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在構建當今IT社會的過程中.集成電路（IC）的發(fā)明所扮演的角色極為重要，難以用言語盡述，2004年，在為了紀念IEEESpectrum雜志創(chuàng)刊40周年而進行的問卷調(diào)查中.英特爾公司時任董事長克雷格·巴雷特（CraigBarrett）這樣回答：“如果沒有IC.那么個人電腦和移動電話可能會變得像大樓一樣龐大。這句話簡潔地表明了IC發(fā)明所具有的巨大影響力。今天的IT社會正是由IC的發(fā)明及其后續(xù)的技術創(chuàng)新所帶來的。

晶體管發(fā)明后大約10年：即20世紀50年代后半期.半導體開始廣泛應用于軍事需求、計算機、民用設備等多個領域。隨著系統(tǒng)變得更大、更復雜，出現(xiàn)的問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。這個問題被稱為“數(shù)量的暴政”（TyrannyofNumbers）.作為產(chǎn)業(yè)界的共同問題人們從各個角度尋求解決方案，推進技術開發(fā)。

尤其是軍工產(chǎn)業(yè)高度重視這個問題。在美蘇兩大國對崎的冷戰(zhàn)時期，能夠將洲際彈道導彈發(fā)射得更遠是一個重大的課題。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）?！边@表達了軍工的愿望。

德州儀器公司（TI）也為了應對這一挑戰(zhàn)與軍方進行了共同開發(fā)。他們采用了一種被稱為微型模塊（micro-module）的技術、該技術將晶體管、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.他對這種方式提出了疑問，經(jīng)過反復思考后提出了一種超越上述做法的獨特方案。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。正如這個日期所示.那天是盛夏時節(jié)，大多數(shù)同事都在休假。當時34歲的他因為剛從其他公司轉職過來，還沒有獲得休假．因此獨自留在了實驗室。然而世紀的大發(fā)明就在這個時候誕生了。

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。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（在平坦的基板上講行布線的方式）構思了IC的基本概念，并在研究筆記上記錄下來。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實現(xiàn)中不可或缺的基本要素。也就是說，基爾比的發(fā)明中，基板上元器件之間的連接是通過打線來實現(xiàn)的，而諾伊斯的方式是通過在基板氧化膜上蒸鍍金屬膜來實現(xiàn)的。從今天的角度來看，諾伊斯的方式更為優(yōu)美簡潔、更先進。

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

實際上在發(fā)明IC的時間點上，諾伊斯是落后于基爾比的，但由干諾伊斯的專利申請時間點更早，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，因此形勢逆轉，專利變成了基爾比的，但爭議并未因能解決。此后，舉行了關于雙方專利立場的聽證會，由于一位半身體權威人士的證言，大意是“僅憑基爾比的一項專利實際上無法制造IC"，判決再次對諾伊斯有利。對此，基爾比全力以赴進行后擊。就這樣。在來回往復的爭議中，TI公司和仙童公司的頂層進行了會談，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”這樣的麥述。

時間來到了1991年10月。由于Advante公司的關照，在基爾比訪日時，我有幸與他共進晚餐，最初留下的強烈印象是他那威風凜凜的體格。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緩流淌一樣沉穩(wěn)

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

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獎，遺撼的是，那時諾伊斯已經(jīng)去世，因此這可能被認為是基爾比的單獨獲獎?；鶢柋缺救艘才紶枙岬?，“關于IC，諾伊斯也有類似的想法，并且也考慮了實現(xiàn)手段”，如果諾伊斯還健在的話、諾貝爾獎（與專利的情況一樣）可能會是兩人共享的。

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領域經(jīng)歷了各種技術開發(fā)的歷程，成為半導體技術創(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的特點是功耗極低.但由于速度慢目價格昂貴.起初僅限干軍工等特殊領域。促使它開始被大量生產(chǎn)的契機是，在日本它被應用干鐘表和計算器。當時，半導體主流產(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的高速化技術由日立開發(fā)出來但并沒有成為半導體主流器件。關于這一歷程的詳細情況，將在第3章中進行詳細描述。

目前.半導體技術的開發(fā)需要大量技術人員和巨額資金。雖然不能簡單地將發(fā)明IC的當時與現(xiàn)在進行比較，但基爾比和諾伊斯的發(fā)明都是在沒有依賴大量資源的情況下，僅憑一位技術人員的洞察力和想象力而實現(xiàn)的。這表明，在技術開發(fā)過程中、對未來的洞察力和想象力遠比人數(shù)和資金的多寡重要。