集成電路(integrated circuit,)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母"IC"表示。
60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體器件。它是經(jīng)過(guò)氧化、光刻、擴(kuò)散、外延、蒸鋁等半導(dǎo)體制造工藝,把構(gòu)成具有一定功能的電路所需的半導(dǎo)體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導(dǎo)線全部集成在一小塊硅片上,然后焊接封裝在一個(gè)管殼內(nèi)的電子器件。
在集成電路發(fā)展歷程中,有很多人做出了突出的貢獻(xiàn),在人類(lèi)享受集成電路技術(shù)給我們的生活和生產(chǎn)翻天覆地的變化的同時(shí),不能忘記那些在集成電路發(fā)展進(jìn)程中,起到關(guān)鍵作用,做出突出貢獻(xiàn)的人。下面我們挑選出集成電路發(fā)展史上10位最著名的人物介紹給大家:
一、肖克利(晶體管發(fā)明人之一)
威廉·肖克利(1910-1989),出生地英國(guó)倫敦,后遷往美國(guó)加州。著名的物理學(xué)家。由于他對(duì)半導(dǎo)體的研究和發(fā)現(xiàn)了晶體管效應(yīng),與巴丁和布拉頓分享了1956年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
肖克利,1910年生于英國(guó)倫敦。3歲就隨父母舉家遷往美國(guó)的加州。他學(xué)生時(shí)代考入了大名鼎鼎的麻省理工(MIT),獲固體物理學(xué)博士學(xué)位后留校任教。二戰(zhàn)結(jié)束后,貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始研制新一代的電子管,具體由肖克利負(fù)責(zé)。1947年圣誕節(jié)前兩天的一個(gè)中午,肖克利的兩位同事沃爾特·布蘭坦(Walter Brattain)和約翰·巴丁(John Bardeen),用幾條金箔片,一片半導(dǎo)體材料和一個(gè)彎紙架制成一個(gè)小模型,可以傳導(dǎo)、放大和開(kāi)關(guān)電流。他們把這個(gè)一發(fā)明稱(chēng)為"點(diǎn)接晶體管放大器"。這成為后來(lái)引發(fā)一場(chǎng)電子革命的"晶體管"。肖克利和這兩位同事榮獲1956年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
事實(shí)上,這是一種用以代替真空管的電子信號(hào)放大元件,是電子專(zhuān)業(yè)的強(qiáng)大引擎,被全球媒體和科學(xué)界稱(chēng)為"20世紀(jì)最重要的發(fā)明"。曾經(jīng)有人說(shuō):"沒(méi)有貝爾實(shí)驗(yàn)室,就沒(méi)有硅谷。"
1948年,肖克利等人申請(qǐng)了發(fā)明晶體管的專(zhuān)利。1949年,肖克利提出一種性能更好的結(jié)型晶體管的設(shè)想,通過(guò)控制中間一層很薄的基極上的電流,實(shí)現(xiàn)放大作用。1950年,結(jié)型晶體管研制成功。尤其是1955年,高純硅的工業(yè)提煉技術(shù)已成熟,用硅晶片生產(chǎn)的晶體管收音機(jī)也問(wèn)世。在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的肖克利坐不住了。
肖克利不滿(mǎn)足于眼下的發(fā)明,他十分想把這項(xiàng)發(fā)明商品化,并且推向市場(chǎng)。肖克利不喜歡貝爾實(shí)驗(yàn)室拿他的發(fā)明來(lái)賺錢(qián),特別是生產(chǎn)的晶體管性能非常不穩(wěn)定,這樣損害了發(fā)明人的榮譽(yù)。肖克利于1955年回到老家圣克拉拉谷(硅谷),后來(lái)這塊地最理想的開(kāi)辦晶體管工廠之地,成為展開(kāi)科技競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)水寶地。
"晶體管之父"肖克利的到來(lái),意味著"硅谷"迎來(lái)了電子產(chǎn)業(yè)的新時(shí)代。 肖克利來(lái)到帕洛阿爾托,他從前在加州理工學(xué)院讀書(shū)時(shí)的化學(xué)教授阿諾德·貝克曼,在斯坦福研究區(qū)開(kāi)辦了一家制造科學(xué)測(cè)量設(shè)備的公司–貝克曼儀器公司。貝克曼為肖克利創(chuàng)辦公司提供了財(cái)力上的支持。1956年,肖克利獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。
肖克利對(duì)于人才的挑選,技術(shù)眼光非常敏銳、獨(dú)到。他回到人氣旺盛的美國(guó)東岸,發(fā)布了招聘信息,他聘用了八位優(yōu)秀人才。后來(lái)成為偉大天才的集合,因?yàn)樗械娜硕荚?0歲以下,極具戰(zhàn)斗力。比如瓊.赫爾尼,來(lái)自加州理工學(xué)院,擁有劍橋和日內(nèi)瓦大學(xué)兩個(gè)博士頭銜;維克多·格里尼克,是斯坦福研究所的研究員; 八人中年齡最大的是29歲的尤金·克萊頓,他是通用電氣的制造工程師; 戈登·摩爾來(lái)自約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理試驗(yàn)室; 而一心要成為最著名科學(xué)家的羅伯特·諾伊斯來(lái)自菲爾科-福特公司;另外還有朱利葉斯、布蘭克、杰伊·拉斯特和謝爾頓·羅伯茨,可以說(shuō)他們都是不凡之輩。
正是肖克利,觸發(fā)了形成硅谷半導(dǎo)體工業(yè)的創(chuàng)業(yè)連鎖反應(yīng)。在這八人中的諾伊斯與摩爾,于1957年一起離開(kāi)肖克利并創(chuàng)辦了仙童公司,后兩人又合作于1968年創(chuàng)辦了英特爾。羅伯茨·克萊頓、拉斯特和赫爾尼于1961年離開(kāi)仙童,創(chuàng)辦了另一家Anelc半導(dǎo)體公司。赫爾尼后來(lái)又于1964年離去,創(chuàng)辦了聯(lián)碳電子公司,并于1967年創(chuàng)辦了Intersil公司。
二、巴?。ňw管發(fā)明人之二)
約翰·巴丁 (John Bardeen,1908年5月23日—1991年1月30日) ,美國(guó)威斯康星州人。美國(guó)著名的物理學(xué)家、電氣工程師。曾經(jīng)兩次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。尤其是1956年與W·H·布喇頓和W·肖克萊因發(fā)明晶體管獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而1972年,他又同L·N·庫(kù)珀和J·R·施里弗因提出低溫超導(dǎo)理論再次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
約翰·巴丁1908年5月23日生于威斯康星州麥迪遜城,15歲便高中畢業(yè)。1923年入威斯康星大學(xué)電機(jī)工程系就學(xué),畢業(yè)后即留在該校擔(dān)任電機(jī)工程研究助理。1930-1933年在匹茲堡海灣實(shí)驗(yàn)研究所從事地球磁場(chǎng)及重力場(chǎng)勘測(cè)方法的研究。1928年獲威斯康星大學(xué)理學(xué)士學(xué)位,1929年獲碩士學(xué)位。1936年獲普林斯頓大學(xué)博士學(xué)位。1933年到普林斯頓大學(xué),在E·P·維格納的指導(dǎo)下,從事固態(tài)理論的研究。1935-1938年任哈佛大學(xué)研究員。
1936年,他以《金屬功函數(shù)理論》的論文從普林斯頓大學(xué)獲得哲學(xué)博士學(xué)位。1938-1941年任明尼蘇達(dá)大學(xué)物理學(xué)助理教授。1941-1945年在華盛頓海軍軍械實(shí)驗(yàn)室工作,1945-1951年在貝爾電話公司實(shí)驗(yàn)研究所研究半導(dǎo)體及金屬的導(dǎo)電機(jī)制、半導(dǎo)體表面性能等基本問(wèn)題。1947年和其同事W·H·布喇頓共同發(fā)明第一個(gè)半導(dǎo)體三極管,在一個(gè)月后,W·肖克萊發(fā)明PN結(jié)晶體管。憑借這一發(fā)明使他們?nèi)双@得1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),由此巴丁并被選為美國(guó)科學(xué)院院士。
值得一提的是,1951年至1975年,巴丁任教于伊利諾伊大學(xué)香檳分校物理系和電機(jī)工程系教授。他的第一個(gè)Ph.D學(xué)生Nick Holonyak,于1962年發(fā)明了史上第一個(gè)LED。巴丁和L·N·庫(kù)珀、J·R·施里弗合作,于1957年提出低溫超導(dǎo)理論(BCS理論),由此,他們?nèi)吮皇谟?972年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),特別是在同一領(lǐng)域(固態(tài)理論)中,一個(gè)人兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng),歷史上還是第一次。
巴丁發(fā)明了晶體管。1956年和肖克萊一起獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).1972年巴丁,庫(kù)柏,施里弗一起獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
三、布拉頓(晶體管發(fā)明人之三)
沃爾特·布拉頓(Brattain,Walter Houser) 美國(guó)物理學(xué)家。值得一提的是,1902年2月10日他出生在中國(guó)(父母是美國(guó)人)廈門(mén)。他1924年畢業(yè)于惠特曼學(xué)院(在華盛頓州沃拉沃拉),1929年在明尼蘇達(dá)大學(xué)取得博士學(xué)位。同年,他進(jìn)入貝爾電話實(shí)驗(yàn)室,成為一名物理學(xué)研究人員。第二次世界大戰(zhàn)期間,他在那里從事潛艇磁探測(cè)的工作。 他同肖克利和巴丁共同獲得1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 1967年,他接受惠特曼學(xué)院的聘請(qǐng),擔(dān)任了自己母校的教授。
布拉頓長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體物理學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體自由表面上的光電效應(yīng)。1947年12月23日,布喇頓與J.巴丁和W.B.肖克萊發(fā)明點(diǎn)接觸晶體管,因此共同獲得1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此外,他還曾研究壓電現(xiàn)象、頻率標(biāo)準(zhǔn)、磁強(qiáng)計(jì)和紅外偵察等。美國(guó)科學(xué)院院士。曾獲巴倫坦獎(jiǎng)?wù)?、約翰·斯可特獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
貝爾實(shí)驗(yàn)室 60 年前研制出了晶體管。幾乎今天使用的所有電子設(shè)備離開(kāi)晶體管都將無(wú)法生存。晶體管是微處理器的主要組件,也是許多產(chǎn)品的必備元件,比如電視、汽車(chē)、收音機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、家用電器、計(jì)算機(jī),甚至宇宙飛船等。
晶體管的發(fā)明要?dú)w功于貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位同事:John Bardeen、Walter Brattain 和 William Shockley,他們也因?yàn)榇隧?xiàng)發(fā)明于 1956 年被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。晶體管的名字是由貝爾電話實(shí)驗(yàn)室研究員 John R. Pierce 想出的。
晶體管是集成電路的基本,沒(méi)有晶體管的發(fā)明,就不可能發(fā)明集成電路,因此我們把肖克萊、巴丁和布拉頓三人放到集成電路發(fā)展史中傳奇人物第一位。
肖克萊專(zhuān)長(zhǎng)于理論研究,巴丁是運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問(wèn)題的大師,而布拉頓則是善于巧妙地進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的能手。在肖克利的理論指導(dǎo)下,巴丁、布拉頓于1947年12月研制出世界上第一只點(diǎn)接觸型晶體管。晶體管的發(fā)明是電子技術(shù)史上具有劃時(shí)代意義的偉大事件,它開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)嶄新的時(shí)代──固體電子技術(shù)時(shí)代。晶體管的發(fā)明奠定了現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ),揭開(kāi)了微電子技術(shù)和信息化的序幕,開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)的硅文明時(shí)代,由它引起的技術(shù)革命對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的巨大推動(dòng)作用和深遠(yuǎn)的影響在歷史上是屈指可數(shù)的。
這三個(gè)人中,大家最熟悉的應(yīng)該是肖克利了,他被稱(chēng)為“晶體管之父”,利用他的名聲,招募了一批杰出的年輕科學(xué)家,其中有大名鼎鼎的“八叛逆”,為后續(xù)的仙童公司、英特爾公司等一大批知名半導(dǎo)體公司創(chuàng)立打下了基礎(chǔ)。
四、杰克·基爾比(集成電路之父)
杰克·基爾比(Jack Kilby,1923年11月8日-2005年6月20日)是集成電路的兩位發(fā)明者之一 。1947年,基爾比獲得伊利諾伊大學(xué)的電子工程學(xué)學(xué)士學(xué)位,1950年獲得威斯康星大學(xué)電子工程碩士學(xué)位。1958年,成功研制出世界上第一塊集成電路。2000年,基爾比因集成電路的發(fā)明被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
值得一提的是,改造人類(lèi)的個(gè)人電腦、移動(dòng)電話等3C產(chǎn)品,皆源于他的發(fā)明。
2000年,七十七歲的杰克·基爾比(Jack S. Kilby)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這個(gè)獎(jiǎng)距離他的發(fā)明已經(jīng)四十二年,如果沒(méi)有基爾比,就沒(méi)有今天的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),更不會(huì)有人類(lèi)習(xí)以為常的數(shù)字生活。一九五八年九月十二日,德州儀器工程師基爾比發(fā)明第一顆集成電路IC。這個(gè)裝置揭開(kāi)二十世紀(jì)信息革命的序幕,同時(shí)宣告信息化時(shí)代來(lái)臨。
在基爾比之前,電晶體取代笨重不穩(wěn)定的真空管,但隨電路系統(tǒng)不斷擴(kuò)張,元件越來(lái)越大,卻遇到新瓶頸。尤其生產(chǎn)一顆電晶體的成本高達(dá)十美元,怎么縮小元件體積,降低成本,變成應(yīng)用上的大問(wèn)題。
當(dāng)時(shí)在德州儀器專(zhuān)注電路小型化研究的基爾比,利用多數(shù)同事放假、無(wú)人打擾的兩周思考難題。就在貝爾實(shí)驗(yàn)室慶祝發(fā)明電晶體十周年后一個(gè)月,基爾比靈光涌現(xiàn),在辦公室寫(xiě)下五頁(yè)關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)日志。
基爾比的新概念,是利用單獨(dú)一片硅做出完整的電路,如此可把電路縮到極小。當(dāng)時(shí)同業(yè)都懷疑這想法是否可行,"我為不少技術(shù)論壇帶來(lái)娛樂(lè)效果,"基爾比在他所著"IC的誕生"一文中形容。
德州儀器始終支持基爾比。事實(shí)充分證明,從基爾比的第一顆晶片開(kāi)始,半導(dǎo)體的制程技術(shù)就不斷更新。到英特爾推出Pentium微處理器時(shí),晶片上集成的電晶體已經(jīng)高達(dá)三百萬(wàn)顆。二十美元現(xiàn)在可以買(mǎi)到兩千萬(wàn)個(gè)電晶體。
半導(dǎo)體業(yè)中著名的"摩爾定律"-集成電路上的電晶體數(shù)量,每十八個(gè)月擴(kuò)充一倍,持續(xù)三十五年,至今力爭(zhēng)不竭。這股強(qiáng)大動(dòng)力使得各種電子產(chǎn)品爆炸性地走向輕薄短小與多工。個(gè)人電腦、移動(dòng)電話等3C產(chǎn)品正全面改造人類(lèi)生活。
全球半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)值達(dá)到一千四百億美元,未來(lái)三年還要以?xún)晌粩?shù)的速度成長(zhǎng)?;鶢柋鹊陌l(fā)明事實(shí)上仍在持續(xù)發(fā)酵。
偉大的發(fā)明與人物總會(huì)被歷史驗(yàn)證與牢記,2000年基爾比因?yàn)榘l(fā)明集成電路而獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這份殊榮,經(jīng)過(guò)四十二年的檢驗(yàn)顯得愈發(fā)珍貴,更是整個(gè)人類(lèi)對(duì)基爾比偉大發(fā)明的充分認(rèn)可。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)的評(píng)價(jià)很簡(jiǎn)單:“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。
“我認(rèn)為,有幾個(gè)人的工作改變了整個(gè)世界,以及我們的生活方式——亨利·福特、托馬斯·愛(ài)迪生、萊特兄弟,還有杰克·基爾比。如果說(shuō)有一項(xiàng)發(fā)明不僅革新了我們的工業(yè),并且改變了我們生活的世界,那就是杰克發(fā)明的集成電路?!被蛟S德州儀器公司董事會(huì)主席湯姆·恩吉布斯的評(píng)價(jià)是對(duì)基爾比貢獻(xiàn)最簡(jiǎn)潔有力的注解,現(xiàn)在基爾比的照片和愛(ài)迪生的照片一起懸掛在國(guó)家發(fā)明家榮譽(yù)廳內(nèi)。
五、羅伯特·諾伊斯(科學(xué)與商業(yè)雙料巨人)
羅伯特·諾伊斯1927年12月,生于美國(guó)愛(ài)荷華州。中學(xué)畢業(yè)后,考入格林納爾學(xué)院,學(xué)習(xí)物理及數(shù)學(xué)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)。1953年獲麻省理工學(xué)院物理學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后,他在費(fèi)爾科公司工作了3年。1956年初,著名科學(xué)家肖克萊決定創(chuàng)辦半導(dǎo)體公司,諾伊斯決定和肖克萊干一番大事業(yè)。1957年,諾伊斯與摩爾等8人集體辭職,自行創(chuàng)辦了仙童半導(dǎo)體公司,英特爾創(chuàng)始人。
羅伯特·諾伊斯,屬于“八叛逆” 之一。是一位科學(xué)界和商業(yè)界的奇才。他在基爾比的基礎(chǔ)上發(fā)明了可商業(yè)生產(chǎn)的集成電路,讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由“發(fā)明時(shí)代”進(jìn)入了“商用時(shí)代”。他還共同創(chuàng)辦了兩家硅谷最偉大的公司:一個(gè)是曾經(jīng)有半導(dǎo)體行業(yè)“黃埔軍?!敝Q(chēng)的-仙童(Fairchild)公司,一個(gè)是當(dāng)今世界上最大設(shè)計(jì)和生產(chǎn)半導(dǎo)體的科技巨擎英特爾公司。
羅伯特·諾伊斯歷來(lái)奉行“自己動(dòng)手”,12歲的時(shí)候,他與二哥曾經(jīng)自造了一架懸掛式滑翔機(jī)。尤其是13歲的時(shí)候,他們利用家里洗衣機(jī)淘汰的舊汽油發(fā)動(dòng)機(jī)造出了一輛汽車(chē)。甚至起造出了一臺(tái)粗糙的無(wú)線電收發(fā)兩用機(jī),互相發(fā)信息。當(dāng)然諾伊斯一生中最大的發(fā)明,是屬于可商業(yè)生產(chǎn)的集成電路。
1959年7月,諾伊斯研究出一種二氧化硅的擴(kuò)散技術(shù)和PN結(jié)的隔離技術(shù),并創(chuàng)造性地在氧化膜上制作出鋁條連線,使元件和導(dǎo)線合成一體,從而為半導(dǎo)體集成電路的平面制作工藝、為工業(yè)大批量生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與基爾比在鍺晶片上研制集成電路不同,諾伊斯把眼光直接盯住硅-地球上含量最豐富之一的元素,商業(yè)化價(jià)值更大,成本更低。自此大量的半導(dǎo)體器件被制造并商用,風(fēng)險(xiǎn)投資開(kāi)始出現(xiàn),半導(dǎo)體初創(chuàng)公司涌現(xiàn),更多功能更強(qiáng)、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的集成電路被發(fā)明,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由“發(fā)明時(shí)代”進(jìn)入了“商用時(shí)代”。
諾伊斯最大的成就:1968年諾伊斯離開(kāi)了曾經(jīng)有半導(dǎo)體行業(yè)“黃埔軍?!敝Q(chēng)的-仙童(Fairchild)公司(曾經(jīng)孕育出包括英特爾、AMD、美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體等當(dāng)今半導(dǎo)體行業(yè)著名公司)與戈登-摩爾、安迪-格羅夫同創(chuàng)建了英特爾(Intel)。
1971年,諾伊斯所在的Intel成功地在一塊12平方毫米的芯片上集成了2300個(gè)晶體管,制成了一款包括運(yùn)算器、控制器在內(nèi)的可編程序運(yùn)算芯片,也就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的中央處理單元(CPU),又稱(chēng)微處理器,這也是世界上第一款微處理器——4004。開(kāi)始了英特爾(Intel)飛速發(fā)展,從1968年的收入為零直到今天超過(guò)三百五十億美金營(yíng)業(yè)額。
值得一提的是,一個(gè)人同時(shí)置身科學(xué)界和企業(yè)界,最終還能夠功德圓滿(mǎn),實(shí)屬罕見(jiàn),但是諾伊斯卻驚人地做到了,他已經(jīng)成為半導(dǎo)體工業(yè)的象征人物,人們尊敬的稱(chēng)他為:“硅谷市長(zhǎng)”。
六、瓊·赫爾尼(奠定了硅作為電子產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵材料地位)
赫爾尼(Jean Hoerni,1924年9月26日——1997年1月12日)是硅晶體管先驅(qū),他發(fā)明的平面工藝為羅伯特·諾伊斯開(kāi)創(chuàng)現(xiàn)代集成電路奠定了基礎(chǔ)。
赫爾尼1924年誕生于瑞士,在日內(nèi)瓦大學(xué)和劍橋大學(xué)獲得兩個(gè)博士學(xué)位,之后他移居美國(guó)工作,在加州理工大學(xué)工作,并在那里遇到了“晶體管之父”威廉·肖克利。這位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主將赫爾尼招入自己的公司工作。
赫爾尼是“八叛逆” 之一。1952年, 移居美國(guó)在加州理工大學(xué)工作,受到威廉·肖克利賞識(shí),在加入肖克利半導(dǎo)體公司后,受不了肖克利的家長(zhǎng)制作風(fēng),1957年9月,包括瓊·赫爾尼在內(nèi)的八個(gè)骨干工程師從肖克利半導(dǎo)體公司辭職。肖克利在震驚之余極為憤怒,稱(chēng)他們?yōu)椤鞍藗€(gè)叛逆?!钡褪沁@八個(gè)叛逆者后來(lái)對(duì)硅谷的發(fā)展起了十分重要的影響。他們組建了仙童公司(Fairchild),1959年,Jean Hoerni發(fā)明了平面工藝使用一種叫做光學(xué)蝕刻的處理方法,這種方法有些類(lèi)似于利用底片沖洗照片的過(guò)程。開(kāi)始,他用的是一片鍺或硅。然后他在上面噴灑上一層叫做光阻劑的物質(zhì)。如果把光照在上面,光阻劑就會(huì)變得堅(jiān)硬,然后你就可以用一種特殊的化學(xué)藥品清除掉沒(méi)有被光照射到的光阻劑。因此,赫爾尼就創(chuàng)造了一個(gè)光罩,它就像一張底片,上面有一簇小孔,用來(lái)過(guò)濾掉不清潔的東西,然后讓它在光線中翻動(dòng)。在化學(xué)洗滌之后,金屬板上只要是留下光阻劑的地方,雜質(zhì)就不會(huì)散落到下面。來(lái)解決平面晶體管的可靠性問(wèn)題,因而使半導(dǎo)體生產(chǎn)發(fā)生了革命性的變化。堪稱(chēng)為“20世紀(jì)意義最重大的成就之一”,并稱(chēng)其奠定了硅作為電子產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵材料的地位。
赫爾尼的愛(ài)好并非僅僅創(chuàng)業(yè),他還是一位狂熱的專(zhuān)用登山者。世界上最高山峰中的大多數(shù)都留下過(guò)他的足跡,比如珠峰(但是沒(méi)有登頂)。
“八叛逆”中的拉斯特多次跟赫爾尼一起登山,他說(shuō):“對(duì)于物理學(xué)家來(lái)說(shuō),很多東西都很模糊,但山脈提供了具體的目標(biāo)和明確的成功?!薄暗巧绞俏锢韺W(xué)家共同的娛樂(lè)項(xiàng)目?!?/p>
拉斯特曾經(jīng)說(shuō),赫爾尼有令人難以置信的耐力,只需要一點(diǎn)食物或水就能跋涉數(shù)個(gè)小時(shí)。為了延長(zhǎng)一個(gè)舊睡袋的使用壽命,赫爾尼往里面塞進(jìn)了報(bào)紙。有一天早晨,在1.2萬(wàn)多英尺高的地方醒來(lái),他告訴拉斯特說(shuō),他打算寫(xiě)一封感謝函給《華爾街日?qǐng)?bào)》的編輯,說(shuō)《華爾街日?qǐng)?bào)》是塞睡袋最暖和的報(bào)紙。
赫爾尼經(jīng)常前往巴基斯坦境內(nèi)的部分喀喇昆侖山,他被巴蒂山區(qū)居民的貧困境況所觸動(dòng),捐贈(zèng)了1.2萬(wàn)美元給格雷格·莫藤森(Greg Mortenson),以便在偏遠(yuǎn)村莊建一所學(xué)校。后來(lái)赫爾尼又捐贈(zèng)100萬(wàn)美元,創(chuàng)辦了中亞協(xié)會(huì)(Central Asia Institute),以便在自己死后繼續(xù)為他們提供服務(wù)。赫爾尼任命莫藤森為該組織的首任執(zhí)行主任,繼續(xù)在巴基斯坦和阿富汗修建學(xué)校。
七、戈登·摩爾(世界頭號(hào)CPU生產(chǎn)商Intel公司創(chuàng)始人之一)
戈登·摩爾,1929年1月3日出生于舊金山佩斯卡迪諾,美國(guó)科學(xué)家,企業(yè)家,英特爾公司創(chuàng)始人之一。
作為科學(xué)家與富豪融為一身的雙面人–戈登·摩爾(Gordon Moore)在IT行業(yè)有一個(gè)神話,這個(gè)神話就是一條定律把一個(gè)企業(yè)帶到成功的頂峰,這個(gè)定律就是"摩爾定律" 。這個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)者不是別人,正是世界頭號(hào)CPU生產(chǎn)商Intel公司的創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾(Gordon Moore)。
戈登摩爾曾經(jīng)在1965年提出了"摩爾定律", 1968年創(chuàng)辦Intel公司,1987年將CEO的位置交給安迪·葛洛夫。 1990年被布什總統(tǒng)授予"國(guó)家技術(shù)獎(jiǎng)", 2000年創(chuàng)辦擁有50億美元資產(chǎn)的基金會(huì)。2019年10月,福布斯美國(guó)400富豪榜位列第46名。
戈登·摩爾通用屬于“八叛逆” 之一。1954年獲物理化學(xué)博士學(xué)位,1956年同諾伊斯一起創(chuàng)辦了傳奇般的仙童(Fairchild)公司,主要負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)。1968年在諾伊斯辭職后,戈登·摩爾跟隨而去一起創(chuàng)辦了Intel,1975年成為公司總裁兼CEO。
1965年,有一天摩爾離開(kāi)硅晶體車(chē)間坐下來(lái),拿了一把尺子和一張紙,畫(huà)了個(gè)草圖??v軸代表不斷發(fā)展的芯片,橫軸為時(shí)間,最終結(jié)果是很有規(guī)律的幾何增長(zhǎng)。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在當(dāng)年第35期《電子》雜志上。值得一提的是,這篇不經(jīng)意之作成為迄今為止半導(dǎo)體歷史上最具意義的論文。
摩爾指出:微處理器芯片的電路密度,以及它潛在的計(jì)算能力,每隔一年翻番。這也就是后來(lái)聞名于IT界的“摩爾定律”的雛形。為讓這個(gè)描述更精確,1975年,摩爾做了一些修正,將翻番的時(shí)間從一年調(diào)整為兩年。事實(shí)上,后來(lái)更準(zhǔn)確的時(shí)間是兩者的平均:18個(gè)月。值得一提的是,'摩爾定律'不是一條簡(jiǎn)明的自然科學(xué)定律,尊它為發(fā)展方針的英特爾公司,更是取得了巨大的商業(yè)成功,而微處理器也成了摩爾定律的最佳體現(xiàn),帶著摩爾本人的名望和財(cái)富每隔18個(gè)月翻一番。
摩爾當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)聽(tīng)起來(lái)好像是科幻小說(shuō);此后也不斷有技術(shù)專(zhuān)家認(rèn)為芯片集成“已經(jīng)到頂”。但事實(shí)證明,摩爾的預(yù)言是準(zhǔn)確的,遵循著摩爾定律目前最先進(jìn)的集成電路已含有超過(guò)17億個(gè)晶體管。
摩爾定律的偉大不僅僅是促成了英特爾巨大的商業(yè)成功,半導(dǎo)體行業(yè)的工程師們遵循著這一定律,不僅每18個(gè)月將晶體管的數(shù)量翻一翻,更是意味著同樣性能的芯片每18個(gè)月體積就可以縮小一半,成本減少一半。也可以說(shuō)是因?yàn)槟柖勺屛覀兩钪械碾娮赢a(chǎn)品性能越來(lái)越強(qiáng)大,體積越來(lái)越輕薄小巧,價(jià)格越來(lái)越低廉。
值得一提的是,1990年已經(jīng)退休的摩爾從美國(guó)前總統(tǒng)布什的手中接過(guò)了美國(guó)技術(shù)獎(jiǎng)。摩爾定律就像一股不可抗拒的自然力量,統(tǒng)治了硅谷乃至全球計(jì)算機(jī)業(yè)整整三十多年。
八、安迪·格羅夫(微處理器之王)
安迪·格羅夫出生于匈牙利布達(dá)佩斯一個(gè)猶太人家庭。父親喬治是賣(mài)牛奶的,愛(ài)交際,非常好相處,十分有頭腦,很早就自學(xué)并自學(xué)商業(yè)和會(huì)計(jì),對(duì)牛奶經(jīng)營(yíng)和服務(wù)更是得心應(yīng)手。母親瑪麗亞是一個(gè)圖書(shū)管理員。格羅夫住在一個(gè)19世紀(jì)的兩居室公寓里,從小就被稱(chēng)為資本家的兒子和猶太人。他父母希望他能用勤奮刻苦來(lái)抵消這些偏見(jiàn)。
二戰(zhàn)開(kāi)始了,東歐的猶太人都像清晨的霧一樣消失了。格羅夫的父親于1941年被召集到勞改隊(duì)后,就失蹤了。不過(guò)后來(lái)還是活著從戰(zhàn)線上回來(lái),但已患病不輕。1944年3月,德國(guó)人占領(lǐng)了布達(dá)佩斯,開(kāi)始搜捕所有的猶太人。8歲的格羅夫與母親一起隱去真名,靠偷來(lái)的證件生活,是一個(gè)基督教家庭收留了他們。14歲,他加入了當(dāng)?shù)氐那嗄陥?bào)社,投身記者行列。"我很愛(ài)這個(gè)工作",可是卻很快成了報(bào)社不受歡迎的人。40年后,他寫(xiě)道:"我不想要這樣一種職業(yè):即主觀地、用政治觀念來(lái)決定我工作的成績(jī)。我從寫(xiě)作轉(zhuǎn)向科學(xué)"。不過(guò),后來(lái)他還是著書(shū)立說(shuō),滿(mǎn)足了寫(xiě)作的愛(ài)好。
格羅夫進(jìn)入了紐約城市大學(xué),這是移民的"牛津大學(xué)"。剛到美國(guó),經(jīng)濟(jì)是個(gè)問(wèn)題,而且語(yǔ)言也不太靈光。"我可以讀、寫(xiě)一些英語(yǔ),但說(shuō)的時(shí)候就跟不上了。我常被科學(xué)課上的技術(shù)名詞弄糊涂"。但他最終闖過(guò)了這一關(guān),幾乎門(mén)門(mén)成績(jī)都是A。后來(lái)他一年級(jí)時(shí)的導(dǎo)師說(shuō):"我對(duì)他如此強(qiáng)烈的事業(yè)心感到有點(diǎn)吃驚,饑餓對(duì)一個(gè)人的成長(zhǎng)的確有好處"。
1963年,格羅夫獲得化學(xué)工程管理學(xué)士學(xué)位。此后又進(jìn)入加州大學(xué)伯利克分校,獲得博士學(xué)位。畢業(yè)后,他選擇了當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體革新的沃土–仙童半導(dǎo)體公司。他的第一個(gè)任務(wù)就是著手最新的MOS半導(dǎo)體技術(shù),并很快顯露出領(lǐng)導(dǎo)才能。由此格羅夫步步高升,工作任務(wù)主要就是開(kāi)發(fā)產(chǎn)品原型,確立生產(chǎn)工藝流程。比起眾多半導(dǎo)體業(yè)的大腕,那時(shí)的格羅夫幾乎默默無(wú)聞,除非當(dāng)研發(fā)部生產(chǎn)出不實(shí)際的產(chǎn)品而怪罪他時(shí),別人才會(huì)注意他。
安迪·格羅夫名言:“Only the paranoid survive.”只有偏執(zhí)狂才能生存。可以說(shuō),沒(méi)有英特爾的微處理器,即使一萬(wàn)個(gè)年少輕狂才華橫溢的比爾·蓋茨也無(wú)濟(jì)于事。從1987年接過(guò)英特爾的CEO接力棒之后,他不斷以打破傳統(tǒng)、挑戰(zhàn)現(xiàn)有邏輯的戰(zhàn)略思維,使微處理器為數(shù)字時(shí)代提供源源不斷的動(dòng)力。可以說(shuō),沒(méi)有安迪·格羅夫,就沒(méi)有今天最成功的半導(dǎo)體公司英特爾。
1986年格羅夫提出的新的口號(hào)“英特爾,微處理器公司”,果斷舍棄了儲(chǔ)存業(yè)務(wù)把英特爾的主營(yíng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)到微處理器上去。而恰是這個(gè)決策讓英特爾順利地穿越了存儲(chǔ)器劫難的死亡之谷,使英特爾從一個(gè)二流的DRAM廠商轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)壟斷性的CPU廠商。
同年,英特爾推出386系列處理器,后來(lái)相繼推出486,奔騰系列中央處理器,處理器的性能越來(lái)越強(qiáng)大,速度越來(lái)越快,個(gè)人電腦時(shí)代來(lái)臨了。當(dāng)時(shí)印有“Intel Inside”品牌標(biāo)志的處理器成了世界上80%計(jì)算機(jī)的心臟,“Intel Inside”一度成為本產(chǎn)業(yè)的黃金標(biāo)準(zhǔn)響徹全球也在改變著世界。
九、胡正明 (多種新結(jié)構(gòu)器件的發(fā)明人)
胡正明,1947年7月出生于中國(guó),微電子學(xué)家,美國(guó)工程科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院外籍院士,美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校杰出講座教授。
1968年臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)系畢業(yè),獲學(xué)士學(xué)位。1969年赴美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校留學(xué),1970年獲碩士學(xué)位。1973年獲美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位。1991-1994年任清華大學(xué)(北京)微電子學(xué)研究所榮譽(yù)教授。1997年當(dāng)選為美國(guó)工程科學(xué)院院士。 2007年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院外籍院士。2015年12月獲得美國(guó)國(guó)家技術(shù)和創(chuàng)新獎(jiǎng)。值得一提的是,2016年5月19日,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在白宮為胡正明頒發(fā)美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?/span>。
胡正明教授是微電子微型化物理及可靠性物理研究的一位重要開(kāi)拓者,對(duì)半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)及未來(lái)的微型化做出了重大貢獻(xiàn)。
胡正明教授是微電子微型化物理及可靠性物理研究的一位重要開(kāi)拓者,對(duì)半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)及未來(lái)的微型化做出了重大貢獻(xiàn)。主要科技成就為:領(lǐng)導(dǎo)研究出BSIM,從實(shí)際MOSFET晶體管的復(fù)雜物理推演出數(shù)學(xué)模型,該數(shù)學(xué)模型于1997年被國(guó)際上38家大公司參與的晶體管模型理事會(huì)選為設(shè)計(jì)芯片的第一個(gè)且唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn);
值得一提的是,他發(fā)明了在國(guó)際上極受注目的FinFET等多種新結(jié)構(gòu)器件;對(duì)微電子器件可靠性物理研究貢獻(xiàn)突出:首先提出熱電子失效的物理機(jī)制,開(kāi)發(fā)出用碰撞電離電流快速預(yù)測(cè)器件壽命的方法,并且提出薄氧化層失效的物理機(jī)制和用高電壓快速預(yù)測(cè)薄氧化層壽命的方法。首創(chuàng)了在器件可靠性物理的基礎(chǔ)上的IC可靠性的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬工具。
胡正明作為頂級(jí)半導(dǎo)體專(zhuān)家貢獻(xiàn)卓著,他是IEEE Fellow、美國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院外籍院士。在臺(tái)積電擔(dān)任CTO時(shí)獲得“臺(tái)灣第一CTO”的雅號(hào)。但胡正明是一位真正的隱世高人,淡泊名利,一生都奉獻(xiàn)給了最熱愛(ài)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。用他自己的話說(shuō)“如果我今天要重新再選一行的話,我還是會(huì)選半導(dǎo)體這一行”。
2010年后,持續(xù)數(shù)十年的Bulk CMOS工藝技術(shù)在20nm走到盡頭,胡教授在20年前開(kāi)始探索并發(fā)明的FinFET和FD-SOI工藝,成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)僅有的兩個(gè)重要選擇。因?yàn)樗膬蓚€(gè)重要發(fā)明,摩爾定律在今天得以再續(xù)傳奇。
十、張忠謀(全球集成電路代工產(chǎn)業(yè)的締造者)
張忠謀,1931年7月10日出生于浙江寧波,臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司(臺(tái)積電)創(chuàng)始人,被譽(yù)為"芯片大王"、臺(tái)灣"半導(dǎo)體教父"。麻省理工學(xué)院董事會(huì)成員和臺(tái)灣機(jī)械科學(xué)院院士,并擔(dān)任紐約證券交易所、斯坦福大學(xué)顧問(wèn)。
張忠謀24歲作為麻省理工學(xué)院畢業(yè)的碩士生,與半導(dǎo)體開(kāi)山鼻祖、英特爾公司創(chuàng)辦人戈登·摩爾同時(shí)踏入半導(dǎo)體業(yè),與集成電路發(fā)明人杰克·基爾比同時(shí)進(jìn)入美國(guó)德州儀器公司。2018年6月5日,張忠謀宣告正式退休。
行業(yè)有一句話:一個(gè)人定義了一個(gè)產(chǎn)業(yè),一個(gè)人開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的代工時(shí)代,一個(gè)人讓整個(gè)集成電路行業(yè)更有活力,這個(gè)人就是張忠謀。27歲的張忠謀效力于德州儀器公司,并且一干就是25年。1985年,受臺(tái)灣方面邀請(qǐng),張忠謀辭去在美國(guó)的高薪職位返回臺(tái)灣,出任臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng),致力于臺(tái)灣半導(dǎo)體業(yè)的崛起和產(chǎn)業(yè)升級(jí),1987創(chuàng)建了全球第一家專(zhuān)業(yè)代工公司——臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司(臺(tái)積電)開(kāi)創(chuàng)了半導(dǎo)體代工時(shí)代。
事實(shí)上,在臺(tái)積電之前集成電路行業(yè)的模式都是一樣的:所有的集成電路都是自己設(shè)計(jì)自己做,Intel、三星等公司集芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)于一體,全能但是它的結(jié)構(gòu)龐大臃腫。由于這種大而全的設(shè)計(jì)生產(chǎn)方式,帶來(lái)了高成本,高門(mén)檻的弊端,放慢了整個(gè)集成電路行業(yè)的步伐。
當(dāng)時(shí)看到商業(yè)機(jī)會(huì)的張忠謀,果斷成為第一家“純”晶圓代工公司,不與客戶(hù)競(jìng)爭(zhēng),不設(shè)計(jì)或生產(chǎn)自有集成電路,只幫助半導(dǎo)體公司生產(chǎn)已經(jīng)設(shè)計(jì)成型的集成電路。正是這種模式為臺(tái)積電帶來(lái)巨大財(cái)富的同時(shí)也創(chuàng)造了兩個(gè)新的行業(yè)-晶圓代工廠,F(xiàn)abless(無(wú)生產(chǎn)線集成電路設(shè)計(jì)公司)。
由于省去了費(fèi)用高昂的晶圓制造環(huán)節(jié),集成電路行業(yè)整體門(mén)檻降低,誕生了一大批新生的具有活力的集成電路設(shè)計(jì)公司,為整個(gè)集成電路行業(yè)帶來(lái)了新活力與創(chuàng)意。2007年,英特爾宣布與臺(tái)積電同時(shí)生產(chǎn)45納米工藝的芯片。這標(biāo)志著臺(tái)積電在技術(shù)提高方面如此可靠,以至于像英特爾這樣的國(guó)際性大芯片公司都決定停止或放緩自己生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展步伐,把更多的精力放在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域。同時(shí)傳統(tǒng)芯片公司NXP和德州儀器公司也宣布,將停止開(kāi)發(fā)一些芯片生產(chǎn)技術(shù),轉(zhuǎn)而與臺(tái)積電等亞洲晶圓代工企業(yè)制造芯片,集成電路細(xì)分工時(shí)代全面到來(lái),一個(gè)嶄新的更具活力的集成電路行業(yè)展現(xiàn)在我們面前。
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