1958年9月12日,基爾比和助手謝潑德(MShepherd)給阿德考克和組里的其他同事演示了他的實(shí)驗(yàn)?;鶢柋染o張地將十伏電壓接在了輸入端,再將一個(gè)示波器連在了輸出端,接通的一剎那,示波器上出現(xiàn)了頻率為1.2兆赫茲,振幅為0.2伏的震蕩波形?,F(xiàn)代電子工業(yè)的第一個(gè)用單一材料制成的集成電路誕生了。一周后,基爾比用同樣的方法成功地做出了一個(gè)觸發(fā)電路?;鶢柋鹊碾娐泛秃髞?lái)在硅晶片上實(shí)現(xiàn)的集成電路相比,樣子非常難看。但是,它們工作的非常好。它們告訴人們,將各種電子器件集成在一個(gè)晶片上是可行的。
基爾比因?yàn)檫@個(gè)發(fā)明,2000年,他獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)比爾·克林頓寫(xiě)信祝賀他:你應(yīng)該感到很驕傲,你的工作將會(huì)使人類生活得更好。
仙童也涉足集成電路,1959年1月底,仙童半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor)的諾伊斯也有了集成電路的想法。諾伊斯曾是肖克利公司的技術(shù)負(fù)責(zé)人,仙童半導(dǎo)體著名的“叛逆八人幫”領(lǐng)袖。他的想法基于仙童創(chuàng)始人霍尼(Jean Hoerni)的平面工藝(Planner Process)和硅晶片上的擴(kuò)散技術(shù)。平面工藝是在硅片上加上一層氧化硅作為絕緣層,然后,在這層絕緣氧化硅上打洞,用鋁薄膜將已用硅擴(kuò)散技術(shù)做好的器件連接起來(lái)。這樣的話各器件之間就會(huì)有良好的電絕緣,而且絕緣氧化硅可以保護(hù)硅片上的器件。但是這一工藝只適用于硅晶體。
諾伊斯博士為爭(zhēng)取集成電路發(fā)明專利,他與基爾比打過(guò)好長(zhǎng)一段時(shí)間的官司。不過(guò),他已經(jīng)在1990年與世長(zhǎng)辭。許多科學(xué)家都說(shuō),如果諾伊斯博士沒(méi)有去世,他肯定能與基爾比分享今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
回顧第一個(gè)集成電路
見(jiàn)證Jack Kilby的偉大
平淡的少年時(shí)代
杰克·基爾比于1923年11月8日,出生于美國(guó)中西部堪薩斯(Kansas)州的杰弗遜城(City of Jefferson )。父親赫伯特·基爾比(Hubert Kilby)和母親薇娜·基爾比(Vina Kilby)都是伊利諾伊大學(xué)香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的畢業(yè)生?;鶢柋人臍q時(shí),他們一家搬到了薩琳娜(Salina)。在那里,基爾比父親是一位優(yōu)秀的電氣工程師,還擁有一家小型電力公司——堪薩斯電力公司(Kansas Power Company)?;鶢柋葟男【徒?jīng)常跟父親一起去父親公司的發(fā)電廠,經(jīng)??锤赣H和發(fā)電、輸電設(shè)備打交道。從那時(shí)起,基爾比就立志成為一個(gè)和父親一樣的電氣工程師。
基爾比十歲時(shí),他父母帶他參觀了芝加哥(Chicago) 的世界博覽會(huì),基爾比對(duì)博覽會(huì)記憶最深刻的是未來(lái)城市的那部分。那里展出了汽車、高速公路,還有一個(gè)側(cè)面擋板被打開(kāi)的火車頭,孩子們可以看見(jiàn)火車是怎么工作的。一個(gè)懸索滑車,可以把人直接送到一個(gè)人工湖的對(duì)岸?;鶢柋戎?,未來(lái)會(huì)和現(xiàn)在大大的不同,他要參與這種改變。暑假期間,基爾比的父親常常帶他去公司?;鶢柋仍谀抢锟吹搅穗姎夤こ處煹母赣H是怎樣工作的。同時(shí)也接受了父親給工程師的定義:“一個(gè)能用一塊錢(qián)完成一般人用兩塊錢(qián)完成的工作的人,就是工程師?!?/p>
基爾比對(duì)體育興趣不大。他把業(yè)余時(shí)間花在拆卸家里的東西上,他拆過(guò)鐘表、無(wú)線電、玩具。也修理家里的電器,如烤箱等。基爾比一家在薩琳娜住了十年后,他們搬到了Great Bend。基爾比父親鼓勵(lì)基爾比和他的妹妹讀書(shū),他為基爾比和妹妹訂了好多雜志,其中的大眾科學(xué)(Popular Science )和大眾機(jī)械(Popular Mechanics ),對(duì)基爾比的影響極大。
走上電子之路
1937年,基爾比的父親在當(dāng)?shù)亟⑵鹆艘粋€(gè)業(yè)余無(wú)線電通訊網(wǎng)絡(luò)?;鶢柋鹊谝淮慰匆?jiàn)了如何架設(shè)天線,檢測(cè)信號(hào)。在幫助父親工作的同時(shí),基爾比認(rèn)識(shí)了兩個(gè)比他大十幾歲的業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者(HAM)。這兩個(gè)人教會(huì)了他莫爾斯碼和發(fā)報(bào)技術(shù),他們指導(dǎo)基爾比組裝了一臺(tái)發(fā)報(bào)機(jī)。還鼓勵(lì)他去考HAM執(zhí)照。很快,基爾比就拿到執(zhí)照了。他經(jīng)常同世界各地的HAM通話,最遠(yuǎn)到了古巴和夏威夷。
基爾比就讀于Great Bend高中。此時(shí)的基爾比身高二米,戴著眼鏡。他的功課并不是很好,平均成績(jī)?yōu)椋?。教他理科的老師?duì)他影響不大,是一位歷史老師激發(fā)了他對(duì)學(xué)術(shù)的熱情。她讓他認(rèn)識(shí)到了必須在生活中發(fā)掘出自己最大的能力,并以此為自己的生活目標(biāo)。基爾比家不缺錢(qián),但暑假期間,他還是去干農(nóng)活或是在父親的廠里當(dāng)臨時(shí)工。這些暑期工作對(duì)他的影響是,他決定今后絕不做體力勞動(dòng)者。
高中期間,基爾比除了工程師外,從未想過(guò)會(huì)去做其他的工作。1941年,基爾比高中畢業(yè),以三分之差未能進(jìn)入當(dāng)時(shí)美國(guó)最好的工學(xué)院——麻省理工學(xué)院,這件事讓他一生耿耿于懷?;鶢柋葋?lái)到他父母就讀的伊利諾伊大學(xué)香檳分校就讀本科。入學(xué)不久爆發(fā)了珍珠港事件,大二的基爾比加入了美軍,成為一位無(wú)線電通訊設(shè)備維修員,來(lái)到了印緬戰(zhàn)場(chǎng)?;鶢柋仍谀抢镆淮艟褪菐啄?,他曾隨史迪威將軍在中國(guó)作戰(zhàn)過(guò)六個(gè)月?;鶢柋群髞?lái)說(shuō)過(guò):“學(xué)校外面的事情能讓你很快成熟。當(dāng)問(wèn)題發(fā)生時(shí),你必須面對(duì)它們,想出辦法,解決它們,然后你就進(jìn)步了?!?/p>
二戰(zhàn)結(jié)束后,基爾比回到大學(xué)繼續(xù)他的學(xué)習(xí),學(xué)費(fèi)由軍隊(duì)承擔(dān)。當(dāng)時(shí)的大學(xué)電機(jī)系,正在從傳統(tǒng)的電力工程,轉(zhuǎn)向電子工程?;鶢柋劝l(fā)現(xiàn),好老師都是教傳統(tǒng)的電力工程的教授。電子工程教授,則大多是來(lái)自軍隊(duì),那些在的二戰(zhàn)中使用過(guò)雷達(dá)和無(wú)線電的軍人。
1947年,基爾比獲得電子工程學(xué)士學(xué)位。畢業(yè)時(shí),有三個(gè)公司給了基爾比工作。一家是有名的通用電氣(General Electric),一家是伊利諾伊貝爾(Illinois Bell),還有一家是全球聯(lián)通(Globe Union)在米爾沃基(Milwaukee)的中心實(shí)驗(yàn)室(Centralab)。
基爾比選擇了中心實(shí)驗(yàn)室,他一邊工作一邊在威斯康辛大學(xué)米爾沃基分校(University of Wisconsin at Milwaukee)功讀碩士學(xué)位。這一期間,基爾比和芭芭拉·安吉斯(Barbara Annegers)結(jié)婚,幾年后,他們有了兩個(gè)女兒?;鶢柋扔?950年獲碩士學(xué)位。
中心實(shí)驗(yàn)室一共有四十個(gè)工程師。基爾比在一個(gè)八個(gè)工程師的小組里工作。中心實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的電子產(chǎn)品,他們?cè)诙?zhàn)期間第一個(gè)用印刷電路工藝來(lái)制造電路。如今,他們準(zhǔn)備把各種不同材料的薄膜印在陶瓷上,再在上面插入真空管,目的是將電子線路小型化,并以此來(lái)制造助聽(tīng)器、無(wú)線電收音機(jī)、和電視。
基爾比大量閱讀了當(dāng)時(shí)有關(guān)微型化電路的論文。他很快就了解到了貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的晶體管,他很清楚,晶體管是電子線路的最好器件。在聽(tīng)了晶體管發(fā)明人巴丁(John Bardeen)在米爾沃基的一次演講后,基爾比對(duì)晶體管的興趣就更大了。1952年,他所在的公司從貝爾實(shí)驗(yàn)室取得了生產(chǎn)晶體管的專利許可,費(fèi)用只有2萬(wàn)5千美金。基爾比被公司派到貝爾實(shí)驗(yàn)室參加為期兩周的晶體管技術(shù)研討會(huì)。與會(huì)期間,基爾比盡可能地學(xué)習(xí)各種晶體管制造工藝和晶體管理論。
回到公司后,基爾比組建了一個(gè)三人研發(fā)小組。他們制造了一些晶體管制造設(shè)備,同時(shí)也長(zhǎng)出了晶體,做出了晶體管。他們用晶體管和電阻、電容一起制造出了放大器,并投放了市場(chǎng),但利潤(rùn)不大。當(dāng)時(shí)晶體管最大的市場(chǎng)是國(guó)防工業(yè),但國(guó)防工業(yè)需要的是硅管,不是鍺管。
基爾比在中心實(shí)驗(yàn)室的十年里,獲得了十幾個(gè)專利。但他也發(fā)現(xiàn),在中心實(shí)驗(yàn)室工作已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)他心中的微型電路夢(mèng)想了。對(duì)基爾比來(lái)說(shuō),晶體管是未來(lái)。硅才是通往未來(lái)的電子材料。但中心實(shí)驗(yàn)室對(duì)硅沒(méi)有興趣。
對(duì)集成電路的初步想法
科技進(jìn)步總是由一連串夢(mèng)想推動(dòng)的,集成電路也不例外。有了固態(tài)電子器件晶體管之后,集成電路的出現(xiàn)是遲早的事。常用的電路一般由五種器件組成:具有放大作用的晶體三極管、具有整流作用的晶體二極管、電阻、電容和電感。電阻、電容和電感,人們?cè)诙兰o(jì)之前就很熟悉了;晶體二極管早在19世紀(jì)下半葉,人們就會(huì)制造了;到了1948年,晶體三極管也被貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布萊頓(Walter Houser Brattain)發(fā)明了。于是,怎么把這些器件做在一起,再按電路功能連接起來(lái),就成了一件非常重要的事了。1952年,英國(guó)皇家雷達(dá)研究所(Royal Radar Establishment)的杰夫·達(dá)默(Geoff Dummer)就提出了集成電路的想法:把一個(gè)電路所需的晶體管和其它器件制作在一塊半導(dǎo)體上。但這是一個(gè)人人都能想到的想法,但沒(méi)人能找出一種工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)它。1950年代初期,盡管晶體管工藝還很粗糙,但只要對(duì)當(dāng)時(shí)的流行的晶體管工藝進(jìn)行深入思考,把這些已有的工藝整合起來(lái),就有可能制造出這樣一種新型的固體電子電路,即集成電路。這個(gè)百年一遇的機(jī)會(huì),落到基爾比這個(gè)身高兩米,性格溫和穩(wěn)重的工程師身上。
1956年初,基爾比在貝爾實(shí)驗(yàn)室的第三次晶體管研討會(huì)上,學(xué)到了雜質(zhì)擴(kuò)散工藝。基爾比一直工作在晶體管和集成電路工藝的前沿上,但中心實(shí)驗(yàn)室并不想在硅上面投資。于是,基爾比開(kāi)始向有晶體管科研能力的公司發(fā)個(gè)人簡(jiǎn)歷,希望能在那些公司里實(shí)現(xiàn)自己的想法。基爾比面試了 IBM、摩托羅拉(Motorola)、德州儀器等公司。1958年5月,基爾比加盟了當(dāng)時(shí)剛從海上石油鉆探設(shè)備轉(zhuǎn)行到電子設(shè)備上的德州儀器。TI 從貝爾實(shí)驗(yàn)室取得了制造晶體管的專利許可,第一個(gè)制造出了硅晶體三極管。TI 也是美國(guó)國(guó)防部的電子設(shè)備微型化計(jì)劃的合作伙伴之一。TI 是當(dāng)時(shí)最大的硅晶體三極管的制造商。基爾比覺(jué)得 TI 的阿德考克研發(fā)小組,“已經(jīng)準(zhǔn)備好了做出一些與眾不同的事情?!痹诨鶢柋妊劾?,威利斯·阿德考克(Willis Adcock)是一個(gè)非常嚴(yán)肅認(rèn)真的工程師。
阿德考克小組正在為軍方做一個(gè)叫“微型模塊”(Micro Module)即平面電子器件的項(xiàng)目?;鶢柋葘?duì)此沒(méi)什么興趣。但因?yàn)閯倓偧用?TI ,基爾比沒(méi)有多少假期,TI 位于極其炎熱的德州達(dá)拉斯(Dallas Texas),暑假期間絕大部分員工會(huì)去度假。1958年暑假,基爾比因?yàn)槭切聠T工沒(méi)有多少假期,因此無(wú)法和其他員工一樣去別處度假避暑。整個(gè) TI 只有極少數(shù)人在工作。基爾比此時(shí)正好有時(shí)間靜靜地思考如何開(kāi)發(fā)自己感興趣的新工藝?;鶢柋扔惺甑闹圃煊∷㈦娐返慕?jīng)驗(yàn),他很清楚 TI 的競(jìng)爭(zhēng)力在于硅,但硅工藝的缺點(diǎn)是造價(jià)高。他很快就認(rèn)識(shí)到了 TI 最好的電子產(chǎn)品將是在硅片上制作出各種不同的電子器件,再把它們連接起來(lái)。當(dāng)時(shí)的形勢(shì)是:每一種基本器件,都已有了制造它的最好材料。但基爾比的直覺(jué)告訴他,電路所需的所有器件都可以用硅一種材料來(lái)制作。
基爾比記錄他集成電路想法的筆記
基爾比對(duì)當(dāng)時(shí)的微型電路工藝非常清楚,在他的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)感言中,他把它們歸納為三類:一種方法是把各種器件做成同樣大小和形狀,使電路連接變得很簡(jiǎn)單;第二種方法是用薄膜來(lái)制造各種器件,不能用薄膜做的器件后加上去;第三種方法更為徹底,就是在一種材料中,制造出一種全新的結(jié)構(gòu),并用它做出一個(gè)完整的電路。
在基爾比眼里,這些方法最大的問(wèn)題是制造這樣的電路需要不同的材料和工藝。基爾比早就知道除了電感之外,其他的電路基本器件:電阻、電容、二極管、三極管都能在一種材料上制作出來(lái)。所以在一種材料上做出所有電路需要的器件才是電路微型化的出路。
集成電路的面世
1958年7月24日,基爾比在工作筆記上寫(xiě)到:“由很多器件組成的極小的微型電路是可以在一塊晶片上制作出來(lái)的。由電阻、電容、二極管和三極管組成的電路可以被集成在一塊晶片上?!彼谶@一天記下了五頁(yè)關(guān)于如何把這幾種器件集成在一起的想法和實(shí)際應(yīng)用,基爾比甚至構(gòu)想了一個(gè)用這一方法生產(chǎn)一個(gè)具有完整功能的電路的工藝流程?;鶢柋鹊南敕ê芎?jiǎn)單,就是把這幾種器件制作在同一塊晶片上,然后將它們連成一個(gè)具有完整功能的電路。利用當(dāng)時(shí)由貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出的擴(kuò)散(Diffusion) 技術(shù)和物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition)技術(shù)在一塊晶片上實(shí)現(xiàn)這幾種器件,并非難事。
等到研究小組里的其他同事回來(lái)時(shí),基爾比向阿德考克提出了用一種材料制作一個(gè)觸發(fā)電路的方案。阿德考克同意了基爾比的想法說(shuō)“這是好像挺麻煩的”,但阿德考克讓他嘗試一下?;鶢柋认扔霉枳龀隽朔至⒌碾娮琛㈦娙?、二極管、和三極管,然后再把它們連成了一個(gè)觸發(fā)電路。1958年8月28日,基爾比就完成了這一嘗試。結(jié)果令人非常滿意
基爾比發(fā)明的第一個(gè)集成電路
為紀(jì)念Jack Kilby 在 TI 發(fā)明了集成電路,從此永遠(yuǎn)地改變了技術(shù)世界。這一周,TI store 將提供精選工具 88 折優(yōu)惠以及免費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)送貨服務(wù),有興趣的網(wǎng)友可以點(diǎn)擊閱讀原文了解。
既然能用單一材料硅制作這些分立器件,就能把這些器件做在一起?;鶢柋攘⒓葱袆?dòng)起來(lái)了。當(dāng)時(shí)的 TI ,已有了幾種鍺器件。并能把把金屬蒸發(fā)在鍺管的發(fā)射極和基極上,再用蝕刻技術(shù)做成接觸點(diǎn),然后連接起來(lái)?;鶢柋鹊玫搅藥讖堖@樣的鍺晶片,他決定用它們做兩個(gè)電路。他先在鍺晶片上制造出三極管,然后在純鍺晶體中少量摻雜做成電阻,最后用反向二極管做出電容,再用金線將它們連成一個(gè)Phase-Shift Oscillator。兩個(gè)助手把制成的電路切割成0.12x0.4英寸大小的成品。
基爾比一共做了三個(gè)這樣的電路。1958年9月12日,基爾比和助手謝潑德(M Shepherd) 給阿德考克和組里的其他同事演示了他的實(shí)驗(yàn)。基爾比緊張地將十伏電壓接在了輸入端,再將一個(gè)示波器連在了輸出端,接通的一剎那,示波器上出現(xiàn)了頻率為1.2兆赫茲,振幅為0.2伏的震蕩波形?,F(xiàn)代電子工業(yè)的第一個(gè)用單一材料制成的集成電路誕生了。一周后,基爾比用同樣的方法成功地做出了一個(gè)觸發(fā)電路?;鶢柋鹊碾娐泛秃髞?lái)在硅晶片上實(shí)現(xiàn)的集成電路相比,樣子非常難看。但是,它們工作的非常好。它們告訴人們,將各種電子器件集成在一個(gè)晶片上是可行的。
1959年10月,基爾比小組準(zhǔn)備用鍺設(shè)計(jì)一個(gè)新的觸發(fā)電路。這次他們要從頭做一個(gè)觸發(fā)電路。他們做出了電阻、電容、和三極管。第一個(gè)成功的觸發(fā)電路是在1959年初完成的,該電路就是1959年3月向公眾發(fā)布的“固體電路”。
專利上的爭(zhēng)分奪秒
1959年1月28日,一個(gè)讓人緊張的消息傳來(lái)。美國(guó)無(wú)線電公司(RCA)正準(zhǔn)備將他們開(kāi)發(fā)的集成電路上報(bào)專利局。這一消息使基爾比和 TI 的管理層大驚。他們迅速地為基爾比的發(fā)明準(zhǔn)備好了專利申請(qǐng)材料。1959年2月6日,TI 的專利代理人將一份內(nèi)容廣泛的“微型電子線路”的專利申請(qǐng)遞交給了美國(guó)聯(lián)邦專利局。該申請(qǐng)材料稱:“與過(guò)去的微型電子線路相比,該發(fā)明是基于全新的、完全不同于以往任何微型電子線路的理念。根據(jù)這一全新的工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)微型電子線路,只需要一種半導(dǎo)體材料就能將所有電子器件集成起來(lái),并且其工藝步驟是有限的,易于生產(chǎn)的?!?/p>
1959年3月,在美國(guó)無(wú)線電工程學(xué)院(IEEE的前身)年會(huì)上,TI 向新聞界發(fā)布了他們的革命性發(fā)明——“固體微型電子線路”?;鶢柋鹊闹种x潑德宣布:“這是 TI 開(kāi)發(fā)的最有意義的技術(shù)成果,因此我們宣布集成電路在商業(yè)上是可行的?!边@一消息使得RCA放棄了和 TI 爭(zhēng)奪集成電路發(fā)明權(quán)的企圖。
仙童也涉足集成電路
1959年1月底,仙童半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor)的諾伊斯也有了集成電路的想法。諾伊斯曾是肖克利公司的技術(shù)負(fù)責(zé)人,仙童半導(dǎo)體著名的“叛逆八人幫”領(lǐng)袖。他的想法基于仙童創(chuàng)始人霍尼(Jean Hoerni)的平面工藝(Planner Process)和硅晶片上的擴(kuò)散技術(shù)。平面照相技術(shù)是在硅片上加上一層氧化硅作為絕緣層,然后,在這層絕緣氧化硅上打洞,用鋁薄膜將已用硅擴(kuò)散技術(shù)做好的器件連接起來(lái)。這樣的話各器件之間就會(huì)有良好的電絕緣,而且絕緣氧化硅可以保護(hù)硅片上的器件。但是這一工藝只適用于硅晶體。
仙童的硅晶體集成電路
正是因?yàn)槠矫婀に嚕攀沟孟赏诠杈w三極管技術(shù)領(lǐng)先于當(dāng)時(shí)其他的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家。這一技術(shù)也使得仙童能夠制造出小于千分之一英寸的高性能高可靠的硅晶體三極管。也使集成電路中器件間的連接成了可能。1959年1月23日,諾伊斯在他的工作筆記上寫(xiě)到:“將各種器件制作在同一硅晶片上,再用平面工藝將其連接起來(lái),就能制造出多功能的電子線路。這一技術(shù)可以使電路的體積減小、重量減輕、并使成本下降。”
把器件制造在同一晶片上,基爾比和諾伊斯的想法相同,在器件的連接問(wèn)題上,諾伊斯的想法領(lǐng)先于基爾比。這是因?yàn)橄赏幕裟岽饲耙呀?jīng)發(fā)明了平面工藝,而 則沒(méi)有這一關(guān)鍵工藝。盡管,基爾比先于諾伊斯申請(qǐng)了集成電路的專利,但因?yàn)橛辛似矫婀に噥?lái)連接各個(gè)器件,諾伊斯的工藝領(lǐng)先于基爾比的工藝。
諾伊斯對(duì)集成電路的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了細(xì)致深入的思考,一個(gè)月后,在諾伊斯得知 TI 的發(fā)布會(huì)后,他才向仙童的同事們宣布了自己的想法。1959年春,諾伊斯起草了集成電路的專利申請(qǐng)書(shū)。他事先知道 TI 已向?qū)@诌f交了申請(qǐng),但不知道 TI 專利的內(nèi)容,因此他在自己的專利申請(qǐng)中強(qiáng)調(diào)仙童的工藝是以平面工藝來(lái)制造集成電路的。
實(shí)際上,仙童和 TI 的集成電路的制造工藝幾乎是在同時(shí)出現(xiàn)的。諾伊斯和基爾比都是把當(dāng)時(shí)已有的分立的工藝過(guò)程,為了同一目的連起來(lái)使用。其中大多數(shù)技術(shù)是貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的。后來(lái)諾伊斯說(shuō):“即使我們沒(méi)有這些想法,即使集成電路制造工藝專利不在仙童出現(xiàn),那也一定會(huì)在別的地方出現(xiàn),即使不再五十年代末出現(xiàn),那也會(huì)在后來(lái)的某一個(gè)時(shí)間出現(xiàn)這一發(fā)明。只要晶體管制造工藝發(fā)展到一定程度,集成電路制造工藝的想法就會(huì)出現(xiàn)、這一技術(shù)就會(huì)被人發(fā)明。”
當(dāng)時(shí)對(duì)集成電路的看法
當(dāng)時(shí)對(duì)集成電路有三種反對(duì)意見(jiàn):首先,集成電路的需求和產(chǎn)量都太小,無(wú)法獲利,當(dāng)時(shí)只有10%的晶體管廠家能在晶體管生產(chǎn)上獲利;第二,集成電路并沒(méi)有充分利用材料特性,比如半導(dǎo)體就不是最好的電阻材料;第三,很多人覺(jué)得晶體管這么好的器件不應(yīng)和其他器件在一種材料上混用。這些都有一定道理。還有很多在大公司工作的人認(rèn)為半導(dǎo)體集成電路的成功將導(dǎo)致很多電路設(shè)計(jì)工程師失業(yè)。不過(guò),集成電路成功后,電路設(shè)計(jì)工程師不但沒(méi)有失業(yè),需求反而大大增加了,只是他們的工作性質(zhì)稍有不同。
轉(zhuǎn)折點(diǎn)來(lái)自軍工產(chǎn)業(yè)。兩個(gè)巨大的軍工工程計(jì)劃——阿波羅登月計(jì)劃(Apollo Project)和“民兵”(Minuteman )導(dǎo)彈開(kāi)發(fā)計(jì)劃,大大促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。阿德考克和 TI 非常支持集成電路的開(kāi)發(fā)。TI 宣布了它們的比火柴頭還小的器件,并和空軍分擔(dān)研究費(fèi)用。因?yàn)樵撈骷苡迷凇懊癖睂?dǎo)彈上的小型計(jì)算機(jī)中。
1964年,只有幾家最先進(jìn)的公司在生產(chǎn)集成電路,他們?cè)噲D推廣集成電路的應(yīng)用。但很快集成電路就成了業(yè)界主流。集成電路取代了晶體管,為開(kāi)發(fā)各種功能的電子產(chǎn)品鋪平了道路,并且大幅降低了成本,第三代電子器件從此登上舞臺(tái)。集成電路也使微處理器的出現(xiàn)成為可能,計(jì)算機(jī)終于有機(jī)會(huì)走進(jìn)千千萬(wàn)萬(wàn)普通人家了。
不久,TI 董事長(zhǎng)讓基爾比在三個(gè)難度很大的項(xiàng)目中選一個(gè)。基爾比選擇了開(kāi)發(fā)小型計(jì)算器。他領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)三人小組,在1971年完成了該項(xiàng)目。該計(jì)算器重2.5磅,售價(jià)$200元,是當(dāng)時(shí)的臺(tái)式計(jì)算器售價(jià)的五分之一。幾年后,世界上的計(jì)算器的年銷售量就到了幾億個(gè)了。
功勛基爾的榮譽(yù)
基爾比在 TI 干了十二年,最后擔(dān)任的兩個(gè)職務(wù)是 VP 助理和技術(shù)總監(jiān)。1970年,基爾比離開(kāi)了 TI,成為一名獨(dú)立發(fā)明家和顧問(wèn)。1970年代的能源危機(jī)來(lái)襲時(shí),基爾比發(fā)明了一種用硅制造的放在屋頂上的太陽(yáng)能裝置。TI 買(mǎi)下了該專利。因?yàn)槭驮谑澜绶秶鷥?nèi)的降價(jià),TI 放棄了該項(xiàng)目的生產(chǎn)。
1978年~1984年德克薩斯農(nóng)工大學(xué)(Texas A & M University)的電機(jī)工程系特聘基爾比為教授。
基爾比的妻子于1981年去世。此后,他說(shuō)他開(kāi)始孤獨(dú)地思考、閱讀,閱讀、思考?;鶢柋群芏嗄陙?lái)一直不用計(jì)算機(jī)和計(jì)算器,他堅(jiān)持用計(jì)算尺。他拒絕帶數(shù)字電子表,一直帶著傳統(tǒng)手表。
基爾比一直認(rèn)為他是一個(gè)解決問(wèn)題的工程師,對(duì)他來(lái)說(shuō)解決問(wèn)題遠(yuǎn)比掙錢(qián)重要。他從來(lái)沒(méi)很富有,他在 TI 的工作給了他非常舒適的生活,也能讓他做他喜歡做的事。他曾有過(guò)一輛奔馳車,他把它一直開(kāi)到十萬(wàn)多英里,然后留在車庫(kù)里做備用車。他說(shuō),他對(duì)錢(qián)能做的事,缺乏想象力。
基爾比獲得了無(wú)數(shù)的榮譽(yù):國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)、國(guó)家技術(shù)獎(jiǎng)、美國(guó)國(guó)家工程學(xué)院獎(jiǎng)?wù)??;鶢柋冗€擁有六十多個(gè)專利。2000年,集成電路問(wèn)世42年后,基爾比因“為信息時(shí)代奠定了基礎(chǔ),”獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他在獲獎(jiǎng)感言中提到,要是諾伊斯還活著的話,肯定會(huì)和他分享諾貝爾獎(jiǎng)。
基爾比從瑞典國(guó)王手中接過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)
基爾比于2005年6月20日因癌癥在達(dá)拉斯去世,身后留下了兩個(gè)女兒和五個(gè)孫女。他的故鄉(xiāng)Great Bend為他樹(shù)立了一尊雕像。這一年,集成電路已經(jīng)由基爾比在實(shí)驗(yàn)室展示的那塊簡(jiǎn)陋的芯片,發(fā)展成為總銷售額高達(dá)1900億美元的全球最大的產(chǎn)業(yè)了,而由此而支撐起的全球電子終端設(shè)備市場(chǎng)更是達(dá)到了12750億美元的巨大規(guī)模。
對(duì)基爾的評(píng)價(jià)
阿德考克對(duì)基爾比的評(píng)價(jià)是,基爾比的成功是因?yàn)樗膭?chuàng)造性思維,及把數(shù)學(xué)應(yīng)用到實(shí)際工作中的能力?;鶢柋日J(rèn)為他自己不是一位科學(xué)家,因?yàn)榭茖W(xué)家是解釋事物的,而他是解決問(wèn)題的人。解決問(wèn)題的人是工程師?;鶢柋日f(shuō)過(guò)。很多發(fā)明家認(rèn)為自己是科學(xué)家而不是工程師??茖W(xué)家有偉大的思想,而工程師創(chuàng)造工藝、制造產(chǎn)品,并讓它們有用,同時(shí)還要賺錢(qián)?;鶢柋日J(rèn)為自己是工程師,他有一個(gè)現(xiàn)實(shí)的頭腦,他要使事情變得更好、更便宜、更容易,而且要把技術(shù)創(chuàng)新的成果與大眾分享,并從中獲利。但是,發(fā)明并非易事,沒(méi)有學(xué)校能教發(fā)明,只有刻苦努力才能有所成就?;鶢柋鹊姆椒ú⒉粡?fù)雜,他說(shuō),解決問(wèn)題的技巧是要盡快地抓住問(wèn)題的核心,如果沒(méi)有抓住問(wèn)題的核心就上馬,你很快就會(huì)失敗。不過(guò)解決問(wèn)題并不是全部,你還要考慮到成本,創(chuàng)造一個(gè)賠本的產(chǎn)品,即使是奇跡,也沒(méi)有用。作為一個(gè)工程師,基爾比只要能看見(jiàn)他的產(chǎn)品能在短時(shí)間內(nèi)有市場(chǎng),他就心安理得了。對(duì)于一個(gè)發(fā)明家來(lái)說(shuō),不能分散自己的注意力。一定要把主要精力集中在主要問(wèn)題上。
在誰(shuí)是集成電路的發(fā)明人的問(wèn)題上,基爾比和諾伊斯打了十年官司?;鶢柋葟膩?lái)不認(rèn)為諾伊斯是集成電路的共同發(fā)明人。基爾比說(shuō):“我認(rèn)為這只是諾伊斯博士的說(shuō)法。沒(méi)人會(huì)對(duì)我是第一個(gè)制造出集成電路的人發(fā)生疑問(wèn)。諾伊斯博士是第一個(gè)做了我想做的事——用蒸發(fā)金屬來(lái)做器件之間的連線。諾伊斯博士的做法和我已經(jīng)做過(guò)的相差很遠(yuǎn),他說(shuō)他是同情我才把我當(dāng)作共同發(fā)明人,但我不這樣認(rèn)為。”
50年代由基爾比興起的半導(dǎo)體工業(yè),如今成了世界第一大產(chǎn)業(yè)。在半個(gè)世紀(jì)的歷程中,基爾比的發(fā)明給我們的世界發(fā)生了巨大的變化。集成電路、微處理器、蘋(píng)果電腦、IBM-PC、鼠標(biāo)、視窗操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、互聯(lián)網(wǎng)、流覽器等一系列偉大的發(fā)明,不但徹底改變了我們的生活方式,也深刻地影響著我們社會(huì)組織的每一個(gè)角落。
有關(guān)基爾比獲諾貝爾獎(jiǎng)的新聞
我們這些隨著晶體管和集成電路一起長(zhǎng)大的人,目擊了高科技的對(duì)我們生活方式的改變,也感受到了高科技對(duì)傳統(tǒng)文化的沖擊?,F(xiàn)今世界和我們出生時(shí)的世界在很多方面已經(jīng)完全不一樣了,我們的父輩從報(bào)紙和電視獲得新聞和信息,五十年后的今天,我們只要按一下鼠標(biāo)就能看到上萬(wàn)個(gè)電視臺(tái)的節(jié)目。今天是一個(gè)信息爆炸的年代,有了晶體管、集成電路、和電腦,我們只要用手指按一下鼠標(biāo)就會(huì)被大量信息淹沒(méi)。十九世紀(jì),我們通過(guò)控制蒸汽產(chǎn)生了工業(yè)革命。今天,我們通過(guò)控制晶體中的雜質(zhì)產(chǎn)生了信息革命。如今,任何人和社會(huì)組織都無(wú)法壟斷或者控制信息。通過(guò)衛(wèi)星通訊,世界上的每一個(gè)人都可以在他的房間里隨時(shí)看到世界上每個(gè)角落里發(fā)生的事情。晶體管、集成電路、電腦、互聯(lián)網(wǎng)打破了信息壟斷,并通過(guò)面向大眾的信息普及,增強(qiáng)了每個(gè)個(gè)體的權(quán)力,分散了社會(huì)組織的權(quán)力?,F(xiàn)代高科技打破了社會(huì)組織對(duì)信息的壟斷,這使得喬治·奧威爾(George Orwell) 在他著名的政治預(yù)言小說(shuō)《一九八四》里描述的社會(huì),幾乎沒(méi)有可能出現(xiàn)。但是,我們還是無(wú)法判定這個(gè)全新的信息時(shí)代,是否會(huì)給社會(huì)成員帶來(lái)更多的自由和活力。這一場(chǎng)由晶體管和集成電路點(diǎn)燃的高科技之火讓我們這個(gè)世界變化的飛快,沒(méi)有人能預(yù)言十年后我們的電腦會(huì)是什么樣子,沒(méi)有人能預(yù)言十年后我們的汽車會(huì)是什么樣子,更沒(méi)有人能預(yù)言十年后我們的工作環(huán)境會(huì)是什么樣子。只有一點(diǎn)是肯定的,我們所做的這一切是有代價(jià)的。那么這個(gè)代價(jià)會(huì)是什么,會(huì)對(duì)我們的生活、對(duì)我們的社會(huì)和社會(huì)組織造成怎樣的影響,我們不得而知,我們無(wú)法預(yù)測(cè),我們只能以樂(lè)觀審慎的態(tài)度去拭目以待。
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