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创新历史


   IC 发明 50 周年 - 关于发明  
IC 发明 50 周年 - 关于发明
发明第一块集成电路
Jack Kilby 的第一块工作集成电路由一个晶体管、多个电阻和一个电容器组成,它们集成在一个长度不足 0.5 英寸的锗片上。无论以何种标准来衡量,这款器件都非常简单。但是正如他的示波屏所显示的那样,它能工作。

Kilby 经常说到,如果他在 40 多年后知道自己展示的是第一块工作集成电路,他当初会“对它加以装点”。

历任电子工程师做出了巨大的贡献,而未来的工程师会继续将 Jack 的原始设计向前推进。

哪些技术因素使 Jack 的简单设计在 1958 年从理想变成现实?

贝尔实验室在 9 年前发明了晶体管,半导体电子技术自此得到迅猛发展。

贝尔实验室发明的晶体管取代了体积大、昂贵、易碎且需要大量电量的电子管。到 20 世纪 50 年代中期,晶体管开始应用于消费产品和军事领域。

但是,晶体管自身也存在劣势。某些应用要求以手动方式将数千个晶体管和大量传统组件接入到电路中。这项工作需要花费大量成本和时间,并且会危及可靠性。

另一个问题仍然存在 – 工程师称之为“苛刻的数量要求”。系统内部大量互连的晶体管和其它器件阻碍了技术的进步。它们的大小和重量使其无法用于许多设备,包括航空军事应用。并且,如果某个组件出现故障,整个系统将受到损害。

全球工程师都在寻找解决方案。TI 开展了大量的科研工作并聘请全国各地的工程师,其中包括于 1958 年聘请的 Jack Kilby。在那时,TI 正在开发称为“微模块”的设计,在该设计中,电路的所有部件都具有相同的大小和形状。Kilby 对此持怀疑态度,主要是因为它并未解决最基本的问题:晶体管组件的数量问题。

当他的同事在享受两周暑假时,TI 新员工 Kilby 却没有任何积累假期,他需要独自在 TI 实验室里顶替他人的工作。

为使用芯片,TI 已经尝试了数百万种方法和技术,Kilby 在寻找一种使用相同材质的单块将电路的所有部件(包括电容器和电阻)集成在一起的方法。他于 1958 年 7 月 24 日在笔记本上画出了第一块集成电路的设计草图。

两个月后,在极力信奉“微模块”概念的经理面前,Kilby 在他的办公室里首次成功地演示了集成电路。

Kilby 的发明使手动焊接数千个组件的方法成为过去,实现了 Henry Ford 模式的大规模生成。

虽然半导体行业最初对集成电路持怀疑态度,但是美国 军事机构于 1960 年将芯片用于航空计算机有力地证明该技术已成为电子系统的新骨干。

其余的便是世人皆知的历史了。Kilby 的发明对解决某些全球性的关键问题的作用不可估量。