集成电路发明人——JackSt.ClairKilby

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又到周末了，本周为大家介绍集成电路发明人：JackSt.ClairKilby。
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      他发明了集成电路，他的发明改变了世界。他寡言，他谦虚。他保持技术本色，他遵守科学原理。他已逝去。
3 L# x. W& ^0 K/ e, I      美国德州仪器(TI)退休工程师、业界公认的集成电路(IC)第一位发明者JackSt.Clair Kilby于2005年6月20日在美国达拉斯因癌症逝世，享年81岁。
      Jack  Kilby被视为微电子时代的先行者之一。Kilby发明了第一块单片集成电路，为微型化和集成化奠定基础，目前这个趋势仍然在迅速发展。凭借其在发明集成电路方面所取得的成就，他于2000年获得诺贝尔物理学奖。
      德州仪器董事长Tom Engibous评论道：“我认为，只有福特(Henry Ford)、爱迪生(Thomas  Edison)、莱特兄弟(Wright  Brothers)和Kilby等曲指可数的人物，真正地改变了世界和我们的生活方式。”他接着指出：“如果说有一种开创性的发明不仅改变了半导体产业，而且改变了世界，那就是Jack发明的第一块集成电路。”
4 P1 K3 ?; f- X9 o      Kilby平时寡言少语，但他的朋友和助理都深情回忆道，他既是一个绅士，也是一位温和的人。他身高1.98米(6英尺6英寸)，偶尔被媒体称为“温和的巨人”。但对于他所极为关注的问题，Kilby也会提高嗓门。
      在2000年荣获诺贝尔物理学奖后，Kilby在接受《EE  Times》采访时表示，批评了试图把技术研究与迅速商业化密切结合的产业趋势。“我看到了两种角色，我认为它们都很有价值。”Kilby在接受采访时表 示。“我们所做的许多工作具有很强的学术基础，(但是)有时候企业进行的研究必须(以便它能够)转化为可用的形式和商业化。”
      Kilby还非常谦虚。在2000年接受《EE  Times》采访时，他指出，前飞兆半导体科学家RobertNoyce发明了可制造性更强的IC设计，也应获得诺贝尔奖。RobertNoyce在 1959年申请了一项IC专利，并于1990年逝世。虽然德州仪器和飞兆半导体因为谁是IC的发明者争论了多年，但现在许多人认为，Kilby和 Noyce是集成电路的共同发明人。
! K& L4 V! L. }+ Q      尽管Kilby在德州仪器曾担任管理职务，但他首先把自己当作工程师。除了IC，他还在其它两项发明中发挥了关键作用，一个是手持电子计算器，另一个是热敏打印机。Kilby一共持有60项电子发明专利。
    “Jack Kilby一贯是工程师中的工程师，”英特尔的创始人之一及荣誉董事长摩尔(Gordon Moore)表示。“他保持技术本色，遵守科学原理，对于有幸见过他的人总是彬彬有礼。人们将会怀念他。”
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# ?/ U9 X* \- B1 }$ ~  y; F幼年偶遇引发对电子学的终生迷恋
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      在美国堪萨斯州(Kansas)Great Bend长大的Kilby，对于电子学很早就产生了兴趣。他的父亲经营一家小型电力公司，客户分散在堪萨斯乡村。当一场严重的冰暴淹没了电话和电力线时，Kilby的父亲与业务电台操作者一起与他的客户通信，引发了幼年Kilby对于电子学的终生迷恋。
       Kilby后来在美国伊利诺斯大学学习电子学，但因入伍参加二战而中断学业。战争结束后，他于1947年在伊利诺斯大学完成了学士学位。
       Kilby毕业后在密尔沃基(Milwaukee)的中心实验室(Centralab)谋得一份工作，开始和晶体管打交道。同时，他开始在威斯康星大学电机工程专业深造，并于1950年获得硕士学位。
, U4 s: l2 \/ \6 z        在Willis  Adcock的邀请下，Kilby于1958年加入德州仪器公司，从此迎来事业的关键转折点。WillisAdcock当时是德州仪器开发部主管。 Adcock成为Kilby的导师，指导和支持他的研究工作，并在后来成为德州仪器的副总裁。Adcock在1986年退休。当Adcock于2003年 以81岁的高龄去世时，Kilby义不容辞地在其葬礼上担任了护柩者。
        那是在1958年的夏天，多数同事都在度假的时候，Kilby却在构思集成电路。

& [) c8 _% g. O, Z$ c “我坐在桌旁，可能坐的时间比平时要长一些，”Kilby在1980年接受采访时表示。“当天，集成电路的设想已基本非常清晰。我结束思考之后，在笔记本上画了一些草图。主管回来后，我把这些图拿给他看。他们有些怀疑，但基本上认识到了它的重要性。”
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他的发明改变半导体产业
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      Kilby的IC采用一块半导体材料制成，最先于1958年9月12日向外界展示。这项发明很快就改变了半导体产业。
" Q! Z/ {3 e5 K      960年，德州仪器发布第一款供客户评估的芯片，两年后获得第一个大型集成电路合同，为美国民兵(Minuteman)导弹设计和生产22种专用电路。
9 G5 [7 U! G% a& w! _      由于他所作的开创性工作，Kilby在德州仪器的职业生涯开始腾飞。他在1960至1968年担任了几个工程管理职务，后来被任命为助理副总裁。但也许是为了拥有更多的时间，Kilby于1970年获准休假，担任德州仪器的独立顾问。
       Kilby于1983年从德州仪器退休后，继续担任德州仪器的顾问，同时还在光学元件供应商BookhamTechnology董事会任职－－一般认为这是该公司的公关之举。
        除了诺贝奖以外，Kilby还在1993年同时获得了美国国家技术奖章和国家科学奖章，这是美国政府颁发的最高技术奖，只有13位美国人获此殊荣。他在1993年还获得日本京都高级技术奖。

2 q$ ^. k2 a/ C+ @      Kilby还在1989年获得美国国家工程院颁发的第一届国际CharlesStarkDraper奖，这是全球最高工程奖。他还受到美国专利商标局的表彰，并跻身美国全国发明家名人堂。
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JackKilby讲述他如何开发世界第一块集成电路
+ K) @) F$ e' n+ Z1 R      若干次面试之后，我被Willis  Adcock聘用到德州仪器公司。并没有对我的工作职责进行具体划分，但我知道我将在微型化领域工作。1958年5月开始在德州仪器公司工作后不久，我就 意识到，由于公司制造晶体管、电阻器和电容器，对其产品进行重新组装可能会提供出更有效的微型模块产品。因此，我设计了一个使用管状部件的IF放大器，而 且作出了原型。我们还在员工集体休假工厂停工的前几天完成了详细的成本分析。
  _  c+ [* c' y/ m      作为一名新员工，我没有假期，就独自留下来，对IF放大器的试验效果进行思考。通过进行成本分析，我第一次了解到半导体车间的成本结构的内部情况。数字 很高---非常高。我觉得如果我不能很快地想出一个好办法，那么在假期结束后，就会分配我去做微型模块项目提案的工作。在心情很沮丧的时候，我开始感觉 到，半导体车间唯一可以以高成本效益方式制造的产品就是半导体。经过进一步思考，我得出这样的结论，真正需要的实际上就是半导体---电阻器和电容器，具 体说来，可以用与有源设备相同的材料来制造。"我还认识到，由于所有的部件都可以用一种材料制造，那么可以先在一块材料上将它们做出来，然后将它们进行互 连而形成一条完整的电路。于是我很快起草了一个使用这些部件的触发器的设计提案。用硅的体效应来提供电阻器，而电容器则通过p－n结来提供。
      我很快就完成了这些草图，并在Adcock度假回来后交给他。他很感兴趣，但是并不乐观。他要求我证明完全由半导体作成的电路能够工作。因此我用非连续硅 元素制造了一条电路。其中使用了打包的成熟结晶体管。电阻器是通过在硅上凿出小条并蚀刻上值后做出来的。电容器是在散布式硅功率电容器晶片上凿出来并用金 属处理两侧。整个电路组装完成，并于1958年8月28日向Adcock进行了演示。
! ~  i! N) t5 D# ^2 T) I      虽然本次试验表明，电路是可以全部用半导体元素制造的，但并没有采用集成方式。于是我就又立即按照最初的计划进行构造集成结构的尝试。我获得了几个晶片， 是散布式的，并有触点。在选择要制造的电路中，我安排了两个结构，使其可以使用晶片上已有的触点。第一个尝试制造的电路是移相振荡器。当时这是一个很受欢 迎的线性电路演示工具。
      1958年9月12日，首批三个此种类型的振荡器完成。通电后，第一个单元振荡了1.3个兆赫。
2 D$ v$ K) T3 Q7 U1 @  Y* v; i; y      1959年3月6日，在纽约的新闻发布会上公布了这个概念。Mark Shepherd说：“我认为这是自我们宣布硅晶体管投入商用以来德州仪器的一个最重 大的发展。&quotat Haggerty预言该电路将首先用于未来电子计算机的微型化，导弹和宇宙飞船，并说将它用于消费品，如无线电和电视接收器将是若干年 以后的事。”
      1997年的一个电视节目说到了集成电路和Jack Kilby，“我们可以说微芯片是历史上最重大的发明之一，它为无数的其他发明铺平了道路。在过 去的40年里，Kilby已经看到他的发明改变了世界。JackKilby是为数不多的几个人之一，他可以环顾世界并对自己说‘我改变了世界’”。