http://m.henanjusheng.com 2008-09-16 11:43 來(lái)源:csdn
據(jù)美國(guó)《連線》雜志報(bào)道,1958年,美國(guó)德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板,這標(biāo)志著世界從此進(jìn)入到了集成電路的時(shí)代。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)成本也相對(duì)低廉,便于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
在近50年的時(shí)間里,集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通訊和遙控等各個(gè)領(lǐng)域。用集成電路來(lái)裝配電子設(shè)備,其裝配密度相比晶體管可以提高幾十倍至幾千倍,設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間也可以大大提高。
以下為集成電路50年來(lái)的簡(jiǎn)要發(fā)展和應(yīng)用情況:
1、第一塊集成電路板
幾根零亂的電線將五個(gè)電子元件連接在一起,就形成了歷史上第一個(gè)集成電路。雖然它看起來(lái)并不美觀,但事實(shí)證明,其工作效能要比使用離散的部件要高得多。歷史上第一個(gè)集成電路出自杰克-基爾比之手。當(dāng)時(shí),晶體管的發(fā)明彌補(bǔ)了電子管的不足,但工程師們很快又遇到了新的麻煩。為了制作和使用電子電路,工程師不得不親自手工組裝和連接各種分立元件,如晶體管、二極管、電容器等。很明顯,這種做法是不切實(shí)際的。于是,基爾比提出了集成電路的設(shè)計(jì)方案。
2、半導(dǎo)體設(shè)備與鉛結(jié)構(gòu)模型
其實(shí),在20世紀(jì)50年代,許多工程師都想到了這種集成電路的概念。美國(guó)仙童公司聯(lián)合創(chuàng)始人羅伯特-諾伊斯就是其中之一。在基爾比研制出第一塊可使用的集成電路后,諾伊斯提出了一種“半導(dǎo)體設(shè)備與鉛結(jié)構(gòu)”模型。1960年,仙童公司制造出第一塊可以實(shí)際使用的單片集成電路。諾伊斯的方案最終成為集成電路大規(guī)模生產(chǎn)中的實(shí)用技術(shù)。基爾比和諾伊斯都被授予“美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?。他們被公認(rèn)為集成電路共同發(fā)明者。
3、分子電子計(jì)算機(jī)
雖然集成電路優(yōu)點(diǎn)明顯,但仍然有很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有在工業(yè)部門(mén)得到實(shí)際應(yīng)用。相反,它卻首先引起了軍事及政府部門(mén)的興趣。1961年,德州儀器為美國(guó)空軍研發(fā)出第一個(gè)基于集成電路的計(jì)算機(jī),即所謂的“分子電子計(jì)算機(jī)”。美國(guó)宇航局也開(kāi)始對(duì)該技術(shù)表示了極大興趣。當(dāng)時(shí),“阿波羅導(dǎo)航計(jì)算機(jī)”和“星際監(jiān)視探測(cè)器”都采用了集成電路技術(shù)。
4、集成電路應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)
1962年,德州儀器為“民兵-I”型和“民兵-II”型導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)研制22套集成電路。這不僅是集成電路第一次在導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)中使用,而且是電晶體技術(shù)在軍事領(lǐng)域的首次運(yùn)用。到1965年,美國(guó)空軍已超越美國(guó)宇航局,成為世界上最大的集成電路消費(fèi)者。
5、戈登-摩爾提出摩爾定律
英特爾公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一戈登-摩爾也在集成電路的早期發(fā)展進(jìn)程中扮演著重要的角色。早在1965年,摩爾就曾對(duì)集成電路的未來(lái)作出預(yù)測(cè)。他推算,到1975年每塊芯片上集成的電子元件數(shù)量將達(dá)到65000個(gè)。而實(shí)際上,每過(guò)12個(gè)月芯片上集成的電子元件數(shù)量都會(huì)翻一番。這就是現(xiàn)在我們所了解的計(jì)算機(jī)“摩爾定律”。
6、“Busicom 141-PF”計(jì)算機(jī)
在20世紀(jì)60年代,計(jì)算機(jī)通常都是笨重的龐然大物。集成電路的出現(xiàn)改變了計(jì)算機(jī)這一形象。1969年,英特爾公司為日本計(jì)算機(jī)公司最新研發(fā)的“Busicom 141-PF”計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)12塊芯片。但英特爾公司的工程師泰德-霍夫等人卻根據(jù)日本公司的需求提出了另一套設(shè)計(jì)方案。于是誕生了歷史上第一個(gè)微處理器--4004。
7、英特爾4004微處理器
隨著歷史的前進(jìn),集成電路早已讓路于微處理器。英特爾公司的4004微處理器雖然并不是首個(gè)商業(yè)化的微處理器,但卻是第一個(gè)在公開(kāi)市場(chǎng)上出售的計(jì)算機(jī)元件。據(jù)霍夫介紹,4004微處理器的計(jì)算能力其實(shí)并不輸于世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC(電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)),但卻比ENIAC小得多。ENIAC使用了18000個(gè)真空管,占據(jù)了整個(gè)房間。
8、“普爾薩”數(shù)字手表
繼便攜式計(jì)算器和數(shù)字手表之后,集成電路的下一個(gè)主要商業(yè)應(yīng)用也許就是“手腕計(jì)算機(jī)”?!癕icroma”液晶數(shù)字表是應(yīng)用“系統(tǒng)芯片”技術(shù)的首款產(chǎn)品。漢米爾頓公司推出的“普爾薩”是世界上第一只數(shù)字手表。1970年,普爾薩剛剛上市時(shí)售價(jià)為2100美元。
9、集成電路工藝突飛猛進(jìn)
如今,芯片制造商(如英特爾、AMD等公司)生產(chǎn)的芯片上所集成的晶體管數(shù)量已達(dá)到了空前的水平,而且每個(gè)晶體管的體積變得非常微小。比如,一個(gè)針尖上可以容納3000萬(wàn)個(gè)45毫微米大小的晶體管。此外,現(xiàn)在的處理器上單個(gè)晶體管的價(jià)格僅僅是1968年晶體管價(jià)格的百萬(wàn)分之一。