肖克利发明的晶体管比起电子管来,确实是小得多,但是,随着电脑功能越来越强,“个头”也就越长越大。以一台中型电脑为例,几十万只晶体管加上电阻电容器,它的电子元件数已增长到数以百万计。过去人们针对电子管列举的种种弊端和责难,现在都统统加到晶体管的身上。历史戏剧般地重演,肖克利回到大学讲坛,晶体管走向了穷途末路。电脑的元件,又一次不可避免地面临着历史性变革。
就在仙童公司诺依斯等人还在大胆设想的时候,晶体管的集成化试验却已在德克萨斯仪器公司悄悄地进行。德克萨斯仪器公司简称TI公司,座落在美国南部德克萨斯州的达拉斯市。肖克利等人发明晶体管后,TI公司曾率先开发出第一台全晶体管收音机。
1958年7月,达拉斯天气炎热,TI公司宣布放一次长假,绝大多数员工兴高采烈离开岗位。不一会儿,宽大的厂房里,只剩下一位名叫基尔比(J.Kilby)的青年人。基尔比那年35岁,到TI公司任职不足两个月,无权享受休假的乐趣。人去楼空,反而给他提供了思考和试验的机会。
读中学时,基尔比的父亲期盼他能考上麻省理工学院,成为优秀的电子工程师。考试的结果,成绩一贯优秀的基尔比以3分之差落第,不得已进入伊利诺伊大学就读。然而,好学者无论在哪里都能找到智慧的源泉,工程师也不一定非得在“摇篮”里造就。酷爱电子学的基尔比,从英国科学家达默的思想里发现了“新大陆”。早在1952年,达默就曾指出,由半导体构成的晶体管,完全可以把它们组装在一块平板上而去掉之间的连线,半导体甚至也可以构成电阻器电容器等等。基尔比暗自思忖,别看晶体管很小,其中真正起作用的,只是很小的晶体,尺寸不到百分之一毫米,而无用的支架、管壳却占去多数体积。
基尔比曾在一家小型实验室干了10年,搞过晶体管助听器和其他电子工艺,积累了丰富的实践经验。TI公司目前交给他的任务是把许多单独的晶体管挤进很小的空间,为军方制作一种“微模组件”。基尔比想,与其煞费苦心装配那些晶体管,何不动手直接在小平板上制作它们呢?现在,机会似乎来了。
基尔比原来设想用硅材料制作电路,但TI公司没有这种合适的硅片,他只得改用锗材料进行实验。终于,他成功地在一块锗片上形成了若干个晶体管、电阻和电容,并用热焊的方法用极细的导线互连起来。世界上第一块“集成”的固体电路就诞生在这块微小的平板上,在不超过4平方毫米的面积上,基尔比大约集成了20余个元件。
1959年2月6日, 基尔比向美国专利局申报专利, 这种由元件组合的微型固体被叫做“半导体集成电路”,是一种用于无线电设备的“振荡器”。
巧合得很,当基尔比远在达拉斯孤军作战的时候,硅谷的“仙童”们也走到了研制集成电路的边缘。当基尔比发明集成电路的消息从达拉斯传到硅谷,诺依斯不禁惊讶万分,他当即召集众“仙童”商议对策。基尔比感到为难的问题,比如硅材料问题,在硅片上进行两次扩散和导线互相连接问题等等,正是仙童公司的拿手好戏。诺依斯提出可以用蒸发沉积金属的方法代替热焊接导线,这是解决元件相互连接的最佳途径。仙童公司开始奋起疾追。1959年7月30日,他们也向美国专利局申请了发明专利,时间比基尔比晚了半年。于是,两家公司为争夺集成电路的发明权打起了官司。
其实,在集成电路的制造技术上,诺依斯与基尔比的方法并不相同。1966年,基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予巴兰丁奖章,基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”而诺依斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年,法院最后的判决下达,也从法律上实际承认了集成电路是一项同时的发明,基尔比和诺依斯的大名并列着写进了电子和电脑的发展史册。集成电路开始着手导演电脑的第三代历史。1961年,德克萨斯仪器公司与美国空军合作,仅用了不到9个月,研制成功第一台用集成电路组装的计算机。该机共有587块集成电路,重不过300克,体积不到100立方厘米,功率只有16瓦。
有趣的是,“八个天才叛逆”创建的仙童公司,在硅谷里演出了又一出“大叛逃”的喜剧。以赫尔尼为首的4人首先出走,创办阿内尔科公司,据说,赫尔尼后来手创的新公司达12家之多;其他人也先后出走,创办过多家半导体公司。仙童公司当之无愧是硅谷的“西点军校”,硅谷里的半导体公司,半数以上是仙童公司的直接或间接后裔。
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