集成电路50年变迁芯片制造商达到空前水平1nm工艺是不是物品极限了
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。自基尔比研制出第一块可使用的集成电路以来,诺伊斯提出了半导体设备与铅结构模型。随后,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,即分子电子计算机。
在过去五十年的时间里,集成电路已经渗透到了工业、军事、通讯和遥控等各个领域,其优越性能使得电子设备装配密度大幅提高,并且稳定工作时间也得到显著提升。以下是一些关键事件:
第一块集成电路板
在杰克-基尔比之手下诞生的一片五个元件连接而成的小巧组合,它不仅美观,而且效能远超离散元件。这项创新的推动力源于晶体管的发明,但它又带来了新挑战——如何高效地组装和连接这些零部件。于是基尔比提出了初步设计,而罗伯特-诺伊斯则提出了一种“半导体设备与铅结构”模型。
半导体设备与铅结构模型
仙童公司联合创始人罗伯特-诺伊斯对这一概念进行了深入探索。在基尔比成功制造出第一块可用的单片芯片之后,他提出了实用化方案。1960年,他们制造出了首批可以实际应用的大规模生产芯片,这一技术成为现代微处理器发展基础。
分子电子计算机
集成电路虽然具有优势,但直到1961年才开始在工业中被广泛应用。当时,一台名为“分子电子计算机”的基于集成电料的心脏系统问世,该系统由德州仪器为美国空军研制。此外,在阿波罗计划及其他航天任务中,也大量采用了这一先进技术。
集成电路应用于导弹制导系统
仅一年后的1962年,由德州仪器开发用于民兵-I和民兵-II型导弹制导系统的22套芯片,使得这项技术在军事领域得以首次运用,并极大促进了其商业化发展过程中的快速增长。
戈登·摩尔及其摩尔定律
英特尔公司共同创始人的戈登·摩尔对未来芯片容纳能力做出预测,并提出现在我们所知的“摩尔定律”。这个原则揭示,每18个月晶体管数量将翻倍,从而导致个人电脑价格急剧下降并变得更加普及。
“Busicom 141-PF” 计算机
当20世纪60年代初期出现时,“Busicom 141-PF”代表了一款轻巧、高效且成本较低的手持式电脑,它需要英特尔设计12块专用IC。但泰德霍夫团队最终提交的是一个全新的方案,最终演变成了世界上第一个微处理器4004。
英特ル4004微处理器
虽然不是第一个商业化微处理器但却是市场上出售的一个早期产品,其功能并不逊色于当时世界上最大的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer),尽管尺寸小至多数房间大小只需几平方英寸空间存放。
“普拉萨”数字手表
最后,我们看到这样的转变如同1970年的汉米顿公司发布称"普拉萨"数字腕表,这标志着便携式科技进入日常生活,为我们的移动时代奠定基础,同时也象征着信息时代来临之势
集成工艺突飞猛进
如今,我们见证了巨大的工程学变化,从45毫米晶体管到今天能够制作出几乎不可见眼镜上的3000万颗45毫米晶体管以及每颗晶体管价格百万分之一减少的情况已发生。这证明说,如同50年的旅程一样,我们正处于一次巨大的历史转折点,对人类社会影响深远。