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集成电路板(电路板连接线)

发布时间:2021-04-27 07:46阅读(25)

集成电路是怎么发明的?

最早的IC:集成电路

安德沃顿/五线谱/盖蒂影像

也许上帝有意让人类发明集成电路(IC)。几乎同时,两组人在不知道对方发明工作的情况下,独立设计了几乎相同的集成电路。

杰克基尔比拥有丰富的陶瓷基丝网印刷电路板设计经验,自1958年以来一直在德州仪器工作,设计晶体管助听器电路。在他之前的一年,罗伯特诺伊斯参与了飞兆半导体公司的成立。这两个人,从1958年到1959年,都在思考一件事:如何用最少的器件设计出更多的功能电路?

当时,我们对集成电路可以将具有相同功能的电子电路的价格降低到百万分之一的概念一无所知,以前也没有人这样做过——jack kilby

Robert Noyce在41岁时创立了英特尔公司 为什么需要集成电路?

在设计像电脑这样的电子设备时,我们总是需要在电路中增加更多的元件来促进技术进步。单晶集成电路(由单个晶片形成的集成电路)可以在单个半导体晶片(芯片)上集成原本属于单独器件的晶体管、电阻器、电容器和引线。

Kilby最初使用半导体锗材料,Noyce使用硅半导体材料制作集成芯片。

世界上第一个基于锗半导体的集成芯片 集成芯片专利

在1959年,两组研究人员都申请了集成电路专利。Jack Kilby 连同TI公司以 微型电子线路申请到美国专利(专利号#3,138,743)。Robert Noyce 和仙童半导体公司以基于硅材料的集成芯片获得美国专利(专利号#2,981,877)。这两家公司在经过几年关于专利所有权的法律争斗之后,握手言和,决定将他们的专利合并成交叉许可,最终形成了当今每年万亿美元的全球集成芯片市场。

商业发布

1961年,飞兆半导体公司发布了第一个商业集成电路。从那以后,所有的计算机都使用集成芯片,而不是分立的晶体管电路。1962年,TI将该芯片应用于美国空军的机载计算机和民兵导弹。

后来他们使用芯片制作了第一台便携式计算器。最初的集成芯片只包含一个晶体管、三个电阻以及一个电阻。大小相当于人的小手指。现在一个硬币大小的集成电路就会集成有1.25亿个晶体管。

下图是TI开发的首款商用芯片TI 502。芯片内部结构如下图:

第一款商用芯片Ti 502用金属线连接。

下图是其示意图。可以看出,芯片的结构非常简单,包括两个晶体管、四个二极管、六个电阻和两个电容。

第一个集成芯片对应的原理图

别看Ti 502的简单电路,它当时的价格比现在主流旗舰处理器都高。

这是因为当时集成电路用于军事和航空航天领域,一般小公司负担不起。如果电路板少了一个电子元件,就有一定的机会减少事故,而且当时竞争对手很少,因为这个东西太先进了(飞兆是竞争对手)。

杰克基尔比和他的集成芯片

杰克基尔比申请了60多项发明专利,被公认为便携式计算器(1967年发明计算器)的发明者。1970年,他被授予美国科学奖章。拥有超过16项发明专利的罗伯特诺伊斯创建了英特尔半导体公司,后来制造了第一台微处理器。他们发明的IC是人类历史上最重要的发明。现在几乎所有产品都含有集成芯片。

看完这些,你能体会到半导体和电路集成的伟大吗?

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