集成电路50年变迁从简单物品到高科技芯片制造商达成前所未有的水平
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,这一里程碑性的发明由杰克·基尔比研制而成。随后,诺伊斯提出了半导体设备与铅结构模型,并在1961年为美国空军研发出第一个基于集成电路的计算机——分子电子计算机。
自那以后,集成电路以其体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点迅速在工业、军事、通讯和遥控等领域应用广泛。它不仅提高了电子设备的密度和稳定工作时间,还降低了成本,使得大规模生产成为可能。
以下是从集成电路诞生到现在的简要发展历程:
第一块集成电路板
基尔比创造出历史上第一块可以使用的集成电路,这个简单的小片金属氧化物半导体能够执行多项任务,而不是单独的一个功能。这标志着人类走向更复杂、高效率的大型电子系统。
半导体设备与铅结构模型
在20世纪50年代末期,罗伯特·诺伊斯提出了一种“半导体设备与铅结构”模型,这一概念最终成为现代大规模生产技术的基础。他被认为是第二位发现这一概念的人,并因此获得科学奖章。
分子电子计算机
1961年,由于军事需求,为美国空军研发出的第一个基于集成电路的计算机,即所谓分子电子计算机。这个项目证明了微型化技术在实际应用中的价值,同时也激发了对更多可能性探索的热情。
集成电 路应用于导弹制导系统
1962年,德州仪器为“民兵-I”型和“民兵-II”型导弹制导系统提供22套集成了晶体管的小模块。这不仅是在武器系统中首次使用这些新技术,也意味着这种小巧强大的设计开始影响其他领域,如航空航天和商业产品开发。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔公司联合创始人戈登-摩尔预测到1975年的芯片将包含65000个晶体管,而今天每过12个月芯片上的元件数量就会翻倍。这就是我们所熟知的“摩尔定律”,描述的是信息处理能力随时间推移呈指数增长的情况。
“Busicom 141-PF” 计算机
在60年代初期,一台常规电脑通常占据整个房间,但当英特尔公司为日本Busicom公司设计微处理器时,它们创建出历史上第一个真正意义上的微处理器4004。这使得个人电脑变得更加实用易于操作,从而开启了个人电脑革命的一扇门户。
英特爾4004 微處理器
虽然英特爾4004并非市场上首次销售但却是世界上第一款公开出售给消费者的微处理器。虽然它并不如早期巨无霸ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)那样庞大,但其性能并不逊色,其大小则远远超过传统真空管式超级电脑ENIAC,可以放在手掌之中甚至更小!
“普卢萨”的数字手表
随着便携式计算器及数字表面世,“普卢萨”液晶数字腕表采用到了新的芯片制造工艺,是世界上第一款商用的数码腕表。在1970年刚刚发布时售价达到2100美元,当时这是一笔相当可观的事务
集 成 电 路工艺突飞猛进
如今,我们已经拥有极其先进的小型化技术,每颗最新芯片都蕴含数百万至数十亿晶体管,而且它们还越来越精细且价格相对较低。此外,现在每颗晶体管价格只需要原来的千分之一左右,与五十多年的前沿相比差距巨大!