集成电路发明人——JackSt.ClairKilby

admin · 发表于 2019-9-27 15:07

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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。

   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。
   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。”
   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。
   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。”

幼年偶遇引发对电子学的终生迷恋

   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。
      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。

“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。”


他的发明改变半导体产业

   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。
   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。
   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。

   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。

JackKilby讲述他如何开发世界第一块集成电路
   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。
   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。
   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。
   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。&quot

at 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’”。

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