第六十二章電子領域新革命
集成電路的發明
科學技術的發展是無止境的。晶體管與電子管的誕生,實現了電子器件的小型化。19
58年,世界上第一塊矽集成電路的製作成功,又揭開了新的“微電子時代”的序幕。
思想閃光觀念革命
晶體管取代電子管之後,電子計算機的體積大大縮小,可靠性大大增強。但是,隨著對電子
計算機功能要求的不斷提高,使用的晶體管、電阻和電容等元件愈來愈多。甚至已經達到幾
十萬、甚至幾百萬個。這樣積少成多,電子計算機又漸漸地“胖”了起來,要想在飛機、人
造衛星、導彈中裝上複雜的電子設備,體積和重量再次成為問題。人們又在思考,怎樣才能
使晶體管等元件變得更為小巧輕便呢?
當初,也有不少人設法縮小電子管的體積,但體積太小,陰極發射出的電子數量就少,以致
法工作。晶體管則不存在這樣的障礙。晶體管剛問世時,它真正的工作部位的體積隻有半粒
芝麻那麼大。即使這“半粒芝麻”,我們還可進一步將它縮小到針尖那麼大小。從原理上講
它可以小到和分子相比較的地步。但是,晶體管即使做得那麼小,還解決不了問題。因為每
個晶體管都有三隻腳,它們既是晶體管對外溝通的導線,又兼作晶體管的支架。這三隻腳怎
麼處理呢?總不能用細到幾乎看不見的導線來代替吧。這樣細的導線不僅焊起來吃力,而且
一碰就斷,機器的可靠性大成問題,豈不是弄巧成拙嗎?
達默在50年代首先提出來雖然單個的晶體管不宜做得太小,但可以將許多晶體管、電阻、電
等元件做在一起,使用時可以少連很多線,以縮小體積、提高可靠性。何況許多電子部件本
身就是
固定組合,例如觸發器、放大器等。這就是集成電路的設計思想,是電子學在觀念上的一次
大革命。可惜當時由於工藝水平的限製,達默未能親自將他的科學預想變為現實,他的設想
還隻能是一個美好的願望。
珠聯璧合電路升級
達默的科學預想,終於在美國的土地上生根、開花。一位初出茅廬的美國年輕的電機工程師
——傑克·基爾比首先將這一預想變為現實。
1923年11月,基爾比生於密蘇裏州傑裴遜城,1947年畢業於伊利諾大學物理係,1950年獲威
斯康星大學理學碩士學位。1958年夏天,當時擔任美國德克薩斯儀器公司副經理的基爾比,
接受了一項設計電子微型組件的任務。所謂微型組件,就是把分立的電子元件盡可能做得小
些,
把它們盡可能緊密地封裝在一個管殼內。在設計過程中,基爾比敏銳地發現,這種微型組件
的成本高得驚人,製造這種微型組件的打算不切實際。怎麼辦?他想
到達默的理論,下決心按照這種新奇的辦法試一試,把包括電阻、電容在內的一切元件都用
半導體材料製作,使它們珠聯璧合,形成一塊完整的微型固體電路。
基爾比的試製工作分兩步進行:第一步,把電阻、電容等元件改由矽材料製作,用腐蝕出的
矽條作電阻,矽上的氧化層作電容;第二步,把電阻、電容和晶體管全做到一塊矽片上。半