生活在50年前的人們很難想象今天電子產(chǎn)業(yè)驚人的變化：在1960年，一臺價格在1千萬美元左右的電腦體積大小能裝滿整個房子，然而其性能尚且比不上今天價值一千美元的PC!不過，這一切，因為一個小小的電子線路元件而得以改變，這就是集成電路的發(fā)明。

在集成電路問世七周年之際，Jack Kilby(杰克·基爾比)曾如此謙遜地評論自己的發(fā)明：“這在將來會是不值一提的事情?！睍r間行進到2008年9月12日，集成電路問世50周年，生活在今天的我們，對這句話的體會更加真切。從孩子們愛不釋手的玩具，到手持無線視頻游戲機，乃至因特網(wǎng)、便攜式電子產(chǎn)品以及圖形計算器等資源，集成電路無處不在。它使得電子產(chǎn)品體積變得更小，更節(jié)能、價格更低廉，可以滿足人們的多種需求。

如今，全球各地對集成電路的需求支撐起了每年2500億美元產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)，它已經(jīng)成為因特網(wǎng)、PC、手機乃至整個世界的靈魂和源動力。因此，我們必須感謝Jack Kilby和Robert Noyce和其他很多不知名的科學(xué)研究員在發(fā)明、改善集成電路所做出的杰出貢獻，以及那些將他們的發(fā)明成果轉(zhuǎn)化為商用的公司，比如德州儀器、英特爾、貝爾實驗室等等。

初創(chuàng)與追逐

20世紀50年代，電子產(chǎn)業(yè)剛剛開始使用晶體管、二極管、電阻器等其他配件來代替真空管，但當(dāng)時電子制造商通常采用的方法是：工程師們需要手工組裝和連接各種晶體管和電阻器以及其他零件，由于人工的靈活性有限，使得組件看起來體積很大。另一方面，由于晶體管數(shù)量會隨應(yīng)用的復(fù)雜度而大幅增加，這限制了電路在機器上的數(shù)量，并且效率低下，花費昂貴。

在1958年加入德州儀器之前，沒有人知道Jack Kilby所隱藏的巨大潛力，和那些明星工程師比起來，他是如此默默無聞：麻省理工大學(xué)的落榜生，后來在美國伊利諾斯大學(xué)拿到了一個二流的學(xué)位，但因入伍參加二戰(zhàn)而中斷學(xué)業(yè)。1947年，在密爾沃基的Centralab公司開始了他的工程師生涯，而這也是當(dāng)時唯一一個愿意接納他的公司。1958年，Jack Kilby加入德州儀器，是為了微型模塊計劃。在德州儀器公司工作后不久，Jack Kilby就意識到，由于公司制造晶體管、電阻器和電容器，對其產(chǎn)品進行重新組裝可能會提供出更有效的微型模塊產(chǎn)品。在那年夏季，當(dāng)其他同事和領(lǐng)導(dǎo)正在休假的時候，Jack Kilby獨自留了下來，對IF放大器的試驗效果進行思考。

“半導(dǎo)體車間唯一可以以高成本效益方式制造的產(chǎn)品就是半導(dǎo)體。經(jīng)過進一步思考，我得出這樣的結(jié)論，真正需要的實際上就是半導(dǎo)體：電阻器和電容器，具體說來，可以用與有源設(shè)備相同的材料來制造。我還認識到，由于所有的部件都可以用一種材料制造，那么可以先在一塊材料上將它們做出來，然后將它們進行互連而形成一條完整的電路?！盝ack Kilby回憶當(dāng)時的經(jīng)過時說。Jack Kilby發(fā)明的第一枚集成電路，是將晶體管、數(shù)個電阻、以及一個電容整合在一個約0.5英寸長的鍺基板上，創(chuàng)建了一種更適合機器的理念，從而為機器同時可以兼容三個優(yōu)點：精密、輕薄和價格低廉。

這個看似不起眼的小小發(fā)明卻掀起了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全新變革。1958年，美國德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標志著世界從此進入到了集成電路的時代。

從iPod到互聯(lián)網(wǎng)，建立在Kilby發(fā)明之上的成就比比皆是，但同樣振奮人心的是Kilby看待自己發(fā)明時的謙遜態(tài)度。他曾經(jīng)引用1964年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者Charles Townes的一句名言：當(dāng)我聽到諸如此類事情的時候，我想起了站在胡佛水壩邊上，海貍對水兔所說的話：“不，這不是我獨自建造的，這不過是建立在我的一個想法之上?！彼坪跏冀K將這樣的觀念銘記于心——當(dāng)你創(chuàng)造了一項發(fā)明的時候，后來者的不斷完善，有時候比你自己的貢獻更為重要。

的確，當(dāng)時的Kilby并非集成電路上孤獨探索的前行者。1958年，就在Jack Kilby發(fā)明了集成電路的基本模式的6個月后，當(dāng)時的美國仙童公司聯(lián)合創(chuàng)始人、后來的英特爾的開山鼻祖Robert Noyce(羅伯特·諾伊斯)提出了一種“半導(dǎo)體設(shè)備與鉛結(jié)構(gòu)”模型，在前者的基礎(chǔ)上進行了改善，第一次真正將芯片上的所有部件集成到一片單獨的硅上面。Robert Noyce的方案最終成為集成電路大規(guī)模生產(chǎn)中的實用技術(shù)。今天，人們對Kilby和Noyce各自的榮譽進行了評價：Kilby創(chuàng)建了基本的模式，開了先河，對集成電路進行了初次加工；而Noyce的發(fā)明則在Kilby的設(shè)計上進行了改善，并且，無可爭議的，第一次真正將芯片上的所有部件集成到一片單獨的硅上面。Kilby和Robert Noyce都被授予“美國國家科學(xué)獎?wù)隆薄Ｋ麄儽还J為集成電路的共同發(fā)明者。

英特爾公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一Gordon Moore(戈登·摩爾)也在集成電路的早期發(fā)展進程中扮演著重要的角色。除此之外，還有很多卓越的科學(xué)家同樣對現(xiàn)代芯片產(chǎn)業(yè)做出了杰出貢獻，包括來自貝爾實驗室的晶體管發(fā)明者William Shockley(威廉·肖克利)、John Bardeen(約翰·巴丁)、 Walter Brattain(沃特·布拉頓)，他們因此而獲得了1956年的諾貝爾物理學(xué)獎，以及后來的索尼公司的研究員Leo Esaki(江崎玲于奈)，他1973年因為發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體的穿隧效應(yīng)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

展望與遠景

芯片產(chǎn)業(yè)之父Carver Mead(卡?！っ椎?曾經(jīng)在一本關(guān)于芯片設(shè)計的教科書中如此評價：“集成電路創(chuàng)建了一個新的時代。過去我們處在工業(yè)時代，現(xiàn)在我們處在信息時代。集成電路發(fā)明做到了這點，他們的發(fā)明使得我們從工業(yè)時代跨越到信息時代。”

不過，這些都是老生常談了?，F(xiàn)代計算機基本上在芯片的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的，這是否意味著芯片技術(shù)探索之路已經(jīng)走到了盡頭?我們每一代人似乎都在擔(dān)心最好的東西已經(jīng)被前輩發(fā)明了，但Mea d以及其他很多觀察者都堅信，雖然不能達到半導(dǎo)體行業(yè)早期那種瘋狂增長的速度，集成電路的使用仍將大幅攀升。根據(jù)SIA數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體芯片的銷售額已從1976年的34億美元增長到去年的2560億美元。Gartner預(yù)測，今年芯片的銷售額將達到2850億美元，到2012年將有望增長到3530億美元。

展望未來50年，對速度的追求，低能耗的要求和對環(huán)境污染的擔(dān)憂都意味著小小的芯片必須繼續(xù)做出新的改變。事實上，從單核到雙核，再到四核、六核，芯片廠商們的多核競賽如火如荼，他們的興趣也從提高時鐘速度轉(zhuǎn)移到增加單一芯片上面的核心元件數(shù)量，而摩爾定律在多核時代也獲得了新生。

芯片產(chǎn)業(yè)的巨頭們在推動芯片產(chǎn)業(yè)新創(chuàng)造方面依然不余遺力：2008年9月17日，就在集成電路問世50周年當(dāng)天，德州儀器宣布成立Kilby實驗室(Kilby Labs)，以致力研發(fā)突破性半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新知識。Kilby Labs座落于的達拉斯北分區(qū)，設(shè)立這個實驗室的構(gòu)想來自早期的德儀實驗室。也就是當(dāng)年Kilby設(shè)計出首顆芯片，并從此開啟通往3G手機、便攜式超聲波設(shè)備等科技的起源地。

“我們對Kilby Labs的愿景，”德州儀器高級副總裁Gregg Lowe強調(diào)，“是將德州儀器在芯片新技術(shù)研發(fā)方面的經(jīng)驗，以及對消費者的理解，與新一代創(chuàng)造者的夢想結(jié)合起來。”“這項發(fā)明起始于1958年，但并沒有就此終止。一切才剛剛開始?！钡轮輧x器全球戰(zhàn)略市場副總裁Mark Denissen說，“通過對諸如能源節(jié)約領(lǐng)域的突破性改善，我們希望在Kilby Labs的努力下，幫助所有的新用戶享受到Jack多年前的發(fā)明的基礎(chǔ)技術(shù)所帶來的成果?！?/p>

從某種程度上來說，新實驗室的成立象征著對過去的一種懷念，在那個時候，個人發(fā)明家同樣可以做出驚天動地的重大發(fā)明。這個新成立的實驗室將會更像一個單獨的機構(gòu)。擁有各種專長的研究者被鼓勵就同一個項目相互交流，并且可以加盟多樣項目?！拔覀兓撕芏鄷r間去思考：究竟何種環(huán)境更適合像Jack KHby這樣的科學(xué)家去做研究?現(xiàn)在我們有意識的試圖重新營造這種環(huán)境。”Gregg Lowe說，“會有什么樣的成果在這個實驗室中出現(xiàn)?我們不得而知。我們也是在暗礁遍布的大海中航行?！?/p>

無論是研發(fā)新的技術(shù)讓醫(yī)療保健設(shè)備更便攜、運用新的能源、或開發(fā)更節(jié)能的車輛，全世界的先進實驗室正專注于研發(fā)影響深遠的先進芯片。比如，科學(xué)家們正試圖用光代替金屬絲或在半導(dǎo)體上物質(zhì)上儲存更多的數(shù)據(jù)，更遠的未來，他們將用蛋白質(zhì)存儲取代記憶芯片，或者是用葉綠素制造出光電細胞。

這或許就是希望所在。