半导体与芯片50年变迁物品内的技术达至新高点
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第一块集成电路板,这一技术革新改变了电子设备的面貌。基尔比研制出第一块可使用的集成电路,而诺伊斯提出了半导体设备与铅结构模型。随后,一系列创新和应用不断涌现,使得集成电路在工业、军事、通讯和遥控等领域扮演着越来越重要的角色。
自那以后,集成电路已经成为现代电子产品不可或缺的一部分,它们不仅体积小、重量轻,而且寿命长且成本相对较低。此外,由于可以大规模生产,它们在制造过程中的效率显著提高。
以下是简要概述了集成电路50年的发展历程:
第一块集成电路板
基尔比创造了历史上第一个实际工作的集成电片,这个五个元件组合起来的简单装置证明其工作效率高于使用离散部件。尽管看起来杂乱无章,但它为解决晶体管所带来的新问题提供了解决方案。
半导体设备与铅结构模型
在基尔比之后,诺伊斯提出了半导体设备与铅结构模型。这项技术最终被用于大规模生产,并使得仙童公司能够制造出第一款实用的单片微型化芯片。基尔比和诺伊斯因其贡献而获得“国家科学奖章”,共同被认为是集成电路发明者的代表人物。
分子电子计算机
集成了这些优势后,1961年德州仪器为美国空军开发了一台基于微型化芯片的大型计算机——分子电子计算机。这台计算机将首次运用到政府部门,如美国宇航局,他们利用这项技术来改进星际监视探测器和阿波罗导航系统。
集成电路应用于导弹制导系统
1962年,德州仪器为民兵-I和民兵-II型导弹提供22套微型化芯片,这标志着这项技术第一次用于军事领域,并且是在晶体管之前进行的一次关键应用。在此之后,不久之内空军就成为世界上最大的微处理器消费者之一。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔联合创始人戈登-摩尔早已预见到了未来,他推算到1975年每个芯片上的元件数量会达到65000个。而实际情况则是,每隔12个月,每颗芯片上的元件数量就会翻倍,这就是今天我们所熟知的摩尔定律,即每18至24个月时间内,将至少能将处理器中包含的事务级数增加一倍(一般指存储容量)。
“Busicom 141-PF”计算机
随着60年代初期出现便携式电脑,一种更小巧、高效率的小型化整合晶体管开始变得可能。在英特尔设计了一套新的方案以适应日本Busicom公司需求后,该计划促生了世界上第一个商业销售的小尺寸CPU—4004 微处理器
英特爾4004微處理器
虽然不是首批商用microprocessor但却是公开市场上出售的一个早期例证,与当时世界上第一台ENIAC数字积分计有相当功能,只不过大小差异巨大,从18000根真空管占据整个房间到只需几个方格尺寸单位即可完成同样的任务。
8."普爾薩"數字手錶
隨後便攜式計算機與數字手表成為應用領域,“Microma”液晶數位腕帶采用“系統芯片”技術,是現代「手腕電腦」的先驅。“Hamilton”的Pulsar則成為歷史上的首個真正數位手表,其發售價格為2100美元。
集積電路工藝突飛猛進
如今,這些今日由Intel, AMD等製造商生產出的晶體管密度達到了前所未有的高度,並且隨著時間推移,每個單獨晶體管成本降低至1968年的百萬分之一水平。