1954年,成就了“本世紀最偉大發(fā)明”的晶體管之父肖克利,離開貝爾實驗室返回故鄉(xiāng)尋求發(fā)展,他的故鄉(xiāng)恰好就在現在的硅谷。
在硅谷嘹望山,肖克利宣布成立半導體實驗室。1956年,以羅伯特·諾依斯 (N.Noyce)為首的8位年輕的科學家從美國東部陸續(xù)加盟肖克利的實驗室。他們的年齡都在30歲以下,學有所成,有獲得雙博士學位者,有來自大公司的工程師,有著名大學的研究員和教授,都處在創(chuàng)造能力的巔峰。
肖克利是天才科學家,卻缺乏經營能力,對管理一竅不通。特曼評論說:“肖克利在才華橫溢的年輕人眼里是非常有吸引力的人物,但他們又很難跟他共事。”1957年,在諾依斯帶領下,8位青年一起“叛逃”,決心自行創(chuàng)辦公司,這就是電腦史中八個天才“叛逆”的趣聞。肖克利實驗室最后因經營不善,被另一公司收買。
1957年10月,地處美國東部的仙童照相器材和設備公司,為“八叛逆”投資了3500美元種子資金,組建起一家以諾依斯為首的仙童(Fairchild)半導體公司,仍在嘹望山租下一間小屋,著手制造一種雙擴散基型晶體管,以便用硅來取代傳統(tǒng)的鍺材料。在諾依斯精心運籌下,“仙童”的業(yè)務逐漸有了較大發(fā)展,員工增加到100多人。同時,一整套制造晶體管的平面處理技術也日趨成熟,成功地制造出金屬氧化物半導體(MOS)等器件。
半導體平面處理技術為“仙童”們打開了一扇奇妙的大門,他們突然看到了一個極有希望的前景:用這種方法完全可以在硅芯片上集成幾百個,乃至成千上萬個晶體管。1959年1月23日,諾依斯在日記里詳細地記錄了這一閃光的設想。
幾乎在同一時期,美國南部達拉斯市,德克薩斯儀器公司(TI)的青年研究人員基爾比(J. kilby)也想到了類似的技術創(chuàng)意?;鶢柋仍谝晾Z斯大學和威斯康星大學所學專業(yè)都是電子工程學,他從英國科學家達默的思想里獲得了啟發(fā)。達默早在1952年就指出,由半導體構成的晶體管,可以把它們組裝在一塊平板上而去掉之間的連線。根據這種想法,基爾比在筆記本上畫出了設計草圖。
基爾比那年35歲,剛到TI公司工作不久。趁公司其他人員休假的時機,他獨自實驗這種“微模組件”,成功地把晶體管、電阻和電容等集成在微小的平板上,用熱焊方式把元件以極細的導線互連,在不超過4平方毫米的面積上,大約集成了20余個元件。1959年2月6日, 基爾比向美國專利局申報專利,這種由半導體元件構成的微型固體組合件,從此被命名為“集成電路”(IC)。
從那以后,基爾比一直供職于德州儀器公司,擔任技術主管等職務,直到1970年才退出, 成為德州A&M大學教授。他一生共獲得60余項發(fā)明專利,但最大的貢獻,莫過于首次發(fā)明集成電路。
當基爾比發(fā)明集成電路的消息傳到硅谷,仙童半導體公司當即召集會議商議對策。諾依斯提出:可以用平面處理技術來實現集成電路的大批量生產,仙童公司開始奮起疾追。1959年7月30日,他們采用先進的平面處理技術研制出集成電路,也申請到一項發(fā)明專利。
1966年,基爾比和諾依斯同時被富蘭克林學會授予美國科技人員最渴望獲得的巴蘭丁獎章?;鶢柋缺蛔u為“第一塊集成電路的發(fā)明家”,而諾依斯被譽為“提出了適合于工業(yè)生產的集成電路理論”的人。1969年,美國聯邦法院最后從法律上承認了集成電路是一項“同時的發(fā)明”。
在基爾比和諾依斯發(fā)明集成電路不久后的1961年,德州儀器公司僅用不到9個月時間,研制出第一臺用集成電路組裝的計算機,標志著電腦從此進入它的第三代歷史。該機共有587塊集成電路,重不過300克,體積不到100立方厘米,功率只有16瓦。
到了1964年,仙童公司“八叛逆”之一的摩爾(G. Moore)博士,以三頁紙的短小篇幅,發(fā)表了一個奇特的理論。摩爾天才地預言說道,集成電路上能被集成的晶體管數目,將會以每18個月翻一番的速度穩(wěn)定增長,并在今后數十年內保持著這種勢頭。摩爾的這個預言,因集成電路芯片后來的發(fā)展曲線得以證實,并在較長時期保持著有效性,被人譽為“摩爾定律”。至此而后,集成電路迅速把電腦推上高速成長的快車道。