50年前,Jack Kilby向少量几名集合在德州仪器半导体实验室的搭档展现的其实是一个并不杂乱的设备——它仅仅是在一块锗片上嵌置了一只晶体管和一些其他的元件。其时在场的人员底子不会想到,Jack Kilby的创造,也便是尺度7/16×1/16英寸的集成电路,将会在整个电子工业掀起一场革新。
问题的回答
Jack Kilby初次萌发创造集成电路的想象是在一个甚为冷清的实验室中,该实验室坐落德州仪器新建成的半导体大楼内。1958年7月,当大部分职工都在享用德州仪器公司为期两周的传统假日时,初来乍到的Jack Kilby却无缘长假,只能待在车间里单独研讨。
那么究竟是什么让Jack Kilby开端一步步考虑深究,并终究创造出集成电路呢?和其他许多创造家相同,Jack Kilby开端仅仅想要处理问题,而他其时要处理的问题便是“数字暴力”。
简直整个20世纪上半叶,电子工业能够说是真空管技能鹤立鸡群的全国。但真空管却存在着固有的缺点,它们易碎、粗笨、牢靠性低且功耗大,一同会发生适当多的热量。
直至1947年,贝尔电话实验室创造了晶体管,才处理了真空管存在的问题。晶体管的体积远远小于真空管,一同比真空管愈加牢靠、运用寿命更长、发生的热量更少,功耗也更小。凭借晶体管,工程师得以规划出愈加杂乱的电子线路以及包含成千成万互相的独立元件,如晶体管、二极管、整流管和电容器等设备。即便如此,问题依然存在,这些元件仍是需求互相衔接才干构成电子线路,而彻底经过人工将成千上万个元件焊接到相同数量的电线上,这整个工序耗时耗力且本钱昂扬。又由于每个焊接接头都或许呈现毛病,所以实践上来看该设备也并不牢靠。工程师们面对的应战是寻觅牢靠的高本钱效益方法来出产并将这些元件互相相连。
美国通讯兵团提出了一种尝试性的处理方案,即“微模块”方案。该方案的理念是将一切元件的尺度和外形一致成一模相同,并将接线内嵌至元件中。之后将各个模块卡在一同,组成电路,然后省去了衔接电线的需求。
走进Jack Kilby的国际
1958年,Jack Kilby参加德州仪器时,公司正在研讨“微模块”方案。由于曾在密尔沃基的中心实验室做过研讨,Jack Kilby对电子工业所面对的“数字暴力”问题并不生疏。但他并不认为“微模块”技能便是万全之策,由于它仍未处理杂乱电路中存在着极大数量元件的这个最基本问题。
因而,Jack Kilby开端研讨代替性处理方案,并在过程中发现仅有能够让半导体公司高效运用本钱的技能便是半导体技能。“细想之后,我发现咱们真实需求的其实便是半导体,具体来说,便是电阻器和%&&&&&%器(无源元件)能够选用与有源元件(晶体管)相同的资料制作。我还意识到,已然一切元件都能够用同一块资料制作,那么这些元件也能够先在同一块资料上就地制作,再互相衔接,终究构成完好的电路。” Jack Kilby在1976年宣布的文章《集成电路的诞生》中写道。
1958年7月,Jack Kilby开端将一切主意收拾记录下来,并制作规划草图。到了9月份,他现已准备充分,计划演示自己的效果,即选用一整块半导体资料制成实践可用的集成电路。1958年9月12日,包含前德州仪器总裁Mark Shepherd在内的数名高管汇聚一堂,一起见证了Jack Kilby的巨大创造。他们所见到的是一块上面带有杰出的电线,并粘在一块载玻片上的锗片。该设备适当大略,可是当Jack Kilby按下开关,示波器显示屏上赫然呈现了不间断的正弦波形。实验证明他的创造成功了,他彻底处理了此前一向悬而未决的问题。
前期成功
Jack Kilby的创造无疑是一项严重的打破,不过,尽管美国空军对德州仪器的集成电路技能抱有一些爱好,可是整个职业仍持怀疑态度。实践上,集成电路及其特色“在接下来几年的大型技能大会上经常被当成笑料”,Jack Kilby如此写道。
但是,1961年与1962年,美国空军先后在计算机及民兵导弹中运用硅晶片,这些项目促进集成电路初次在军事商场占得一席之地。前德州仪器总裁Patrick E. Haggerty认识到要推进集成电路的广泛运用,有必要开发一款“模范性产品”。因而,他要求Jack Kilby规划一种特别的计算器,这种计算器的功用要一点点不逊于其时遍及运用的大型机电桌面型计算器,一同尺度细巧,能够放入大衣口袋中随身携带。终究Jack Kilby和其他工程师协作创造出了手持式电子计算器,成功将集成电路推向商场。
影响
Jack Kilby创造的微型芯片影响深远,没有这项创造,许多今天人们习以为常的电子产品就不会存在。能够说,芯片成果了现代计算机工业,使得旧日足有一间房那么大的计算机摇身一变成为今天咱们所见的一系列主机、迷你电脑和个人电脑。
芯片重构了通讯形式,使得人与人、企业与企业,乃至国家与国家之间得以经过各种全新的方法进行即时的信息交流。
没有芯片,人类就无法探究太空,也不或许登上月球。
芯片协助失聪者重获听力,也是各种医疗确诊设备的“心脏”。
芯片的影响力还延伸至教育、交通、制作和文娱工业。
关于德州仪器而言,集成电路扮演着至关重要的人物。多年以来,德州仪器公司出产了数以十亿计的芯片。但%&&&&&%的含义远不止于推进德州仪器的开展,它对整个职业都起到了带动效果。1961年至今,全球的电子商场产量从290亿美元增至近15000亿美元。
未来这种开展有赖于科学家不断研宣布更新、更先进的技能——德州仪器带来的很多专利技能便是其间的代表。
未来展望
跟着半导体技能不断进步,人们有望才智到愈加难以想象的全新电子设备。或许有一天,你给日托中心打电话,就能够在手机屏幕上看到孩子的笑脸;或许有一天,作业完毕之后,你来到停车场取车回家,经过车载电话就能让家中的烤箱工作起来,而当你到家的时分,晚饭现已差不多做好了;或许有一天,你能够把轿车设置成自动驾驶形式,然后在通勤回家的路上检查第二天的会议补白;或许有一天,你想看某部电影的时分,只需在网上订好票,几秒之后,你就能够在家里的电视上开端欣赏了。
这些听起来都恰似天方夜谭,但凭借德州仪器研制的技能,咱们间隔新的打破并不悠远,愿望很快就能变成实际。