编者语:回顾五十年前,美国德州仪器公司在1958年展示了全球首块集成电路板,这一里程碑标志着我们步入集成电路时代。在杰克·基尔比研制出第一块可使用的集成电路后,罗伯特·诺伊斯提出了半导体设备与铅结构模型。1961年,德州仪器为美国空军开发了第一个基于集成电路的计算机——分子电子计算机。
自那时起,集成电路已经广泛应用于工业、军事、通信和遥控等多个领域。它们使电子设备的密度提高数十倍至数千倍,同时稳定工作时间也得到了显著提升。
以下是从第一块集成电路到今天简要概述:
第一块集成电路板
在五根零乱的线缆中连接五个电子元件,就形成了历史上第一个集成电路。这不仅体现其工作效率高于离散部件,还显示出其实用性和未来潜力。当时晶体管被发明出来,以弥补电子管的不足,但工程师们很快意识到手工组装各类独立元件是不切实际且耗时费力的。于是,基尔比提出设计方案,使得这一概念成为可能。
半导体设备与铅结构模型
当20世纪50年代许多工程师开始思考如何将晶体管、二极管、电容器等元件整合到单片上时,一些人如罗伯特·诺伊斯提出了“半导体设备与铅结构”模型。1960年,他制造了一款可以实际使用的单片芯片,这一技术最终成为大规模生产中的关键创新,并为他赢得了国家科学奖章。他与基尔比共同被视作是微型化芯片技术之父。
分子电子计算机
集成了优点但仍未立即得到商业应用,而是在军事及政府部门引起兴趣。一款基于集成电路的大型计算机——分子电子计算机,在1961年由德州仪器为美国空军研发。此外,“阿波罗导航计算机”和“星际监视探测器”都采用了这项技术,为它在实战中的重要性提供了见证。
集成电料应用于导弹制导系统
仅一年之后,即1962年,当英特尔公司成功研发22套用于民兵-I型和民兵-II型导弹制导系统的时候,它不仅首次在这种系统中使用而且是作为一种先进材料第一次进入该领域。此时,该公司已超越NASA成为世界最大芯片消费者之一。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔联合创始人戈登-摩尔预测未来每两年的时间里,每个处理核心上的晶体管数量将翻一番。这就是现在我们所知晓的“摩尔定律”,推动着科技不断进步并保持竞争力直至今日。
“Busicom 141-PF”微处理器
在六十年代末期,一台名为Busicom 141-PF的手持电脑让人们对小巧便携式智能硬件产生期待。英特尔回应日本客户需求设计12颗芯片,但是泰德霍夫团队以更小巧、高效解决方案替代他们设计了一种新的芯片,从而诞生了第一个商业化微处理器4004。
英特尔4004微处理器
虽然不是第一款微处理,但4004因为市场上销售而受到广泛关注,其功能强大却又轻薄,便宜并非只是理论上的提升,它改变了解决问题方式,使复杂任务变得简单易行,从ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)这个庞大的真空玻璃室内巨兽转变为了几厘米宽的小工具,这一切都归功于这一革命性的创新。
8.”普拉萨”数字手表
这样的一系列突破随后导致个人科技产品出现,如Microma液晶数字表以及汉米顿公司推出的普拉萨数字腕表,是全球首款利用System on Chip(SoC)技术制造的手表,那时候售价达到2100美元,对当代来说简直太奢侈不过;然而正是这样的发展催生了一场关于个人科技产品革命的大潮浪潮
9.集合工艺突飞猛进
现今,由Intel, AMD等企业生产的心脏部分—CPU—所承载晶粒数量达到了前所未有的水平,并且这些晶粒大小变得几乎不可见,比如3000万颗45毫米大小的地球尺寸就能放置其中。而相较于那个时代,每颗晶粒成本只有原来的百万分之一左右
通过这些重大事件,我们看到了过去五十年的快速变化,以及现代芯片制造商取得的一致高度性能标准。