集成电路的发明与推广

集成电路(简称IC)是使用晶体管组装成单芯片电路，通过照相平版印刷技术。把大量的微电晶体集成一个很小的芯片。由于成本低、性能高且能量消耗低，使得集成电路产业急速成长。整个电子工业，尤其是使用小型电子装备的。如计算机、电讯、生物科技、太空、国际贸易等，都离不开集成电路。

1958年8月，美国德州仪器公司(简称TI)的杰克·基尔比首先做出集成电路；同时间，费尔契半导体公司的罗勃·诺义斯也提出类似的设计。

基尔比于1947年获伊利诺州香槟校区的电机工程学士后，就投人工程界，后来半工半读拿到马夸大学硕士学位。诺义斯获得麻省理工学院的博士学位，1956年投人刚刚在史坦福大学成立的萧克立实验室，从事半导体晶体的研究工作，后来和7位伙伴成立英特尔公司(Intel是Intelligent及Int egrated EI ectronics的缩写)。

灵机一动

发明集成电路的渊源，始于1940年代半导体晶体管的发明和应用。1950年代的半导体制造技术、纯度和效能有长足进步，带来电子工业的急速进步。但是把晶体组件变成电路，必须使用手工锡焊连接，相当费时而且成本高，效果也不好，如何突破这瓶颈是当时的大难题。

基尔比在攻读硕士学位时，有一次参加一个巴定的研讨会。巴定是晶体管的3位发明者之一，他描述半导体晶体管的功能和未来的潜力，那时候基尔比就下决心要投入半导体电晶体应用的开发。

1952年，半导体晶体管的发明所在地贝尔实验室开始开放晶体管的信息和特许证时。他说动中央实验室的老板花了25000美元派他去贝尔实验室进修，因此，他对晶体管的性能和应用有了很深入的了解。但是任何电路设计都必须应用到大量的晶体，这是“数量暴君”的可怕，如何克服数量多的难题，使置产制造简单化，一直萦绕在他脑海中挥之不去。

1958年，基尔比从威斯康辛的中央实验室转到德州仪器公司工作。那年夏天，因为他是新雇员，所以没有休假，当老板和一些同事去度假时，空洞的实验室让他有机会思考一些他想做的工作。

那时候，TI已经能生产品质优良的硅晶体管。因为硅晶体的电导率会随含有的微量其他物质而改变，所以能当电阻器使用。此外，硅晶体的P-N(posi-five-negative)二极管具电容效应，能当电容器。因此，基尔比构想把硅晶体作为电阻器、电容器、晶体管等所有电路的组件，只要事先设计好电路，在制造过程中就可以把不同的组件安排在同一硅晶体上，不必事后“加工”联机。

趁着大家去度假的时候，基尔比动手做实验，等老板艾帝克回来后，他就把构想和初步结果告诉老板。艾帝克半信半疑，但认为值得一试，就让基尔比继续做下去。一个半月后，基尔比用硅晶体制造一个相移振荡器，这是第1个集成电路。

再来看诺义斯加入萧克立实验室后的经过。萧克立是晶体管的发明者之一，1956年他离开贝尔实验室转到史坦福大学担任物理系讲座教授，成立萧克立半导体晶体研究室，征召诺义斯加人研究团队。他受萧克立的影响极大，萧克立的研究经典名言是“思考、又思考”，必须有精简的思考才能有突破，要把复杂的事件简化成最基本的元素。

诺义斯在探讨电路设计时，也想到“数量暴君”的可怕，他从简化、再简化的层面着手，而想出单芯片电路。同时，又有如同手足的工作伙伴摩尔经常给诺义斯打气和技术上的帮助，使得他能在1958年独立提出集成电路的专利申请。1968年诺义斯、莫尔和6位同伴离开萧克立晶体研究室，成立英特尔公司，目前是全球最大的集成电路公司，几乎所有的计算机都使用Iatel微处理器。

广泛用途

把大量的电子组件如电阻、电容、晶体管等放在一块硅芯片上，是一个极大的进步。IC有两个主要优势：成本低和性能好，再加上元件能快速开关、微小组件能彼此靠近、能量消耗低。以及电路设计能模块化和标准化，使得集成电路很快就取代了单体晶体管。几乎所有的电子工业的进展都是依赖集成电路的发明，小型电子装备如计算机、手机等都离不开集成电路。

2006年，芯片面积从几平方毫米进展到350平方毫米，每平方毫米可以有1百万个晶体管。当然由上而下。缩小元件所占的面积会有极限；但新兴的纳米技术是由下而上，从微小的原子、分子的结构往上做，有可能带来另一个新的电子世纪。

基尔比于2005年因癌症逝世。他一生获得许多荣耀，如2000年的诺贝尔物理奖、1993年的日本京都科学奖、美国国家科学成就奖等。

令人惋惜的是，诺义斯于1990年6月因心脏病发作去世，享年62岁，没能领受诺贝尔物理奖的荣耀。但是基尔比在领取诺贝尔奖时，曾特别提到诺义斯的贡献。