编者语:回顾过去,1958年是集成电路时代的起点。当时,美国德州仪器公司展示了全球首块集成电路板,这一技术革新改变了世界。自基尔比研制出第一块可用集成电路后,诺伊斯提出了半导体设备与铅结构模型。随后,德州仪器为美国空军开发的分子电子计算机标志着这一技术在实际应用中的重要性。
经过近半个世纪的发展和创新,集成电路已经渗透到工业、军事、通讯以及遥控等各个领域。其优势显著,不仅体积小、重量轻,而且寿命长且可靠性高,同时成本相对较低,使得大规模生产成为可能。
以下是从集成电路诞生至今的简要历史回顾:
第一块集成电路板
1958年,由杰克·基尔比创造出的第一个集成电路,是五个元件通过几根线连接而成。这一设计不仅提高了效率,也显示出未来可以通过单片实现复杂功能。
半导体设备与铅结构模型
在20世纪50年代末期,当许多工程师开始思考如何将晶体管整合到单一芯片上时,罗伯特·诺伊斯提出“半导体设备与铅结构”概念。他和仙童公司共同研发了一种能够实际使用的单片微电子组件,这被认为是现代微电子制造基础。
分子电子计算机
集成了多个晶体管的小型化计算机首次在1961年问世,为美国空军研发,它代表着集成技术进入实用阶段。此后,该技术迅速普及至政府部门,如NASA,并用于阿波罗任务中。
集成电路应用于导弹制导系统
1962年,一套22套基于英特尔4004微处理器的大规模数字逻辑门阵列(LSI)被用于民兵-I和民兵-II导弹制导系统。这使得英特尔成为第一家将这种先进技术应用于实用的商业产品。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔联合创始人戈登·摩尔预测每18个月芯片上的晶体管数量会翻倍,从而推动了不断缩小芯片尺寸以增加性能和降低成本的趋势,即所谓的“摩尔定律”。
“Busicom 141-PF”计算机及其影响
英特尔回应日本Busicom公司要求改进其1400系列电脑项目设计结果,以英特尔回应产生了第一个商业化微处理器——Intel 4004。在这个过程中,他们创造性的利用这项新技术进行创新设计,而不是简单地替换现有部件或模拟逻辑,其中包括利用最早采用晶体管代替真空管开关来减少功耗并提高速度,以后的所有现代电脑都受到了这些变化直接影响
英特尔回应Busicom请求并推出Intel 4004 微处理器
Intel因为日本Busicom公司对他们最初提供给该项目的一个版本不满意而重新考虑他们对该项目的一些方面。当时,对于需要创建一个新的专用CPU以支持一种特殊类型的手持打字报表打印机需求由此产生。
这导致他们决定建立一个全新的CPU核心,可以同时执行输入输出操作以及数据存储操作,而不需要任何外部辅助工具。这就是Intel4004,被广泛认为是一个真正意义上的第一个完全面向市场销售的个人计算机中央处理单位(CPU)。
8."Microma"液晶数字手表
9.,集合上千万颗45毫米大小晶体管,只需支付相当于1970年的2100美元购买价格。这样的转变意味着每颗今天生产的大型硅芯片价格不到当初同样功能的一颗结露晶闸门价值的一个百万分之一
10.,总结:
从那时候起,每隔12-24个月,我们就能看到更多先进科技出现,比如现在我们看到的是更快更强大的智能手机、大屏幕电视等等。而这个不断增长速度已超越人类想象力。但即便如此,还有很多挑战待解,如解决能耗问题、保持高性能标准,以及继续缩减物理尺寸但不会牺牲安全性或者可靠性。