在上一篇文章里,小編看到有讀者想了解有關“最早的集成電路”的知識,有求必應的小編帶著這篇文章來啦!
1958年夏天,美國德州儀器公司空曠的實驗室里,工程師杰克·基爾比(Jack Kilby)獨自面對著一個巨大的工程難題:電子設備中日益復雜的線路連接問題。 當時電子設備依賴大量獨立元器件通過手工焊接連接,體積龐大、故障率高、成本昂貴。基爾比產生了一個顛覆性的想法:何不將電路所需的所有元器件——電阻、電容、晶體管等,全部制作在同一塊半導體材料上?
憑借這個靈感,在同年9月12日,基爾比在一塊長約11毫米、寬約1.6毫米的鍺晶片上,成功制作出了人類歷史上第一塊原始集成電路。這塊簡陋的芯片僅包含一個晶體管、幾個電阻和一個電容,所有元件通過細小的金線連接。當基爾比接通電源,示波器上清晰顯示出正弦波形時,一個嶄新的電子時代宣告開啟——電子設備的核心將從復雜的分立元件轉向高度集成的微型芯片。
幾乎與此同時,在仙童半導體公司的羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)也在探索類似方向。1959年,諾伊斯提出了更先進的“平面工藝”技術構想:通過在硅晶片表面氧化形成絕緣層,在其上光刻出窗口進行選擇性擴散摻雜形成器件,最后沉積金屬層實現元器件間互連。這種方法解決了基爾比模型中元件間需要手工飛線連接的致命缺陷,奠定了現代集成電路制造工藝的基礎,使大規模生產真正成為可能。
基爾比和諾伊斯的發明瞬間點燃了技術革命的火種:
微小化與輕量化:電路體積急劇縮小,為便攜設備鋪平道路。
可靠性飛躍:減少了大量焊點和分立元件,故障率大幅下降。
性能飆升:內部連接更短更快,器件匹配性更好,功耗降低。
成本銳減:批量生產優勢顯著,單個電路功能成本持續下降。
集成電路深刻重塑了人類社會的每個角落。它不僅是信息時代的基石,更是人類智慧在微觀世界創造的一個不朽奇跡。
審核編輯 黃宇
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