集成电路50年变迁千亿芯片大骗局至今仍在物品中达到空前水平
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开启了半个世纪的技术变革。从基尔比研制出第一块可使用的集成电路到诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,再到德州仪器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,每一步都标志着技术的飞跃。
在这五十年的时间里,集成电路不仅改变了工业、军事、通讯和遥控等领域,还极大地提高了电子设备的密度和稳定性。以下是对这一过程简要回顾:
第一块集成电路板
1958年,一位名叫杰克·基尔比的手工制作了一种由五个元件组合而成的小型晶体管网络。这是一次革命性的创造,它使得电子工程师能够通过将多个元件紧凑地放在一块小片材料上来制造更小、更轻、更高效率的电子产品。
半导体设备与铅结构模型
随后,罗伯特·诺伊斯提出了“半导体设备与铅结构”模型,这一概念最终成为现代微处理器生产中的基础。他的工作不仅提升了集成电路制造工艺,而且奠定了他作为集成电料共同发明者的地位。
分子电子计算机
在20世纪60年代初期,由于其独特优势,集成了芯片变得尤为重要。在1961年,德州仪器为美国空军开发出世界上第一个基于这种新技术的大规模数字计算机——分子电子计算机。这个项目显示出在当时已经开始转向利用微型化、高性能且能量节约设计来驱动科技发展。
集成应用于导弹制导系统
不久之后,在1962年,当“民兵-I”及“民兵-II”型导弹中采用这些创新方法时,将这些技术引入实际应用中。一旦被证明有效,它们迅速扩展到了各种领域,从航天飞行控制到商业产品,如便携式电脑和智能手机。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔公司的一位联合创始人戈登-摩尔预见未来,他推算每两年内芯片上的晶体管数量将翻倍。他预测到了1975年会有65000颗晶体管,而实际上这是可能实现的情况。这就是今天所说的"摩尔定律"或"英特尔法则"。
"Busicom 141-PF" 计算机
英特尔4004微处理器
随着时间推移,我们看到的是越来越先进的小型化解决方案,如便携式电脑以及像汉米顿(Hamilton)公司推出的普拉萨(Pulsar)手表,是首款使用系统芯片设计的大规模数字腕表。此外,现在我们可以拥有数千万甚至数亿级别晶体管密度,并且成本相较于前几十年的价格来说显著降低。
此刻,我们正处于一次新的历史转折点,那些曾经不可思议的小巧、高性能硬件现在已然成为日常生活中的常态。而未来的挑战将围绕如何继续缩减尺寸,同时保持或提高性能进行争论,因为这样的进步似乎已经接近其物理极限。但无疑,对未来看好眼光的人们会发现更多令人惊叹的事物等待着他们去探索和发现。