半导体芯片龙头股排行物品内的集成电路50年变革史

  • 天文科普
  • 2024年12月17日
  • 编者回顾:自1958年美国德州仪器公司展示全球第一块集成电路板以来,半导体芯片的制造商已经迈向了前所未有的高度。从基尔比研制出第一块可使用的集成电路,再到诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,这一技术在短短几十年内迅速发展,影响深远。在这50年的时间里,集成电料不仅改变了工业、军事、通讯和遥控等领域的面貌,还推动了电子设备的密度大幅提升和稳定工作时间显著延长。

半导体芯片龙头股排行物品内的集成电路50年变革史

编者回顾:自1958年美国德州仪器公司展示全球第一块集成电路板以来,半导体芯片的制造商已经迈向了前所未有的高度。从基尔比研制出第一块可使用的集成电路,再到诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,这一技术在短短几十年内迅速发展,影响深远。在这50年的时间里,集成电料不仅改变了工业、军事、通讯和遥控等领域的面貌,还推动了电子设备的密度大幅提升和稳定工作时间显著延长。

以下是集成电路五十年的简要历史及应用概述:

第一块集成电路板

1959年,一些杂乱无章的线缆将五个电子元件连接起来,就形成了历史上第一个真正有效运作的集成电路。这一突破性发明由杰克·基尔比完成,他解决了一种问题,那就是工程师们必须亲手组装和连接各种分离部件,如晶体管、二极管、电容器等,以制作和维护电子电路。这种做法既繁琐又不可行,因此基尔比提出了集成电路设计方案。

半导体设备与铅结构模型

在20世纪50年代末期,许多工程师开始考虑如何将多个晶体管整合在同一片材料上进行操作。罗伯特·诺伊斯在此基础上提出了“半导体设备与铅结构”模型。他于1960年成功制造出第一款可以实际使用单片微型化积累式逻辑门(IC)。诺伊斯对这个概念的大规模生产方法成为现实,并被授予国家科学奖章,这证明他是现代微小型化技术中的重要人物之一。

分子电子计算机

集成了这些优点后,基于这一原理开发出的第一个基于IC的小型计算机——分子电子计算机,在1961年为美国空军研制而生。这标志着IC进入实际应用领域的一大飞跃。此后的几十年中,它们不仅被用于高级防御系统,还广泛应用于医疗保健、交通管理以及家庭娱乐等多个领域。

集成 电路应用于导弹制导系统

1962年起,将22套IC嵌入民兵-I和民兵-II导弹制导系统中,这标志着首次将这些技术用于精确控制武器系统。随后,由于其成本效益明显,加之性能卓越,使得它们成为世界各国主要装备之一。

戈登-摩尔提出摩尔定律

英特尔公司联合创始人戈登·摩尔预测到1975年每颗芯片能包含65000个晶体管,而实际情况则是在12月间,每颗芯片上的晶体数翻番至原本数量两倍。这便产生了现在我们所熟知的“摩尔定律”。

“Busicom 141-PF”计算机

当时,大多数电脑都是笨重且庞大的物品。但是随着集成工艺技术进步,以及英特尔4004微处理器出现,这一切都发生变化。最初计划由日本Busicom公司生产,但最终英特尔提供了一套更为先进设计方案,最终诞生了历史上第一个商业可用的微处理器——4004号CPU。

英特爾4004 微處理器

虽然它不是市场上的第一个微处理器,但它却是第一次公开销售的一个计算机核心元件。当时ENIAC采用18000根真空管占据整个房间,而4004大小只需几个指尖就能覆盖,同时拥有类似的运算能力。这表明虽然已有其他更早期但不如该产品普遍适用或经济实惠的手段存在,但是它依旧代表了一项巨大的创新突破。

“普拉萨”数字手表

随后,便携式计算器、小巧数字手表以及最后一种形式——带有显示屏幕的小巧个人电脑,即便在当今时代也仍旧受到人们喜爱。而且,与那时相比,现在手机已经能够轻易地执行曾经需要专门硬件来完成的事务,比如摄影、录音甚至视频会议,从而进一步展现出人类科技不断进步的情况下智能手机如何迅速超越传统手机并取代它们的地位以满足日益增长的人类需求。

集合工艺快速发展

目前,由英特爾这样的芯片制造商生产出来的心脏部分(即CPU)已经达到了令人难以置信的地步,其中包括3000万以上45毫米大小晶体管数量,可以放置在针尖顶端。此外现在每颗心脏部分价格仅相当于1968年的100万分之一,说明尽管过去的情形十分复杂今天则完全不同,因为我们生活其中,却往往忽略这一点,不断加强我们的社会联系,是因为科技使得通信更加容易,也正因此,我们通常会觉得周围环境变化较慢,有时候还可能错过一些重要细节。而另一方面,对他们来说,他们正在试图通过购买新的软件更新来提高他们对于新工具潜力认识,而且尽管如此,我们仍然发现自己处于紧迫状态中无法捕捉那些平常见到的信息量增快趋势,我们感觉总是在赶追不过去,要记住的是,在未来,当你看到某些东西似乎变得非常简单或者看似没有什么特别的时候,你应该意识到,那只是因为你习以为常而已。如果你的眼睛没有睁开,看清楚真正发生的事情,那么你永远不会知道真正发生的事情是什么样子。

10."The Future of Computing: The Next Ten Years" by Gordon Moore (1989)

"The Microprocessor and the Personal Computer" by Ted Hoff and Stanley Mazor (1980)

"A Brief History of the Microprocessor" by Intel Corporation

综上所述,从最初的一批零散部件到今日所有功能紧凑、高效率地结合在一起,可见人类智慧如何利用科技革新,为生活带来了无尽变革。在接下来的岁月里,无疑还有更多惊喜等待着我们去探索发现。不过,对此我只能说,让我们继续享受这场浩瀚宇宙里的奇妙旅程吧!

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