集成IC芯片的变迁五十年来它们如何让物品更加智能与便捷
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了集成电路的时代。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。1961年，德州仪器为美国空军开发出第一个基于集成电路的计算机，即分子电子计算机。
这项技术具有显著优势，如体积小、重量轻、寿命长和可靠性高，同时成本相对较低，便于大规模生产。在过去的近五十年里，集成电路已广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等多个领域。通过将集成电路用于电子设备，它们可以实现晶体管密度提高几十倍至几千倍，并且稳定工作时间也得到了显著提升。
以下是关于集成电路50年的简要发展和应用情况：
第一块集成电路板
历史上第一个有用的单片整合式芯片由杰克·基尔比设计。这款芯片虽然看起来杂乱无章，但它的效率远超传统离散元件组装。当时工程师面临的是如何解决晶体管带来的新问题。为了制造和使用电子线圈，他们不得不亲手组装各种独立元件，如晶体管、二极管及其他零件。但这种方法是不切实际的，所以基尔比提出了最初的单片芯片设计方案。
半导体设备与铅结构模型
20世纪50年代，一些工程师已经开始思考这一概念之一是罗伯特·诺伊斯。他在基尔比研制出第一块可用单片芯片后，提出了一种名为“半导体设备与铅结构”的概念。1960年，仙童公司制造了第一批实用化单片微处理器，这一方案最终成为大规模生产中的一项实用技术。由于他们对这一突破性的贡献，基尔比和诺伊斯被授予国家科学奖章，被公认为是共同发明家。
分子电子计算机
尽管这些优点很明显，但它们仍然需要很长时间才能在商业中得到应用。而首先产生兴趣的是军事部门以及政府机构。在1961年，为美国空军开发出的分子电子计算机，是基于单片微处理器技术的一个早期示例。此外，“阿波罗导航系统”及“星际监视探测器”也采用了这一技术。
集成电路用于导弹制导系统
到1962年，为民兵-I型及民兵-II型导弹提供22套微处理器。这不仅是微处理器第一次被用于飞行控制系统，也标志着晶体材料在军事中的首次运用。当时空军已经超过宇航局成为世界最大微处理器消费者。
戈登-摩尔提出摩尔定律
英特尔联合创始人戈登-摩尔回顾未来预言，在1975之前，每个芯片上的元件数量将达到65000个，而现今每隔一年，我们所称之为“摩尔定律”的规则即便如此准确地预测着每12月份双倍增加这个数字，从而使得现代电脑变得更加小巧且强劲。
“Busicom 141-PF”计算机项目
当60年代初期的大型电脑占据整个房间空间时，一位叫泰德霍夫的人提出了另一种设计方案，他领导英特尔公司以日本Busicom 141-PF项目进行改进并最终开发了世界上第一个商业化销售过的小型整合式CPU ——4004
英特尔4004 微处理器
随着历史不断推移，由于英特尔4004未能成为市场上销售最快或最受欢迎的小型整合式CPU，它却代表了一场革命性转变，因为它证明任何功能都可以融入一个只有四平方厘米大小的小方格内，不再需要庞大的ENIAC真空管网络来执行相同任务
“普拉萨”数字手表
接下来，小巧便携式计数装置（如便携式计算器）之后，其下一步主要商业应用就是能够戴在手腕上的“智能手机”。Microma液态显示屏数字表作为利用“系统级别核心模块”技术产品而问世；汉米顿公司推出的Prsa则是在普拉萨发布后的世界上第二款数字手表，并以2100美元出售其价格相当昂贵
集成了更高性能硬件
如今，有关Intel, AMD等供应商生产的大量复杂部件集中各自含有的晶圆数量达到了前所未有的水平，而且每个包含45毫米大小晶圆450万亿亿亿粒物质元素。此外，现在常见类型例如CPU上的每颗原始原子元素价格仅需原价那年的1000000000000分之一而已
