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在構(gòu)建當(dāng)今IT社會(huì)的過(guò)程中.集成電路（IC）的發(fā)明所扮演的角色極為重要，難以用言語(yǔ)盡述，2004年，在為了紀(jì)念I(lǐng)EEESpectrum雜志創(chuàng)刊40周年而進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查中.英特爾公司時(shí)任董事長(zhǎng)克雷格·巴雷特（CraigBarrett）這樣回答：“如果沒(méi)有IC.那么個(gè)人電腦和移動(dòng)電話可能會(huì)變得像大樓一樣龐大。這句話簡(jiǎn)潔地表明了IC發(fā)明所具有的巨大影響力。今天的IT社會(huì)正是由IC的發(fā)明及其后續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新所帶來(lái)的。

晶體管發(fā)明后大約10年：即20世紀(jì)50年代后半期.半導(dǎo)體開始廣泛應(yīng)用于軍事需求、計(jì)算機(jī)、民用設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。隨著系統(tǒng)變得更大、更復(fù)雜，出現(xiàn)的問(wèn)題就是部件之間相互連接數(shù)量的增加。由于布線數(shù)量和焊接點(diǎn)的增多、系統(tǒng)的性能、成本、可靠性、重量和尺寸等方面都受到了極大的限制。這個(gè)問(wèn)題被稱為“數(shù)量的暴政”（TyrannyofNumbers）.作為產(chǎn)業(yè)界的共同問(wèn)題人們從各個(gè)角度尋求解決方案，推進(jìn)技術(shù)開發(fā)。

尤其是軍工產(chǎn)業(yè)高度重視這個(gè)問(wèn)題。在美蘇兩大國(guó)對(duì)崎的冷戰(zhàn)時(shí)期，能夠?qū)⒅揠H彈道導(dǎo)彈發(fā)射得更遠(yuǎn)是一個(gè)重大的課題。這一需求的精被概括為“Onepoundlighter.onemilefurther.”，即“再輕一磅，再多飛一英里（更輕更遠(yuǎn)）?！边@表達(dá)了軍工的愿望。

德州儀器公司（TI）也為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)與軍方進(jìn)行了共同開發(fā)。他們采用了一種被稱為微型模塊（micro-module）的技術(shù)、該技術(shù)將晶體管、電阻、電容器等電子器件安裝在超小型尺寸模塊上、公司的杰克·基爾比也是開發(fā)成員之一.他對(duì)這種方式提出了疑問(wèn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)思考后提出了一種超越上述做法的獨(dú)特方案。由此產(chǎn)生的想法就是“單片集成”的概念。所謂“單片”（monolithic）原意是“一塊石頭”的形容詞，即在一塊半導(dǎo)體基板上集成各種電子器件的方法，這也是今天IC的基本概念。

基爾比發(fā)明IC是在1958年7月24日。正如這個(gè)日期所示.那天是盛夏時(shí)節(jié)，大多數(shù)同事都在休假。當(dāng)時(shí)34歲的他因?yàn)閯倧钠渌巨D(zhuǎn)職過(guò)來(lái)，還沒(méi)有獲得休假．因此獨(dú)自留在了實(shí)驗(yàn)室。然而世紀(jì)的大發(fā)明就在這個(gè)時(shí)候誕生了。

基于他的想法，振蕩申路的樣品制作很快就開始了。同年9月1日完成的樣品在高管們的見證下成功起振。以此為契機(jī)。TI公司決定將基爾比發(fā)明的單片IC方式作為主要方向。取代微型模塊方式。

而在另一邊，仙童公司的羅伯特·諾伊斯幾平晚了半年．在1959年1月23日，基于平面技術(shù)（在平坦的基板上講行布線的方式）構(gòu)思了IC的基本概念，并在研究筆記上記錄下來(lái)。雖然諾伊斯比基爾比晚了一步，但諾伊斯的發(fā)明包含了今天IC實(shí)現(xiàn)中不可或缺的基本要素。也就是說(shuō)，基爾比的發(fā)明中，基板上元器件之間的連接是通過(guò)打線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而諾伊斯的方式是通過(guò)在基板氧化膜上蒸鍍金屬膜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從今天的角度來(lái)看，諾伊斯的方式更為優(yōu)美簡(jiǎn)潔、更先進(jìn)。

IC的發(fā)明者，是發(fā)明了基本概念的基爾比，還是發(fā)明了更具實(shí)用性方法的諾伊斯？在此后的十年間，圍繞專利權(quán)的歸屬問(wèn)題，展開了一場(chǎng)法庭斗爭(zhēng)。期間法庭斗爭(zhēng)的經(jīng)過(guò)在T·R·里德著的《TheChip》（日譯《芯片的制造》、草思社，1986年）中有詳細(xì)的描述：但在這里我們只介紹其概要。

實(shí)際上在發(fā)明IC的時(shí)間點(diǎn)上，諾伊斯是落后于基爾比的，但由干諾伊斯的專利申請(qǐng)時(shí)間點(diǎn)更早，因此最初的專利被授予了諾伊斯。然而，由于基爾比證明了其研究筆記上的記載比諾伊斯更早，因此形勢(shì)逆轉(zhuǎn)，專利變成了基爾比的，但爭(zhēng)議并未因能解決。此后，舉行了關(guān)于雙方專利立場(chǎng)的聽證會(huì)，由于一位半身體權(quán)威人士的證言，大意是“僅憑基爾比的一項(xiàng)專利實(shí)際上無(wú)法制造IC"，判決再次對(duì)諾伊斯有利。對(duì)此，基爾比全力以赴進(jìn)行后擊。就這樣。在來(lái)回往復(fù)的爭(zhēng)議中，TI公司和仙童公司的頂層進(jìn)行了會(huì)談，最終決定IC的發(fā)明由基爾比和諾伊斯共同分享，直到今天，還有“基爾比和諾伊斯是IC的共同發(fā)明者”這樣的麥?zhǔn)觥?/p>

時(shí)間來(lái)到了1991年10月。由于Advante公司的關(guān)照，在基爾比訪日時(shí)，我有幸與他共進(jìn)晚餐，最初留下的強(qiáng)烈印象是他那威風(fēng)凜凜的體格。其次，他不矯揉造作，用低沉而粗厚的聲音緩緩地交談，就像平原上的大河級(jí)緩流淌一樣沉穩(wěn)

能夠直接玲聽“世紀(jì)大發(fā)明人”滿懷深情地講述當(dāng)時(shí)的情形，確實(shí)是一件榮耀目有益的事情。圖1-6是當(dāng)時(shí)拍攝的照片。

圖16與IC的發(fā)明者杰克·基爾比（左）愉快交談

基爾比在2000年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，遺撼的是，那時(shí)諾伊斯已經(jīng)去世，因此這可能被認(rèn)為是基爾比的單獨(dú)獲獎(jiǎng)?；鶢柋缺救艘才紶枙?huì)提到，“關(guān)于IC，諾伊斯也有類似的想法，并且也考慮了實(shí)現(xiàn)手段”，如果諾伊斯還健在的話、諾貝爾獎(jiǎng)（與專利的情況一樣）可能會(huì)是兩人共享的。

接著，仙童公司最初將IC作為商品發(fā)售，那是在1961年的事情。由于其中的有源器件使用了雙極型晶體管，因此被稱為雙極型IC。此后、IC領(lǐng)域經(jīng)歷了各種技術(shù)開發(fā)的歷程，成為半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新的核心：一直發(fā)展到今天。

到了1964年，TI公司以及其他公司發(fā)布了MOSIC.接著在1968年.RCA公司發(fā)布CMOSIC。

CMOSIC的特點(diǎn)是功耗極低.但由于速度慢目?jī)r(jià)格昂貴.起初僅限干軍工等特殊領(lǐng)域。促使它開始被大量生產(chǎn)的契機(jī)是，在日本它被應(yīng)用干鐘表和計(jì)算器。當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體主流產(chǎn)品，如內(nèi)存和微處理器等：使用的是NMOSIC。

到了1970年末，雖然CMOS的高速化技術(shù)由日立開發(fā)出來(lái)但并沒(méi)有成為半導(dǎo)體主流器件。關(guān)于這一歷程的詳細(xì)情況，將在第3章中進(jìn)行詳細(xì)描述。

目前.半導(dǎo)體技術(shù)的開發(fā)需要大量技術(shù)人員和巨額資金。雖然不能簡(jiǎn)單地將發(fā)明IC的當(dāng)時(shí)與現(xiàn)在進(jìn)行比較，但基爾比和諾伊斯的發(fā)明都是在沒(méi)有依賴大量資源的情況下，僅憑一位技術(shù)人員的洞察力和想象力而實(shí)現(xiàn)的。這表明，在技術(shù)開發(fā)過(guò)程中、對(duì)未來(lái)的洞察力和想象力遠(yuǎn)比人數(shù)和資金的多寡重要。