一种双扩散基型晶体管,以便用硅来取代传统的锗材料。在诺依斯精心运筹下, “仙童”的业务逐渐有了较大发展,员工增加到100多人。同时,一整套制造晶体管的平面处理技术也日趋成熟,成功地制造出金属氧化物半导体(MOS)等器件。

半导体平面处理技术为“仙童”们打开了一扇奇妙的大门,他们突然看到了一个极有希望的前景:用这种方法完全可以在硅芯片上集成几百个,乃至成千上万个晶体管。1959年1月23日,诺依斯在日记里详细地记录了这一闪光的设想。

几乎在同一时期,美国南部达拉斯市,德克萨斯仪器公司(TI)的青年研究人员基尔比(J. kilby)也想到了类似的技术创意。基尔比在伊利诺斯大学和威斯康星大学所学专业都是电子工程学,他从英国科学家达默的思想里获得了启发。达默早在1952年就指出,由半导体构成的晶体管,可以把它们组装在一块平板上而去掉之间的连线。根据这种想法,基尔比在笔记本上画出了设计草图。

基尔比那年35岁,刚到TI公司工作不久。趁公司其他人员休假的时机,他独自实验这种“微模组件”,成功地把晶体管、电阻和电容等集成在微小的平板上,用热焊方式把元件以极细的导线互连,在不超过4平方毫米的面积上,大约集成了20余个元件。1959年2月6日, 基尔比向美国专利局申报专利,这种由半导体元件构成的微型固体组合件,从此被命名为“集成电路”(IC)。

从那以后,基尔比一直供职于德州仪器公司,担任技术主管等职务,直到1970年才退出, 成为德州A&M大学教授。他一生共获得60余项发明专利,但最大的贡献,莫过于首次发明集成电路。

当基尔比发明集成电路的消息传到硅谷,仙童半导体公司当即召集会议商议对策。诺依斯提出:可以用平面处理技术来实现集成电路的大批量生产,仙童公司开始奋起疾追。1959年7月30日,他们采用先进的平面处理技术研制出集成电路,也申请到一项发明专利。

1966年,基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予美国科技人员最渴望获得的巴兰丁奖章。基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”,而诺依斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年,美国联邦法院最后从法律上承认了集成电路是一项“同时的发明”。

在基尔比和诺依斯发明集成电路不久后的1961年,德州仪器公司仅用不到9个月时间,研制出第一台用集成电路组装的计算机,标志着电脑从此进入它的第三代历史。该机共有587块集成电路,重不过300克,体积不到100立方厘米,功率只有16瓦。

到了1964年,仙童公司“八叛逆”之一的摩尔(G. Moore)博士,以三页纸的短小篇幅,发表了一个奇特的理论。摩尔天才地预言说道,集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长,并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔的这个预言,因集成电路芯片后来的发展曲线得以证实,并在较长时期保持着有效性,被人誉为“摩尔定律”。至此而后,集成电路迅速把电脑推上高速成长的快车道。

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