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集成電路50年變遷:芯片製造商達到空前水平

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:21:17 來源:csdn

   編者語:據美國《連線》雜誌報道,1958年(nian),美(mei)國(guo)德(de)州(zhou)儀(yi)器(qi)公(gong)司(si)展(zhan)示(shi)了(le)全(quan)球(qiu)第(di)一(yi)塊(kuai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)板(ban),這(zhe)標(biao)誌(zhi)著(zhe)世(shi)界(jie)從(cong)此(ci)進(jin)入(ru)到(dao)了(le)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)時(shi)代(dai)。在(zai)基(ji)爾(er)比(bi)研(yan)製(zhi)出(chu)第(di)一(yi)塊(kuai)可(ke)使(shi)用(yong)的(de)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)後(hou),諾(nuo)伊(yi)斯(si)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)"半導體設備與鉛結構"模型。1961年,德州儀器為美國空軍研發出第一個基於集成電路的計算機,即所謂的"分子電子計算機"。

  據美國《連線》雜誌報道,1958年,美國德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板,這標誌著世界從此進入到了集成電路的時代。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長和可靠性高等優點,同時成本也相對低廉,便於進行大規模生產。

  在近50年的時間裏,集成電路已經廣泛應用於工業、軍事、tongxunheyaokongdenggegelingyu。yongjichengdianlulaizhuangpeidianzishebei,qizhuangpeimiduxiangbijingtiguankeyitigaojishibeizhijiqianbei,shebeidewendinggongzuoshijianyekeyidadatigao。

  以下為集成電路50年來的簡要發展和應用情況:

  1、第一塊集成電路板

  幾ji根gen零ling亂luan的de電dian線xian將jiang五wu個ge電dian子zi元yuan件jian連lian接jie在zai一yi起qi,就jiu形xing成cheng了le曆li史shi上shang第di一yi個ge集ji成cheng電dian路lu。雖sui然ran它ta看kan起qi來lai並bing不bu美mei觀guan,但dan事shi實shi證zheng明ming,其qi工gong作zuo效xiao能neng要yao比bi使shi用yong離li散san的de部bu件jian要yao高gao得de多duo。曆li史shi上shang第di一yi個ge集ji成cheng電dian路lu出chu自zi傑jie克ke-基(ji)爾(er)比(bi)之(zhi)手(shou)。當(dang)時(shi),晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)發(fa)明(ming)彌(mi)補(bu)了(le)電(dian)子(zi)管(guan)的(de)不(bu)足(zu),但(dan)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)很(hen)快(kuai)又(you)遇(yu)到(dao)了(le)新(xin)的(de)麻(ma)煩(fan)。為(wei)了(le)製(zhi)作(zuo)和(he)使(shi)用(yong)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu),工(gong)程(cheng)師(shi)不(bu)得(de)不(bu)親(qin)自(zi)手(shou)工(gong)組(zu)裝(zhuang)和(he)連(lian)接(jie)各(ge)種(zhong)分(fen)立(li)元(yuan)件(jian),如(ru)晶(jing)體(ti)管(guan)、二極管、電容器等。很明顯,這種做法是不切實際的。於是,基爾比提出了集成電路的設計方案。

  2、半導體設備與鉛結構模型

  其實,在20世紀50年代,許多工程師都想到了這種集成電路的概念。美國仙童公司聯合創始人羅伯特-諾伊斯就是其中之一。在基爾比研製出第一塊可使用的集成電路後,諾伊斯提出了一種“半導體設備與鉛結構”模型。1960nian,xiantonggongsizhizaochudiyikuaikeyishijishiyongdedanpianjichengdianlu。nuoyisidefanganzuizhongchengweijichengdianludaguimoshengchanzhongdeshiyongjishu。jierbihenuoyisidoubeishouyu“美國國家科學獎章”。他們被公認為集成電路共同發明者。

  3、分子電子計算機

  雖然集成電路優點明顯,但仍然有很長時間沒有在工業部門得到實際應用。相反,它卻首先引起了軍事及政府部門的興趣。1961年,德州儀器為美國空軍研發出第一個基於集成電路的計算機,即所謂的“分子電子計算機”。美國宇航局也開始對該技術表示了極大興趣。當時,“阿波羅導航計算機”和“星際監視探測器”都采用了集成電路技術。

  4、集成電路應用於導彈製導係統

  1962年,德州儀器為“民兵-I”型和“民兵-II”型導彈製導係統研製22套集成電路。這不僅是集成電路第一次在導彈製導係統中使用,而且是電晶體技術在軍事領域的首次運用。到1965年,美國空軍已超越美國宇航局,成為世界上最大的集成電路消費者。

  5、戈登-摩爾提出摩爾定律

  英特爾公司的聯合創始人之一戈登-摩爾也在集成電路的早期發展進程中扮演著重要的角色。早在1965年,摩爾就曾對集成電路的未來作出預測。他推算,到1975年每塊芯片上集成的電子元件數量將達到65000個。而實際上,每過12個月芯片上集成的電子元件數量都會翻一番。這就是現在我們所了解的計算機“摩爾定律”。

  6、“Busicom 141-PF”計算機

  在20世紀60年代,計算機通常都是笨重的龐然大物。集成電路的出現改變了計算機這一形象。1969年,英特爾公司為日本計算機公司最新研發的“Busicom 141-PF”計算機設計12塊芯片。但英特爾公司的工程師泰德-霍夫等人卻根據日本公司的需求提出了另一套設計方案。於是誕生了曆史上第一個微處理器--4004。

  7、英特爾4004微處理器

  隨著曆史的前進,集成電路早已讓路於微處理器。英特爾公司的4004微處理器雖然並不是首個商業化的微處理器,但卻是第一個在公開市場上出售的計算機元件。據霍夫介紹,4004微處理器的計算能力其實並不輸於世界上第一台計算機ENIAC(電子數字積分計算機),但卻比ENIAC小得多。ENIAC使用了18000個真空管,占據了整個房間。

  8、“普爾薩”數字手表

  繼便攜式計算器和數字手表之後,集成電路的下一個主要商業應用也許就是“手腕計算機”。“Microma”液晶數字表是應用“係統芯片”技術的首款產品。漢米爾頓公司推出的“普爾薩”是世界上第一隻數字手表。1970年,普爾薩剛剛上市時售價為2100美元。

  9、集成電路工藝突飛猛進

  如今,芯片製造商(如英特爾、AMD等公司)生產的芯片上所集成的晶體管數量已達到了空前的水平,而且每個晶體管的體積變得非常微小。比如,一個針尖上可以容納3000萬個45毫微米大小的晶體管。此外,現在的處理器上單個晶體管的價格僅僅是1968年晶體管價格的百萬分之一。

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