成績(jī)
十月十日，七十七歲的杰克·基爾比（Jack S. Kilby）獲得今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這個(gè)獎(jiǎng)距離他的發(fā)明已經(jīng)四十二年，但長(zhǎng)時(shí)間正足以讓深遠(yuǎn)影響充分顯現(xiàn)－如果沒有基爾比，就沒有今天的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，更不會(huì)有你早就習(xí)以為常的數(shù)位生活。 一九五八年九月十二日，德州儀器工程師基爾比發(fā)明第一顆積體電路IC。這個(gè)裝置揭開二十世紀(jì)資訊革命的序幕，同時(shí)宣告矽器時(shí)代來臨。 在基爾比之前，電晶體取代笨重不穩(wěn)定的真空管，但隨電路系統(tǒng)不斷擴(kuò)張，元件愈來愈大，卻遇到新瓶頸。尤其生產(chǎn)一顆電晶體的成本高達(dá)十美元，怎么縮小元件體積，降低成本，變成應(yīng)用上的大問題。 當(dāng)時(shí)在德州儀器專注電路小型化研究的基爾比，利用多數(shù)同事放假、無人打擾的兩周思考難題。就在貝爾實(shí)驗(yàn)室慶祝發(fā)明電晶體十周年后一個(gè)月，基爾比靈光涌現(xiàn)，在辦公室寫下五頁(yè)關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)日志。 基爾比的新概念，是利用單獨(dú)一片矽做出完整的電路，如此可把電路縮到極小。當(dāng)時(shí)同業(yè)都懷疑這想法是否可行，「我為不少技術(shù)論壇帶來娛樂效果，」基爾比在他所著「IC的誕生」一文中形容。 不過，德州儀器始終支持基爾比。事實(shí)證明，從基爾比的第一顆晶片開始，半導(dǎo)體的制程技術(shù)就不斷翻轉(zhuǎn)。到英特爾推出Pentium微處理器時(shí)，晶片上集積的電晶體已經(jīng)高達(dá)叁百萬顆。而十美元現(xiàn)在可以買到兩千萬個(gè)電晶體。 半導(dǎo)體業(yè)中著名的「摩爾定律」－積體電路上的電晶體數(shù)量，每十八個(gè)月擴(kuò)充一倍，持續(xù)叁十五年，至今力道不竭。這股強(qiáng)大動(dòng)力，使各種電子產(chǎn)品爆炸性地走向輕薄短小與多工。個(gè)人電腦、行動(dòng)電話等叁C產(chǎn)品正全面改造人類生活。 去年，全球半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)值達(dá)到一千四百億美元，未來叁年還要以兩位數(shù)的速度成長(zhǎng)�；鶢柋鹊陌l(fā)明仍在持續(xù)發(fā)酵。 得知遲來殊榮，基爾比接受《天下雜志》獨(dú)家專訪時(shí)，簡(jiǎn)單說明他對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況及未來的觀察。基爾比不是出身學(xué)術(shù)殿堂，卻在德州儀器得到學(xué)術(shù)無上桂冠，德州儀器對(duì)企業(yè)所能發(fā)揮的功能，也做下了新的詮釋。
改變世界
“有極少數(shù)人憑借他們的智慧和專業(yè)領(lǐng)域的成就改變了這個(gè)世界，杰克·基爾比就是其中之一�！薄轮輧x器公司。6月20日，美國(guó)工程師杰克·基爾比在與癌癥作了艱難的搏斗之后，在德州達(dá)拉斯市的家中與世長(zhǎng)辭，享年81歲。他曾經(jīng)工作過的德州儀器公司董事會(huì)主席湯姆·恩吉布斯是這樣評(píng)價(jià)他的：“我認(rèn)為，有幾個(gè)人的工作改變了整個(gè)世界，以及我們的生活方式——亨利·福特、托馬斯·愛迪生、萊特兄弟，還有杰克·基爾比。如果說有一項(xiàng)發(fā)明不僅革新了我們的工業(yè)，并且改變了我們生活的世界，那就是杰克發(fā)明的集成電路。”1958年9月12日，美國(guó)，德克薩斯州達(dá)拉斯市，德州儀器公司的實(shí)驗(yàn)室里，工程師杰克·基爾比成功地實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想。這一天，被視為集成電路的誕生日，而這枚小小的芯片，開創(chuàng)了電子技術(shù)歷史的新紀(jì)元。作為蕓蕓眾生中的一員，也許你感覺不到那個(gè)遙遠(yuǎn)的秋日有多么重要的意義，那么，請(qǐng)打量你眼前的電腦，小巧、簡(jiǎn)潔，安靜地等候隨時(shí)為你服務(wù)�？墒�，在計(jì)算機(jī)誕生之初，它是個(gè)只能存在于實(shí)驗(yàn)室的龐然大物。如果電子技術(shù)止于電子管，我們不可能擁有現(xiàn)在的E生活。他學(xué)的電子管技術(shù)全部作廢：1948年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的威廉·肖克利(WilliamShockley)和兩位同事發(fā)明了晶體管，它可以代替真空管放大電子信號(hào)，使電子設(shè)備向輕便化、高效化發(fā)展。肖克利因此被譽(yù)為“晶體管之父”，并因此獲得了1956年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這是電子技術(shù)的一次重大革新。杰克·基爾比當(dāng)時(shí)24歲，剛剛獲得伊利諾斯大學(xué)的電子工程學(xué)士學(xué)位。他在自述中說：“在大學(xué)里，我的大部分課程都是有關(guān)電力方面的，但因?yàn)槲彝陼r(shí)對(duì)于電子技術(shù)的興趣，我也選修了一些電子管技術(shù)方面的課程。我畢業(yè)于1947年，正好是貝爾實(shí)驗(yàn)室宣布發(fā)明了晶體管的前一年，這意味著我的電子管技術(shù)課程將要全部作廢�！比欢鴨栴}還沒有完全解決，應(yīng)用晶體管組裝的電子設(shè)備還是太笨重了。顯然，個(gè)人擁有計(jì)算機(jī)，仍然是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)想。科技總是在一個(gè)個(gè)夢(mèng)想的驅(qū)動(dòng)下前進(jìn)。1952年，英國(guó)雷達(dá)研究所的G·W·A·達(dá)默首先提出了集成電路的構(gòu)想：把電子線路所需要的晶體三極管、晶體二極管和其它元件全部制作在一塊半導(dǎo)體晶片上。雖然從對(duì)杰克·基爾比的自述中我們看不出這一構(gòu)想對(duì)他是否有影響，但我們也能感受到，微電子技術(shù)的概念即將從工程師們的思維里噴薄而出。 世界上第一塊集成電路誕生：1947年，伊利諾斯大學(xué)畢業(yè)生杰克·基爾比懷著對(duì)電子技術(shù)的濃厚興趣，在威斯康星州的密爾瓦基找了份工作，為一個(gè)電子器件供應(yīng)商制造收音機(jī)、電視機(jī)和助聽器的部件。工余時(shí)間，他在威斯康星大學(xué)上電子工程學(xué)碩士班夜校。當(dāng)然，工作和上課的雙重壓力對(duì)基爾比來說可算是一個(gè)挑戰(zhàn)，但他說：“這件事能夠做到，且它的確值得去努力。”取得碩士學(xué)位后，基爾比與妻子遷往德克薩斯州的達(dá)拉斯市，供職于德州儀器公司，因?yàn)樗俏┮辉试S他差不多把全部時(shí)間用于研究電子器件微型化的公司，給他提供了大量的時(shí)間和不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)條件�；鶢柋壬詼睾�，寡言少語，加上6英尺6英寸的身高，被助手和朋友稱作“溫和的巨人”。正是這個(gè)不善于表達(dá)的巨人醞釀出了一個(gè)巨人式的構(gòu)思。當(dāng)時(shí)的德州儀器公司有個(gè)傳統(tǒng)，炎熱的8月里員工可以享受雙周長(zhǎng)假。但是，初來乍到的基爾比卻無緣長(zhǎng)假，只能待在冷清的車間里獨(dú)自研究。在這期間，他漸漸形成一個(gè)天才的想法：電阻器和電容器(無源元件)可以用與晶體管(有源器件)相同的材料制造。另外，既然所有元器件都可以用同一塊材料制造，那么這些部件可以先在同一塊材料上就地制造，再相互連接，最終形成完整的電路。他選用了半導(dǎo)體硅。 “我坐在桌子前，待的時(shí)間好像比平常晚一點(diǎn)�！彼�1980年接受采訪時(shí)回憶說，“整個(gè)構(gòu)想其實(shí)在當(dāng)天就已大致成形，接著我將所有想法整理出來，并在筆記本上畫出了一些設(shè)計(jì)圖。等到主管回來后，我就將這些設(shè)計(jì)圖拿給他看。當(dāng)時(shí)雖然有些人略有懷疑，但他們基本上都了解這項(xiàng)設(shè)計(jì)的重要性�！庇谑牵覀兓氐轿恼麻_頭的那一幕，那一天，公司的主管來到實(shí)驗(yàn)室，和這個(gè)巨人一起接通了測(cè)試線路。試驗(yàn)成功了。德州儀器公司很快宣布他們發(fā)明了集成電路，基爾比為此申請(qǐng)了專利。開創(chuàng)了硅時(shí)代：當(dāng)時(shí)，他也許并沒有真正意識(shí)到這項(xiàng)發(fā)明的價(jià)值。在獲得諾貝爾獎(jiǎng)后，他說：“我知道我發(fā)明的集成電路對(duì)于電子產(chǎn)業(yè)非常重要，但我從來沒有想到它的應(yīng)用會(huì)像今天這樣廣泛�！奔呻娐啡〈司w管，為開發(fā)電子產(chǎn)品的各種功能鋪平了道路，并且大幅度降低了成本，第三代電子器件從此登上舞臺(tái)。它的誕生，使微處理器的出現(xiàn)成為了可能，也使計(jì)算機(jī)變成普通人可以親近的日常工具。集成技術(shù)的應(yīng)用，催生了更多方便快捷的電子產(chǎn)品，比如常見的手持電子計(jì)算器，就是基爾比繼集成電路之后的一個(gè)新發(fā)明。直到今天，硅材料仍然是我們電子器件的主要材料。所以，2000年，集成電路問世42年以后，人們終于了解到他和他的發(fā)明的價(jià)值，他被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià)基爾比：“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。1959年，仙童半導(dǎo)體公司的羅伯特·羅伊斯申請(qǐng)了更為復(fù)雜的硅集成電路，并馬上投入了商業(yè)領(lǐng)域。但基爾比首先申請(qǐng)了專利，因此，羅伊斯被認(rèn)為是集成電路的共同發(fā)明人。羅伊斯于1990年去世，與諾貝爾獎(jiǎng)擦肩而過。杰克·基爾比相當(dāng)謙遜，他一生擁有六十多項(xiàng)專利，但在獲獎(jiǎng)發(fā)言中，他說：“我的工作可能引入了看待電路部件的一種新角度，并開創(chuàng)了一個(gè)新領(lǐng)域，自此以后的多數(shù)成果和我的工作并無直接聯(lián)系�！�
職業(yè)經(jīng)歷
1947年～1958年中央實(shí)驗(yàn)室，威斯康星州，密爾瓦基；1958年～1970年德州儀器公司，德克薩斯州，達(dá)拉斯；1970年11月自德州儀器公司離職，但繼續(xù)為其擔(dān)任兼職顧問；1978年～1984年德克薩斯農(nóng)工大學(xué)，電機(jī)工程學(xué)特聘教授杰克·基爾比在這本筆記本里記下了他關(guān)于第一塊集成電路的成功構(gòu)思。1958年的杰克·基爾比，發(fā)明了世界第一塊集成電路。杰克·基爾比的第一個(gè)集成電路只包含一個(gè)單個(gè)的晶體管和其它的組件。杰克基爾比正在研究300mm圓片。杰克·基爾比在基爾比研究中心的實(shí)驗(yàn)室里。杰克·基爾比發(fā)明的集成電路幾乎成為今天每個(gè)電子產(chǎn)品的必備部件，從手機(jī)到調(diào)制解調(diào)器，再到網(wǎng)絡(luò)游戲終端，這個(gè)小小的芯片改變了世界。
