数字芯片五十年变迁从物品到智能生活的飞跃
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之后,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,集成电路已经在工业、军事、通讯和遥控等多个领域广泛应用其优势,如体积小、重量轻、寿命长和可靠性高,同时成本相对低廉且适合大规模生产。近50年的发展见证了集成电路从最初的简单设计到如今高度复杂的微处理器。
以下是这五十年的简要发展历程:
第一块集成电路板
几根零乱的线将五个电子元件连接,就形成了历史上第一个有效的集成电路。这不仅工作效率高,而且解决了手工组装晶体管等元件的问题。
半导体设备与铅结构模型
在20世纪50年代,有许多工程师都想到了这样的概念。罗伯特-诺伊斯提出了“半导体设备与铅结构”模型,并最终成为实际应用的大型生产技术。他被认为是另一个共同发明者。
分子电子计算机
集成了优点后,它首先引起军事及政府部门兴趣,而不是工业部门。它用于“阿波罗导航计算机”和“星际监视探测器”,以及为民兵-I和民兵-II导弹制导系统研发22套芯片。
集成电路应用于导弹制导系统
1962年,为民兵-I和II型导弹制导系统研发22套芯片,是第一次在这种系统中使用并运用至军事领域。此时美国空军已成为世界最大消费者。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔联合创始人戈登-摩尔预测到1975年每块芯片上可以有65000个元件,并实现了一种所谓的“每18个月双倍增长”的规律,即现在所知之摩尔定律。
“Busicom 141-PF”计算机及其英特尔4004微处理器
虽然早期电脑笨重,但随着英特尔4004微处理器(虽然不是首次但是在公开市场上的)发布,它们开始变小化并变得便携式,如液晶数字表或便携式计算器出现,这些都是商业成功案例之一。
普拉萨数字手表
随后的普拉萨液晶数字腕表是利用单一"system on a chip"技术的一个重要示例,以2100美元推向市场销售。
集成工艺突飞猛进
现代制造商如英特尔生产出的芯片上可能包含3000万45毫米大小晶体管,每个晶体管价格降低至原来的百万分之一。
通过这些发展,我们看到了从最初简单设计到现代复杂微处理器,以及如何改变我们的生活方式,从物品转变为智能生活环境。