轰动整个中国的“华为被封锁”背后,是美国与中、日、韩“生死混战”几十年!二
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TOP: 22px; margin-bottom: 0px; padding: 0px; font-size: 16px; line-height: 24px; color: rgb(51, 51, 51); text-align: justify; font-family: arial; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);">我们就从“本世纪最伟大发明”——晶体管说起。
一.“轮子之后最重要的发明”
1947年的圣诞节假期前,12月23日早晨,威廉·肖克利把车开到离纽约市30多千米的贝尔实验室,匆忙穿过空荡荡的走廊,到达位于二楼的办公室。大约一个小时后,他的同事约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿也陆续抵达,大家围着一个两边包着金箔的塑料楔形体反复检查,不时做一些计算。
当天下午,他们要向贝尔实验室的负责团队演示一项新发明——不用电子管的放大器。
窗外开始飘起细雨。实验室的负责人都来到这个办公室,屋里显得有些拥挤。展示在他们面前的,除了示波器、信号发生器、变压器、话筒、耳机、电表、转换开关这些常见仪器之外,就是那个神秘的塑料楔形体了。布拉顿接通电源,从荧光屏上的波形图来看,信号经过放大器后,有了明显变化。
布拉顿对着话筒随意说了几句话,带着耳机的贝尔实验室负责人脸上露出惊奇的神情。这些世界上首屈一指的科学家已经预感到,科学史正在他们眼前掀开了一个新篇章。
这个神秘装置后来被命名为晶体管。与动辄占满了整个屋子、功率消耗巨大的电子管相比,晶体管简直就是一个充满魔力的小精灵。它的问世,为后来集成电路以及现代计算机等一系列电子设备的诞生吹响了号角。
https://pics7.baidu.com/feed/64380cd7912397dd1e3a02767e7464b3d1a28778.jpeg?token=d1b878d37c9f5c9c0e94d6a0ae030bb5&s=2763DA0344030AF51C3DB08E0100C091" data-loaded="0" style="border: 0px; width: 537px; display: block;"/>威廉·肖克利(坐着,右一)和员工举杯祝贺他获得1956年的诺贝尔物理学奖
1.集成电路的诞生
有了晶体管,集成电路的诞生就看见了曙光。在20世纪50年代,越来越多的工程师开始设想集成电路的概念——把一批微缩的晶体管以及电阻、电容等元件,集中放置在一块面积不大的晶片上,连接成一个电子电路——这种集成将大大提高工作效率。
最终将这一设想变为现实的,是杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯两个人,他们分别独立完成了集成电路的研制,被公认为集成电路的共同发明者。
晶体管发明的时候,基尔比刚刚在伊利诺伊大学获得电子工程学学士学位。这项新发明让他在大学里选修的电子管技术全部没了用武之地,但这并没有消减这个年轻人对电子技术的热情,反而更加坚定了他成为电气工程师的决心。
1958年,34岁的基尔比加入美国德州仪器公司,后者给了他大量时间和相当不错的实验条件,让他可以把全部精力用于研究电路小型化。不久,公司全体员工外出度假,按照德州仪器当时的惯例,作为一名新员工,基尔比还没有资格享受长假,于是他独自一人留在实验室工作。在仔细研究了一些电子线路图和设计方案后,基尔比突然产生了一个想法:电路中所有的有源器件和无源元件,都可以在同一块基板上用制作晶体管的办法制作出来。
当同事度完假回来时,基尔比已经完成了新方案的设计图。1958年9月12日,基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想,他把晶体管以及电阻、电容等集成在微小的平板上,用热焊方式把元件以极细的导线互接,在不超过4平方毫米的面积上,大约集成了20余个元器件。
这一天,被视为集成电路的诞生日。
1959年2月6日,杰克·基尔比向美国专利局申报专利,这种由半导体元件构成的微型固体组合件,从此被命名为“集成电路”。
当基尔比用锗做出集成电路的消息传到硅谷,仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯提出:可以用平面处理技术来实现集成电路的大批量生产。仅仅6个月后,诺伊斯发明了世界上第一块用硅制作的集成电路,比锗集成电路更实用、更容易生产。这种采用先进的平面处理技术研制出的集成电路,也申请了一项发明专利。
由于诺伊斯的创造发明,仙童公司生产的集成电路很快就成了比金子更诱人的产品。仙童公司原来占地170平方米的庞大计算机,可以被一块只有火柴盒大小的微处理器所代替。1968年销售额从原来的几千美元上升到1.3亿美元。
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作为半导体工业的摇篮,仙童被誉为集成电路的“西点军校”,与此同时,诺伊斯还和别人一起创办了科技界的闪耀明星英特尔公司,直到今天,英特尔仍然是集成电路产业的翘楚。
即使是在英雄扎堆的硅谷,诺伊斯也是同时集才华、财富和成就于一体的风云人物。
“请问,您是怎样发明集成电路的?”
“我发明集成电路,那是因为我是个‘懒汉’。当时,我考虑,用导线联接电子零件太费事,希望越简单越好。而且,我开始设计的集成电路规模很小,工作容易做。”罗伯特·诺伊斯1984年来到中国谈起32岁时发明集成电路的情形,十分风趣地回答。
2.分享荣耀
1966年,基尔比和诺伊斯同时被美国富兰克林学会授予巴兰丁奖章,基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”,而诺伊斯则是“提出了适合工业生产的集成电路理论”。1969年,美国联邦法院最终从法律上承认了集成电路是一项“同时”的发明。
同年,德州仪器和仙童公司达成协议,互相承认对方部分地享有集成电路的发明专利权,其他任何想生产集成电路的厂商,必须分别从仙童和德州仪器取得授权。这个协议,让德州仪器和仙童公司在20世纪的六七十年代凭借着专利授权赚取了大量利润。
2000年,基尔比因集成电路的发明被授予诺贝尔物理学奖。此时,诺伊斯已经过世,没能分享这一奖项。不过,与基尔比一生都在德州仪器从事研究不同,诺伊斯不仅在科学上取得卓越成就,而且在商业上也大获成功。
集成电路的发明,让我们生活的世界发生了天翻地覆的变化,以至于有人把它称为“轮子之后最重要的发明”。从家用电器到汽车飞机,从连接世界的互联网到人手一部的智能手机,在集成电路的基础上,又涌现出许许多多的伟大发明,共同推动了人类社会的进步。
1999年,美国《洛杉矶时报》评选了“本世纪经济领域50名最有影响力人物”,并列第一的是肖克利以及两位集成电路的发明者:诺伊斯和基尔比。汽车工业奠基人亨利·福特、美国总统富兰克林·罗斯福和动画王国创办者沃尔特·迪斯尼排在他们身后。
2005年,基尔比在得克萨斯州达拉斯市的家中与世长辞,享年81岁。这一年,集成电路已经由基尔比在实验室展示的一块简陋芯片,发展成为总销售额高达1900亿美元的庞大产业,而由此而支撑起的全球电子终端设备市场更是达到了12750亿美元的巨大规模。在之后的岁月里,这一产业规模还在不断地高速增长。
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