集成电路50年变迁台积电芯片为什么那么厉害物品中的技术进步展示新高度

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  • 2024年12月17日
  • 编者语:回顾过去,1958年是集成电路时代的起点。当时,美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板,这一技术突破改变了电子设备的面貌。随着基尔比研制出第一块可使用的集成电路,并诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,集成电路开始走向大众化。 在接下来的五十年里,集成电路不仅体积小、重量轻、寿命长和可靠性高,而且成本相对低廉,便于大规模生产。在这个过程中,它们被广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等领域

集成电路50年变迁台积电芯片为什么那么厉害物品中的技术进步展示新高度

编者语:回顾过去,1958年是集成电路时代的起点。当时,美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板,这一技术突破改变了电子设备的面貌。随着基尔比研制出第一块可使用的集成电路,并诺伊斯提出半导体设备与铅结构模型,集成电路开始走向大众化。

在接下来的五十年里,集成电路不仅体积小、重量轻、寿命长和可靠性高,而且成本相对低廉,便于大规模生产。在这个过程中,它们被广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等领域。通过将元件紧密排列,装配密度得到了显著提升,同时稳定工作时间也得到了延长。

以下是从历史上看这50年的简要发展和应用情况:

第一块集成电路板

一个由五个电子元件组合而成的小片子,是我们所知的第一个集成电路。这虽然看起来并不精致,但它证明了其效率远超离散部件构建的情形。当时晶体管发明解决了电子管问题,但工程师们很快遇到新的挑战。为了制造和使用这些电子线圈,他们不得不亲手组装连接各种分立元件,如晶体管、二极管、电容器等。这种做法是不切实际的,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,一些工程师已经意识到了这一概念之一,即罗伯特·诺伊斯。他在基尔比成功研制出第一块可用单片后,就提出了一种“半导体设备与铅结构”模型。在仙童公司制造出的第一张可以实用的单片芯片之后,他的方案成为生产中的标准技术。此举使他及基尔比共同被授予“美国国家科学奖章”,并且被公认为首次实现此项技术的人物。

分子电子计算机

虽然集合优点明显,但直到1961年,由德州仪器为美国空军开发出来的一个基于集成了微型电子系统的大型计算机才真正引入工业领域,也就是所谓的“分子级计算机”。此类计算机广受政府部门欢迎,并迅速影响其他行业,比如航天机构对该技术表示强烈兴趣,当时用于阿波罗任务及星际监视探测器中。

集成芯片应用于导弹制导系统

1962年,在民兵-I 和民兵-II 导弹制导系统中运用22套这样的微型电脑,这标志着这项技术第一次在武器控制系统中出现,而非仅限于空间或科学研究环境。此外,在同一年空军成为世界上最大的消费者,这一趋势持续至1965年期间一直如此,以后的几十年里,“摩尔定律”变得越来越重要,因为每18个月内,每个芯片上的晶体管数量翻倍,将导致每18个月内处理速度翻番,使得信息处理能力以惊人的速度增加,从而推动科技前进步伐。

戈登-摩尔提出的摩尔定律

英特尔联合创始人戈登-摩尔预见未来,将会有更多晶体加入其中。他的预测显示在1975年的某一点,每颗芯片将包含65000多颗晶体。而实际情况表明,大约每两年就会有一倍多额再次加到它们上去。这便是今天我们所理解之"摩耳定律"(Mooore's Law)。

"Busicom 141-PF" 计算机

当60年代初期,人们通常把电脑描述为巨大的笨重装置,那时候出现的是一种革命性的变革——整合式微缩零件集合形成更小巧灵活的手持工具。例如英特尔公司为日本Busicom公司新产品设计12枚芯片作为基础,但是他们却根据客户需求提供另一种计划,这就诞生了4004微处理器——历史上第一个商业化销售的小型数码逻辑IC

英特尔4004 微处理器

随着时间流逝,我们从整合式部分转向微处理技术。在英特爾發布4004這個專案後,這個技術發展成為一個令人瞩目的焦點。大眾對於這項進步感到興奮,因為它代表了一種全新的可能性——將傳統計算機系統內部所有功能集中於單一積體電路(IC)之中從而創造出一個更小巧、高效能以及更加實用的數碼處理機械工具

8."普爾薩" 數字手錶

9 集積電路工藝突飛猛進

10."Microma"液晶數位計時器

11."普爾薩"世界首款数字手表

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