集成电路的发明者是谁?杰克·基尔比生平简介

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杰克·基尔比生平简介

所有数字装置心脏中的微型硅片无可争辩地成为自原油以来最重要的工业品。没有它,就不可能有私人电脑或手机,也没有互联网或网络游戏,这种微型硅片像电灯、电话和汽车一样彻底改变了世界。

1958年9月12日,在美国德克萨斯州达拉斯市德州仪器公司的实验室里,工程师杰克·基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想。这一天,被视为集成电路的诞生日,而这枚小小的芯片开创了电子技术历史的新纪元。

杰克·基尔比1923年出生于美国密苏里州杰斐逊城,在堪萨斯州大邦德长大。其父在当地经营着一家电器公司,基尔比在念大邦德高中时就认定自己也将成为一名电器工程师。因此,1941年夏天,基尔比登上了前往马萨诸塞州坎布里奇的火车,去参加麻省理工学院的入学考试。结果考试最低的录取分是500分,而他得了497分,没有通过。

几个月后,第二次世界大战爆发,基尔比被派到印度的一家茶叶种植园,那里是美军前哨的无线电修理店。

战争结束后,他去了伊利诺伊大学,主修电子工程,并于1947年获得理学学士学位。那是电子学突飞猛进的时代。1947年,3名美国人发明了晶体管——第一个具有重要商业价值的半导体装置,这使得量子物理学和固态电路马上有了发展方向。

大学毕业后,基尔比替一家名为中央实验室的小型电子元件制造商工作,理由是它是唯一的电子公司,能为他提供一份工作。工作之余,他在威斯康星大学上电子工程硕士班夜校,于1950年取得理科硕士学位。1958年,34岁的基尔比给达拉斯的德州仪器公司寄去一份求职申请,被聘用时的基尔比欣喜若狂。因为德州仪器公司当时已经是一家很出名的公司了,这家公司让基尔比研究电子领域最为重要的课题,即“网络连接”或者“线路”。

受到晶体管诞生的鼓舞,工程师们为新的电子装置,即威力无比、足以让全球通信网络运行或者操纵火箭前往月球的高速计算机设计电路。但是这些高科技奇迹只存在于纸上,需要几英里的线路和上百万个的焊点。没有人能建造它们。

全世界的工程师都在寻找解决方案。在该问题上,美国花费了几百万美元。但杰克·基尔比有一个很大优势:“我是该领域不知天高地厚的新手,不知道别人认为不可能的东西,因此我不排除任何可能。”

集成电路的发明者是谁?

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坐在半导体实验室里的基尔比想出了答案:不要电线。这是电路史上一个大胆的突破,起先他认为没有电线无法工作,后来他意识到电路的所有基本元件能够用同一种材料——硅制成。如果能把所有元件刻在这样一片单独的材料上,那么就能把相互连接的装置铺设,甚至印制在一个小小的硅片上面。这个想法意味着可以把大量的元件压缩在一个小小的空间里。你能把整个计算机电路放在大小如婴儿指甲般的芯片上。

1958年7月24日,基尔比把这个想法匆匆写在自己的笔记本上:“在一个单片上可以安置以下电路元件:阻抗器、电容器、分配电容器、晶体管。”

对一名工程师来说,记下这个想法还远远不够。“科学家要什么都懂。”基尔比曾说。因此,这个新来的工程师胆怯地问他的老板是否能制造集成电路的试验模型。老板同意了,但不想花费很多钱。他要基尔比造一个叫作“相位转换振荡器”的简易电路,基尔比高兴地同意了。

时隔不久,一群德州仪器公司的显赫人物来到实验室,查看杰克·基尔比奇特的芯片上的微电路是否是真货。基尔比在连接各种电线时非常紧张。他检查了一遍接口,又检查了一遍,然后深吸一口气,做了一个开始的耸肩动作,他打开了电源。

瞬间,一缕耀眼的绿光开始滑过屏幕,它代表来自交流电的一种波浪形正弦曲线。微芯片起作用了,电子学的新时代诞生了。几个月后,另一个美国人罗伯特·诺伊斯几乎找到了相同的解决方案。诺伊斯的方法,事后证明更加容易制造。因此,诺伊斯通常被说成是芯片的共同发明人。2000年,77岁的基尔比获得了诺贝尔物理学奖,如果诺伊斯没有在1990年去世的话,毫无疑问应该与基尔比共享诺贝尔奖。

今天集成电路市场是一项全球工业,芯片无处不在。至于杰克·基尔比,这位触发了一项技术革命的美国人却从没获得过巨额报酬。直到2000年获得了诺贝尔奖,他才被世人所知。

基尔比于2005年6月20日逝世。

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1959年1月,罗伯特·诺伊斯写出打造集成电路的方案,开始进行研发。他利用一层氧化膜作为半导体的绝缘层,制作出铝条连线,使元件和导线合成一体。不过这时基尔比已经制成集成电路,虽然他的设计不实际。同年7月30日,仙童半导体公司提出“半导体器件——连线结构”的专利申请。1969年法院判决,诺伊斯和基尔比发明的集成电路不存在侵权问题,两专利都有效。

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