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集成电路50年发展史
2013-09-18 | 编辑: | 【 【打印】【关闭】

  1958年,美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板,这标志着世界从此进入到了集成电路的时代。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点,同时成本也相对低廉,便于进行大规模生产。

  在近50年的时间里,集成电路已经广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等各个领域。用集成电路来装配电子设备,其装配密度相比晶体管可以提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可以大大提高。

  以下为集成电路50年来的简要发展和应用情况:

  1、第一块集成电路板

   

  几根零乱的电线将五个电子元件连接在一起,就形成了历史上第一个集成电路。虽然它看起来并不美观,但事实证明,其工作效能要比使用离散的部件要高得多。历史上第一个集成电路出自杰克-基尔比之手。当时,晶体管的发明弥补了电子管的不足,但工程师们很快又遇到了新的麻烦。为了制作和使用电子电路,工程师不得不亲自手工组装和连接各种分立元件,如晶体管、二极管、电容器等。很明显,这种做法是不切实际的。于是,基尔比提出了集成电路的设计方案。

  2、半导体设备与铅结构模型

   

  其实,在20世纪50年代,许多工程师都想到了这种集成电路的概念。美国仙童公司联合创始人罗伯特-诺伊斯就是其中之一。在基尔比研制出第一块可使用的集成电路后,诺伊斯提出了一种“半导体设备与铅结构”模型。1960年,仙童公司制造出第一块可以实际使用的单片集成电路。诺伊斯的方案最终成为集成电路大规模生产中的实用技术。基尔比和诺伊斯都被授予“美国国家科学奖章”。他们被公认为集成电路共同发明者。

  3、分子电子计算机

   

  分子电子计算机

  虽然集成电路优点明显,但仍然有很长时间没有在工业部门得到实际应用。相反,它却首先引起了军事及政府部门的兴趣。1961年,德州仪器为美国空军研发出第一个基于集成电路的计算机,即所谓的“分子电子计算机”。美国宇航局也开始对该技术表示了极大兴趣。当时,“阿波罗导航计算机”和“星际监视探测器”都采用了集成电路技术。

  4、集成电路应用于导弹制导系统

   

  1962年,德州仪器为“民兵-I”型和“民兵-II”型导弹制导系统研制22套集成电路。这不仅是集成电路第一次在导弹制导系统中使用,而且是电晶体技术在军事领域的首次运用。到1965年,美国空军已超越美国宇航局,成为世界上最大的集成电路消费者。

  5、戈登-摩尔提出摩尔定律

   

  英特尔公司的联合创始人之一戈登-摩尔也在集成电路的早期发展进程中扮演着重要的角色。早在1965年,摩尔就曾对集成电路的未来作出预测。他推算,到1975年每块芯片上集成的电子元件数量将达到65000个。而实际上,每过12个月芯片上集成的电子元件数量都会翻一番。这就是现在我们所了解的计算机“摩尔定律”。

  6、“Busicom 141-PF”计算机

   

  在20世纪60年代,计算机通常都是笨重的庞然大物。集成电路的出现改变了计算机这一形象。1969年,英特尔公司为日本计算机公司最新研发的“Busicom 141-PF”计算机设计12块芯片。但英特尔公司的工程师泰德-霍夫等人却根据日本公司的需求提出了另一套设计方案。于是诞生了历史上第一个微处理器--4004。

  7、英特尔4004微处理器

   

  随着历史的前进,集成电路早已让路于微处理器。英特尔公司的4004微处理器虽然并不是首个商业化的微处理器,但却是第一个在公开市场上出售的计算机元件。据霍夫介绍,4004微处理器的计算能力其实并不输于世界上第一台计算机ENIAC(电子数字积分计算机),但却比ENIAC小得多。ENIAC使用了18000个真空管,占据了整个房间。

  8、“普尔萨”数字手表

   

  继便携式计算器和数字手表之后,集成电路的下一个主要商业应用也许就是“手腕计算机”。“Microma”液晶数字表是应用“系统芯片”技术的首款产品。汉米尔顿公司推出的“普尔萨”是世界上第一只数字手表。1970年,普尔萨刚刚上市时售价为2100美元。

  9、集成电路工艺突飞猛进

   

  如今,芯片制造商(如英特尔、AMD等公司)生产的芯片上所集成的晶体管数量已达到了空前的水平,而且每个晶体管的体积变得非常微小。比如,一个针尖上可以容纳3000万个45毫微米大小的晶体管。此外,现在的处理器上单个晶体管的价格仅仅是1968年晶体管价格的百万分之一。



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