集成電路成長史
集成電路是一種芯片,我們天天都在用,比如說家庭當(dāng)中用到的集成電路有三百塊之多。我們在自己家里修一些電器的時(shí)候,你可以看見有很多黑黑的方塊,這些黑黑的方塊是什么?就是我們說的集成電路和芯片。 這里面有大量的集成電路的基本元件,叫晶體管,可能有幾十億支甚至上百億支。晶體管的原理非常簡單,但是真正要把這樣的晶體管發(fā)明出來,人類還是經(jīng)過了非常長時(shí)間的探索。 我們知道,世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)是1945年在美國的賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)明的,我們用的是所謂的電子管,大概直徑在兩公分左右,高度有個(gè)五、六公分,通上電以后它會(huì)發(fā)亮,像個(gè)燈泡似的。 這樣的電子計(jì)算機(jī)用了17500支電子管,很多,但這個(gè)電子管的可靠性非常差,六分多鐘就燒壞一支,一旦燒壞了怎么辦呢?就得去換。 換的時(shí)候,計(jì)算機(jī)的機(jī)房里的一些女士就要跑去把電關(guān)了,換一支電子管,再重新開機(jī)。這樣的一個(gè)計(jì)算機(jī)使用效率是非常低的,因此我們迫切的需要能找到一種能代替電子管的元器件。 1947年在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室,有三位科學(xué)家就發(fā)明了后來我們稱之為晶體管的這種新的元器件,這三位科學(xué)家一個(gè)叫肖克利,一個(gè)叫巴丁,還有一個(gè)叫布萊坦,這三位科學(xué)家在1956年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 這個(gè)晶體管發(fā)明以后,我們看到它比起我們所熟知的電子管要小了很多,比一個(gè)黃豆還小,甚至像一個(gè)芝麻粒一樣,可靠性非常高,而且它反應(yīng)速度很快。 在1954年,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室用800支晶體管組建了世界上第一臺晶體管的計(jì)算機(jī),這臺計(jì)算機(jī)是給B—52重型轟炸機(jī)用的,它耗電量只有100瓦,最重要它的運(yùn)算速度非?欤_(dá)到每秒鐘100萬次。 晶體管非常好,但是大家還在想,我是不是能把晶體管做得更?為什么呢?你用這么多晶體管,它還是有焊點(diǎn),焊點(diǎn)會(huì)虛焊,有了虛焊以后可靠性變差,那么我們是不是可以找到可靠性更好的東西呢?所以后面我們就出現(xiàn)了集成電路,也就是今天我們要講的芯片。 1958年9月12日,由當(dāng)時(shí)在美國德州儀器公司的一個(gè)青年工程師,他叫杰克·基爾比,發(fā)明了集成電路的理論模型。 1959年,當(dāng)時(shí)在仙童公司工作的一個(gè)叫鮑勃·諾伊斯的人,也是后來英特爾公司創(chuàng)始人,他就發(fā)明了今天我們都在用的集成電路的制造方法——掩膜版曝光刻蝕技術(shù)。 所以我們今天講來講去,其實(shí)我們用的技術(shù)是六十年前發(fā)明的技術(shù),只是我們今天不斷地在規(guī)模上、精度上變小而已,這兩位科學(xué)家發(fā)明的集成電路對人類的影響是非常巨大的。 在集成電路發(fā)明了42年以后, 杰克﹒基爾比獲得了2000年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),非常可惜的是鮑勃﹒諾伊斯那個(gè)時(shí)候已經(jīng)過世了,所以他沒有得到諾貝爾獎(jiǎng)。 1962年,當(dāng)時(shí)國際商用機(jī)器公司,也就是IBM,開始用集成電路來制造計(jì)算機(jī),1964年在全球發(fā)布了一個(gè)系列6臺計(jì)算機(jī),起名叫做IBM360,功能極其強(qiáng)大,完成科學(xué)計(jì)算、事務(wù)處理等各種各樣的內(nèi)容。 |