第一个成功的触发电路是在1959年初完成的,1959年3月,在美国无线电工程学院(IEEE的前身)年会上,TI向新闻界发布了他们的革命性发明——“固体微型电子线路”。
当然讲到这里,不得不提仙童半导体,不要忽视仙童半导体的那个诺伊斯,1959年1月底,仙童半导体(Fairchild Semiconductor)的诺伊斯也有了集成电路的想法。诺伊斯曾是肖克利公司的技术负责人,仙童半导体著名的“叛逆八人帮”领袖。他的想法基于仙童创始人霍尼(Jean Hoerni)的平面工艺(Planner Process)和硅晶片上的扩散技术。平面照相技术是在硅片上加上一层氧化硅作为绝缘层,然后,在这层绝缘氧化硅上打洞,用铝薄膜将已用硅扩散技术做好的器件连接起来。这样的话各器件之间就会有良好的电绝缘,而且绝缘氧化硅可以保护硅片上的器件。但是这一工艺只适用于硅晶体。
仙童的硅晶体集成电路
正是因为平面工艺,才使得仙童在硅晶体三极管技术领先于当时其他的半导体生产厂家。这一技术也使得仙童能够制造出小于千分之一英寸的高性能高可靠的硅晶体三极管。也使集成电路中器件间的连接成了可能。1959年1月23日,诺伊斯在他的工作笔记上写到:“将各种器件制作在同一硅晶片上,再用平面工艺将其连接起来,就能制造出多功能的电子线路。这一技术可以使电路的体积减小、重量减轻、并使成本下降。”
把器件制造在同一晶片上,基尔比和诺伊斯的想法相同,在器件的连接问题上,诺伊斯的想法领先于基尔比。这是因为仙童的霍尼此前已经发明了平面工艺,而TI则没有这一关键工艺。尽管,基尔比先于诺伊斯申请了集成电路的专利,但因为有了平面工艺来连接各个器件,诺伊斯的工艺领先于基尔比的工艺。
诺伊斯对集成电路的生产工艺进行了细致深入的思考,一个月后,在诺伊斯得知TI的发布会后,他才向仙童的同事们宣布了自己的想法。1959年春,诺伊斯起草了集成电路的专利申请书。他事先知道TI已向专利局递交了申请,但不知道TI专利的内容,因此他在自己的专利申请中强调仙童的工艺是以平面工艺来制造集成电路的。
实际上,仙童和TI的集成电路的制造工艺几乎是在同时出现的。诺伊斯和基尔比都是把当时已有的分立的工艺过程,为了同一目的连起来使用。其中大多数技术是贝尔实验室开发的。后来诺伊斯说:“即使我们没有这些想法,即使集成电路制造工艺专利不在仙童出现,那也一定会在别的地方出现,即使不再五十年代末出现,那也会在后来的某一个时间出现这一发明。只要晶体管制造工艺发展到一定程度,集成电路制造工艺的想法就会出现、这一技术就会被人发明。”
不久,TI董事长让基尔比在三个难度很大的项目中选一个。基尔比选择了开发小型计算器。他领导一个三人小组,在1971年完成了该项目。该计算器重2.5磅,售价$200元,计算器也成为第一个用集成电路做成的产品。
基尔比和他用集成电路做成的计算器
1964年,只有几家最先进的公司在生产集成电路,他们试图推广集成电路的应用。但很快集成电路就成了业界主流。集成电路取代了晶体管,为开发各种功能的电子产品铺平了道路,并且大幅降低了成本,第三代电子器件从此登上舞台。
50年代由基尔比兴起的半导体工业,如今成了世界第一大产业。在半个世纪的历程中,基尔比的发明给我们的世界发生了巨大的变化。集成电路、微处理器、苹果电脑、IBM-PC、鼠标、视窗操作系统、计算机语言、互联网、流览器等一系列伟大的发明,不但彻底改变了我们的生活方式,也深刻地影响着我们社会组织的每一个角落。
这是一个迟来四十二年的诺贝尔物理学奖。这份殊荣,因为得奖时间相隔愈久,也就愈突显他的成就。迄今为止,正全面改造人类的个人电脑、移动电话等3C产品,皆源于他的发明。
2005年6月20日杰克·基尔比逝世,享年81岁。