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芯片的起源?

作者:电气设备网
文章来源:本站

  

芯片的起源?

  

芯片的起源?

  

芯片的起源?

  在21世纪,芯片在电子产品中牢牢占据着核心位置,比如我们的电脑或者手机的处理器,它们不仅代表着高效的运算性能,更是一个国家科技力量的表现。芯片落后于人,可能就要受制于人。长久以来,我们国家的芯片发展一直落后于美国等发达国家,但是随着一代代人的不懈努力,我们的芯片技术已经慢慢追了上来,今天我们就来看一看芯片的发展史。

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  芯片的发展史,简易解析,电的故事自古以来,人们就发现自然界中有一种神秘的力量,我们把它称为电,有时候也可以说是雷电。为了探索电的奥秘,人们做出了很多的努力,有些甚至可以称作疯狂。1752年,富兰克林做了一个风筝,并把它放到了雷雨云里去,并发现了雷云有时候带正电,有时候带负电。这个实验也推动了人们对电的认识,不过需要特别说明的是,此行为十分的危险,大家千万不要模仿。

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  1832年,法国人毕克西发明了手摇式直流发电机,其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势,并把这种电动势以直流电压形式输出。这样人们就拥有了掌控电的能力,人们可以驱使电为自己工作了。

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  1879年,爱迪生的电灯研制成功,他为此试用了接近1600种材料进行试验,这是人类第一盏有广泛实用价值的电灯。爱迪生孜孜不倦研究电灯的故事已经家喻户晓,但是关于爱迪生还有一个有趣的故事,叫做“爱迪生效应”。

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  2. 电子管和晶体管的故事

  1883年,爱迪生在一次电灯试验中观察到在灯泡内另行封入一根铜线,他认为这样可以阻止碳丝蒸发,延长灯泡寿命,经过反复试验,碳丝虽然蒸发如故,但他却从这次失败中发现碳丝加热后,铜线上竟有微弱的电流通过,后来这种现象被称之为“爱迪生效应”。 爱迪生效应是一种通过热激发发射载流子的方式,但是爱迪生当时没有深入研究,这也让他和一项伟大的发明失之交臂。

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  1904年英国物理学家弗莱明根据“爱迪生效应”发明了电子二极管,电子管是最早期的电信号放大器件。第一只电子管的诞生,标志着世界从此进入了电子时代。世界上第一台计算机用1.8万只电子管,占地170m*2,重30t,耗电150kW。虽然这时候已经在应用电路进行计算和处理,但是整体设备十分的庞大,也和“芯片”没什么关系,但是芯片可以完成相同的工作或者更高级的工作。

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  说到晶体管,肯定要讲一下它的来历,美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人合作发明了晶体管。.晶体管被人们称为“三条腿的魔术师”.它的发明是电子技术史中具有划时代意义的伟大事件,它开创了一个崭新的时代——固体电子技术时代.肖克利三人也因研究半导体及发现晶体管效应而共同获得1956年最高科学奖——诺贝尔物理奖.

  3. 集成电路和芯片

  前面讲到第一台计算机非常庞大和笨重,所以要做出高效的处理器,必须要把很多的电路集中在一起。晶体管的出现为集成电路提供了条件。1952年,英国皇家雷达研究所的杰夫·达默就提出了集成电路的想法:把一个电路所需的晶体管和其它器件制作在一块半导体上。这是一个很容易想到的想法,但没有一种工艺来实现它。即使如此,人们已经距离集成电路越来越近了,这已经是时代的需求。杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯走在了这个时代的前列,他们在在1958~1959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路。而我们现在用的芯片多是采用了硅材料,这和地球上硅的丰富储存量也是有关系的。

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  美国加利福尼亚州的硅谷是最早研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方,由于半导体行业的发展之迅速,影响之强大,硅谷之名也名扬世界。在2000年的时候杰克·基尔比因为发明了集成电路而获得了诺贝尔物理学奖,而罗伯特·诺伊斯因为已经去世无缘这个奖项,但是罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔在1968年创建了英特尔公司,也是集荣誉和财富于一身了。

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  集成电路需要一小块或几小块半导体晶片作为载体,比如硅,而这样把电路小型化以后,就就变成了芯片。当然了就现在来讲,芯片还有机械芯片或者生物芯片,但是我们普通谈到的芯片大多还是和电路相关的,而在芯片上集中大规模的电路也是世界上最顶尖最引人注目的科技之一。

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  如今,芯片已经无处不在,比如我们熟悉的英特尔的酷睿系列,比如华为的麒麟系列。现在芯片的制作工艺越来越先进,从65nm到7nm,同样大小的芯片,拥有着更复杂的电路和更高效的处理方式。随着时代的进步,更高级的芯片会逐步出现,我们的生活也会变得更加智能。

  基尔比

  基尔比是个动手能力超强的天才,但大规模的集成电路生产不可能只靠手工完成。

  芯片发明的另一个关键人物,是另一个美国人,名字叫罗伯特·诺伊斯。罗伯特·诺伊斯的名头其实更为响亮,他是大名鼎鼎的英特尔(Intel)公司创始人之一。

  1959年7月,诺伊斯研究出一种二氧化硅的扩散技术和PN结的隔离技术,并在氧化膜上制作出铝条连线,使元件和导线合成一体,创造出了半导体集成电路的平面制作工艺,为工业大批量集成电路生产奠定了坚实的基础。

  诺伊斯

  那么,谁是真正发明了集成电路的人?为了专利权的归属,两家公司把官司打到了法院。

  1966年,基尔比和诺伊斯同时被富兰克林学会授予巴兰丁奖章,在颁奖词上,基尔比的贡献被定义为“第一块集成电路的发明家”,而诺伊斯的贡献被定义为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”。

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