谁发现了集成电路?

2020年5月7日

这一年是1952年:刚刚引入了综合电路的概念,现代电子的核心将永远改变……

微电子革命的开始

在1940年代和50年代,晶体管用来放大,控制或产生电信号的电信号被认为是电子设备的基础。但是,随着技术的进步,电子设备变小,晶体管不足以适合这些微型设备。这个问题导致了一系列新的发明家和工程师,他们投入了寻找解决方案。

一位这样的工程师是杰弗里·杜默(Geoffrey Dummer),他在英国的电信研究机构(TRE)工作,现在称为皇家雷达机构。在研究雷达时,他对他们的构建和组件的可靠性获得了强烈的赞赏。通过他的研究,他了解到电子产品的许多失败是由于电线或焊接接头故障连接电路中的各个组件。

虚拟者有一个开创性的想法:一个可能包括每个电路元件的单板。他提出了集成电路(IC)或微芯片的概念。

Geoffrey Dummer,他首先提出了综合电路的想法。
Geoffrey Dummer的照片。罗伯特·凯瑟尔(Robert Cathles)的图像。获得许可CC BY-SA 2.5,,,,CC BY-SA 2.0, 和CC BY-SA 1.0, 通过Wikimedia Commons

Dummer在1952年5月7日在华盛顿特区的一次技术会议上提出了这一概念。在引入这一激进概念时,假人说

“随着晶体管的出现以及通常在半导体中的工作,现在似乎可以在没有连接线的实心块中设想电子设备。该块可能包括绝缘,导电,整流和放大材料的层,通过切割各个层的区域直接连接电子功能。”

假人开始工作,将自己的想法栩栩如生,但是当英国政府停止资助他的项目时,他的尝试停止了。尽管他无法成功设计工作的集成电路,但Dummer的工作为微电子革命铺平了道路。

综合电路研究的突破

世界各地的工程师都迅速吸引了集成电路的概念,并试图自己构建一个运作的巡回赛。但是,设计第一个实用IC是一个极端的挑战,因为电路中的每个组件都必须完美地合作。

1958年,综合电路研究中有一个里程碑杰克·基尔比(Jack Kilby)发现IC的所有部分都可以由半导体材料制成。当时,基尔比刚刚开始在德克萨斯州的德克萨斯乐器(TI)工作,并想以创新的想法给他的老板打动。他几乎不知道他的发现后来被称为单片的想法,可以在各种流行的教科书中找到。

同年,基尔比(Kilby)将自己的想法变成了第一个工作原型,该原型由一块锗上的几个电路组件组成。Kilby的新设备为1.6 x 11.1毫米 - 使其比美国邮票小!1959年,他提出了专利,其中写道:“本发明涉及微型电子电路,尤其是由半导体材料制造的独特集成电路。”

1960年大约在达拉斯的德州仪器的一组工程师。
1960年代初期,德克萨斯州达拉斯的德州仪器工程师。从左到右:查尔斯·菲普斯(Charles Phipps)和乔·韦弗(Joe Weaver)(站立),詹姆斯·R·比亚特(James R. Biard),杰克·基尔比(Jack Kilby)和詹姆斯·菲舍尔(James Fischer)James R. Biard的图像 - 自己的作品。获得许可CC BY-SA 4.0, 通过Wikimedia Commons

像基尔比(Kilby)一样,工程师罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)也看到了整个芯片制造整个电路的重要性。他们的工作相似,但不完全相同。基尔比(Kilby)试图在集成电路中完善组件,而Noyce正在考虑连接其所有零件的最佳方法。Noyce在Fairchild半导体在加利福尼亚,他于1957年共同创立了一家半导体公司。

Noyce为基于硅的集成电路撰写了一项高度详细的专利,以确保不侵犯基尔比密切相关的设备。虽然Noyce写了他的IC专利在基尔比之后,它实际上是在1961年授予的(基尔比(Kilby's)于1964年授予)。

罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce),是最早获得综合电路专利的工程师之一。
罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)的照片。图片由Intel Free Press。获得许可CC BY-SA 2.0, 通过Flickr Creative Commons

如今,基尔比和诺伊斯都因发现第一个工作综合赛道而被认为。甚至还有一本关于他们的总和标题的书芯片:两个美国人如何发明微芯片并发起革命(1984),由T.R.撰写里德。在Fairchild半导体工作后,Noyce继续与另一家半导体制造公司共同努力,英特尔(这两家公司都在硅谷的建立中发挥了重要作用)。基尔比(Kilby)对创新的热情在他一生中都跟随他,这使他与手持式计算器和热打印机进行了互动。2000年,基尔比赢得了诺贝尔物理奖因为他在综合​​电路的发明中的作用。

集成电路的持久遗产

60年后,几乎可以在每个电子设备(从智能手表到手机再到电视)中找到集成电路。与第一个市售的集成电路相比,价格为450美元,今天的微芯片花费一百千分之一- 他们更加先进。

诸如Dummer,Kilby和Noyce之类的前瞻性和大胆的创新者帮助塑造了我们今天生活的精通技术和不断变化的世界。

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