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1959年

诺依斯与基尔比发明集成电路

在当今的各种大大小小电子设备的电路板上,几乎都能找到一些带有密密麻麻针脚的黑色小方片,它们的名称是“集成电路”。集成电路体积虽小,但功能强大,是人类智慧的高度浓缩。可以说没有集成电路,就没有发达的电子科技。集成电路是由谁发明的?这样天才的设想又是怎样提出的?

许多计算机史学家都认为,要想了解美国硅谷的发展史,就必须了解早期的仙童半导体公司。1950年代后期至1960年代的仙童半导体公司称得上是当时世界上最大、最富创新精神和最令人振奋的半导体生产企业,为美国硅谷的成长奠定了坚实的基础。更为重要的是,这家公司还为硅谷孕育了成千上万的技术人才和管理人才,被誉为电子、计算机业界的“西点军校”。从仙童公司先后分出了上百家公司,包括Intel、AMD和硅谷最为显赫的风险投资公司KPCB。然而,仙童半导体公司完全是一个“偶然产生的企业”。

1955年,成就了“20世纪最伟大发明”的晶体管之父肖克利博士离开贝尔实验室返回故乡,在硅谷创建“肖克利半导体实验室”。1956年,以诺依斯、摩尔为首的8位青年科学家从美国东部陆续来到硅谷加盟肖克利实验室。他们的年龄都在30岁以下,风华正茂,学有所成,处在创造能力的巅峰。肖克利虽然是天才的科学家,但却缺乏经营管理能力。本想大干一场的8人,被肖克利的专制武断逼得忍无可忍,一年中没有研制出任何拿得出手的产品。

肖克利Ⓞ

1957年,在诺依斯的带领下,8个年轻人一起向肖克利递上辞呈,肖克利怒不可遏地骂他们是“八叛逆”。他们原本没有创办企业的想法,但是没有一家公司肯同时雇用他们8个人。“八叛逆”找到了纽约仙童摄影器材公司寻求合作,企业家费尔柴尔德先生给他们提供了3600美元创业基金,要求他们开发和生产商业半导体器件。于是,“八叛逆”创办的仙童半导体公司开张了。

仙童半导体标志Ⓦ

第一块适合工业生产的集成电路纪念碑Ⓞ

诺依斯Ⓦ

在诺依斯的精心运筹下,仙童半导体公司的业务逐渐有了较大发展,员工增加到100多人。随着公司的茁壮成长,一整套制造晶体管的平面处理技术也日趋成熟。

1959年1月23日,诺依斯在日记里详细地记录了制造集成电路的设想,即利用一层氧化膜作为半导体的绝缘层,制作出铝条连线,使元件和导线合成一体。按这种设想,完全可以在硅芯片上集成几百个乃至成千上万个晶体管。

几乎在同一时期,美国德州仪器公司的青年研究员、物理学家基尔比也想到了类似的技术创意。基尔比在伊利诺伊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,可以把由半导体构成的晶体管组装在一块平板上而去掉它们之间的连线。根据这种想法,基尔比在笔记本上画出了设计草图。他独自实验,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)。

当基尔比发明集成电路的消息传到硅谷,诺依斯十分震惊。他当即召集“八叛逆”商议对策。基尔比面临的难题,比如在硅片上进行两次扩散和导线互相连接等等,正是仙童半导体公司的拿手好戏。诺依斯提出:可以用蒸发沉积金属的方法代替热焊接导线,这是解决元件相互连接问题的最好途径。仙童半导体公司开始奋起直追。1959年7月30日,诺依斯研制出的集成电路也申请到一项发明专利。

基尔比(前排中)Ⓞ

为争夺集成电路的发明权,德州仪器公司和仙童半导体公司开始了旷日持久的争执。1966年,基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予“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”。

集成电路的发明为开发电子产品的各种功能铺平了道路,使微处理器的出现成为可能,也使计算机变成了普通人可以亲近的日常工具。集成技术的应用催生了更多方便快捷的电子产品,比如常见的袖珍计算器就是基尔比继集成电路之后的一个新发明。如果电子技术止于晶体管,计算机就难以普及,我们的生活也不会像现在一样丰富多彩。

2000年,集成电路问世41年以后,基尔比与另两位科学家因分别发明集成电路、快速晶体管和激光二极管,为现代信息技术奠定了基础,被授予诺贝尔物理学奖。诺依斯则因于1990年已去世,未能获此殊荣。

基尔比发明的集成电路Ⓒ

诺依斯发明的集成电路Ⓞ fdYJJmivMdQkT+fts1byp7J3lIgn5uL6JehgKiOiYUyRL3JKgIA4LVbs12fBDMDy

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