集成电路五十年变迁芯片制造商达到空前水平致力于精益求精的微小结构创新

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  • 2024年12月17日
  • 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集成电路时代。在杰克·基尔比研制出第一块可使用的集成电路之后,罗伯特·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了第一个基于集成电路的计算机——分子电子计算机。 自那时起,集成电路已经遍布工业、军事、通讯和遥控等各个领域。它们以其小巧、高效、可靠且成本相对较低的特点

集成电路五十年变迁芯片制造商达到空前水平致力于精益求精的微小结构创新

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集成电路时代。在杰克·基尔比研制出第一块可使用的集成电路之后,罗伯特·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了第一个基于集成电路的计算机——分子电子计算机。

自那时起,集成电路已经遍布工业、军事、通讯和遥控等各个领域。它们以其小巧、高效、可靠且成本相对较低的特点,在电子设备中实现了密度的显著提升和工作时间的延长。

以下是关于集成电路50年的简要发展历程:

第一个集成电路板

几根杂乱无章的线将五个电子元件连接起来,就形成了历史上第一个集成电路。这不仅美观,而且它比离散部件组装更高效。当时晶体管发明弥补了一些问题,但工程师很快遇到新的挑战。为了制造和使用电子电路,他们不得不亲手组装各种分立元件,如晶体管、二极管、容量等。这是一种不可行的做法,因此基尔比提出了设计方案。

半导体设备与铅结构模型

在20世纪50年代,有许多工程师意识到了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后提出“半导体设备与铅结构”模型。1960年,仙童公司制造出可以实际使用的一块单片芯片。诺伊斯的解决方案最终成为大规模生产中的实用技术。他和基尔比都获得了国家科学奖章,被认为共同发明了 集合逻辑门(CLC)。

分子电子计算机

虽然这些优点显而易见,但还有一段时间没有被工业界采用,而是在军事及政府部门产生兴趣。在1961年,德州仪器为美国空军研发了第一个基于集合逻辑门(CLC)的计算机,即所谓“分子电子计算机”。此外,当时,“阿波罗导航电脑”以及“星际监视探测器”也应用于集合逻辑门(CLC)技术。

集成电路用于导弹制导系统

1962年,德州仪器为民兵-I型和民兵-II型导弹制导系统提供22套集合逻辑门(CLC)。这既是集合逻辑门(CLC)第一次应用于这种系统,也是晶体技术首次运用于军事领域。此后,一直到1975年,每隔12个月便会增加一次处理能力,这就是现在我们所说的摩尔定律。

戈登-摩尔提出摩尔定律

英特尔联合创始人戈登-摩尔回望未来预测每颗芯片上将有65000个元件,而实际上每两年的间隔都会翻倍至原来的两倍。这就是今天我们理解的大致情况。

Busicom 141-PF 计算机

在60年代末期,大多数电脑都是庞大的笨重物品。但随着微处理器出现,这一切都改变了。英特尔为日本Busicom 141-PF设计12块芯片,但是他们改进并根据Busicom需求提出了另一种设计方案,最终诞生世界上的第一款商业化微处理器4004,它不是唯一出售给市场的一个产品,但却是第一个公开销售的一个产品,它虽然并不如ENIAC强大但小得多,并且ENIAC占据整个房间空间

7."普拉萨"数字手表

8."Microma"液态数字表推出作为应用"系统芯片"技术之初次产品,汉米顿推出的普拉萨则成了世界上的第一只数字手表,价格2100美元售价

9 集合工艺突飞猛进

如今, 芯片制造商(如英特尔, AMD)生产出来的小小晶体管数量达到了空前的高度 , 并且每个晶体管变得非常微小 , 比如针尖上可以容纳3000万45毫米大小晶体管。此外现在处理速度如此迅速,以至于现在单一晶 体管价格仅仅相当于40多年的价值 .

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