半導體集成電路發展史

集成電路從產生到成熟大致經歷了如下過程：電子管——晶體管——集成電路——超大規模集成電路

晶體管的演變

集成電路的前奏——電子管、晶體管

電子管，是一種在氣密性封閉容器中產生電流傳導，利用電場對真空中的電子流的作用以獲得信號放大或振蕩的電子器件。由于電子管體積大、功耗大、發熱厲害、壽命短、電源利用效率低、結構脆弱而且需要高壓電源的缺點，很快就不適合發展的需求，被淘汰的命運就沒躲過。

晶體管，是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調制和許多其它功能。晶體管很快就成為計算機“理想的神經細胞”，從而得到廣泛的使用。雖然晶體管的功能比電子管大了很多，但由于電子信息技術的發展，晶體管也越來越不適合科技的發展，隨之出現的就是能力更強的集成電路了。

集成電路的誕生

幾根零亂的電線將五個電子元件連接在一起，就形成了歷史上第一個集成電路。雖然它看起來并不美觀，但事實證明，其工作效能要比使用離散的部件要高得多。歷史上第一個集成電路出自杰克-基爾比之手。當時，晶體管的發明彌補了電子管的不足，但工程師們很快又遇到了新的麻煩。為了制作和使用電子電路，工程師不得不親自手工組裝和連接各種分立元件，如晶體管、二極管、電容器等。

我國的集成電路產業起步相對來說比較晚，在20世紀60年代中期。到現在已經形成了產品設計、芯片制造、電路封裝共同發展的態勢。我們相信，隨著我國經濟的發展和對集成電路的重視程度的提高，我國集成電路事業也會有更大的發展。

集成電路史上最著名的10個人

1、2、3

1,2.3.肖克利、巴丁和布拉頓——晶體管的發明人

晶體管是集成電路的基本，沒有晶體管的發明，就不可能發明集成電路，因此我們把肖克萊、巴丁和布拉頓三人放到集成電路發展史中傳奇人物第一位。

這三個人中大家最熟悉的應該是肖克利了，他被稱為“晶體管之父”，利用他的名聲，招募了一批杰出的年青科學家，其中有大名鼎鼎的“八叛逆”，為后續的仙童公司、英特爾公司等一大批知名半導體公司創立打下了基礎。

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6.瓊?赫爾尼(Jean Hoern)——奠定了硅作為電子產業中關鍵材料的地位

瓊?赫爾尼，“八叛逆”之一。1924年出生于瑞士，分別在劍橋大學和日內瓦大學取得博士學位。

1952年， 移居美國在加州理工大學工作，受到威廉·肖克利賞識，幾年后加入肖克利半導體公司，然而受不了肖克利的家長制作風，1957年9月，包括瓊·赫爾尼在內的八個骨干工程師從肖克利半導體公司辭職。肖克利在震驚之余極其憤怒，稱他們為“八個叛逆。”這八個叛逆后來對硅谷的發展起了極其重要的影響。他們組建了仙童公司（Fairchild），1959年，Jean Hoerni發明了平面工藝使用一種叫做光學蝕刻的處理方法，這種方法有些類似于利用底片沖洗照片的過程。開始，他用的是一片鍺或硅。然后他在上面噴灑上一層叫做光阻劑的物質。如果你把光照在上面，光阻劑就會變得堅硬，然后你就可以用一種特殊的化學藥品清除掉沒有被光照射到的光阻劑。所以，赫爾尼就創造了一個光罩，它就像一張底片，上面有一簇小孔，用來過濾掉不清潔的東西，然后讓它在光線中翻動。在化學洗滌之后，金屬板上只要是留下光阻劑的地方，雜質就不會散落到下面。來解決平面晶體管的可靠性問題，因而使半導體生產發生了革命性的變化。堪稱為“20世紀意義最重大的成就之一”，并稱其奠定了硅作為電子產業中關鍵材料的地位。

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4.杰克?基爾比(Jack S. Kilby)——集成電路之父

杰克?基爾比（Jack Kilby，1923年11月8日－2005年6月20日）。1958年，34歲的基爾比加入德州儀器公司。

1958年9月12日，基爾比研制出世界上第一塊集成電路，成功地實現了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想，并通過了德州儀器公司高層管理人員的檢查。請記住這一天，集成電路取代了晶體管，為開發電子產品的各種功能鋪平了道路，并且大幅度降低了成本，使微處理器的出現成為了可能，開創了電子技術歷史的新紀元，讓我們現在習以為常一切電子產品的出現成為可能。

偉大的發明與人物總會被歷史驗證與牢記，2000年基爾比因為發明集成電路而獲得當年的諾貝爾物理學獎。這份殊榮，經過四十二年的檢驗顯得愈發珍貴，更是整個人類對基爾比偉大發明的充分認可。諾貝爾獎評審委員會的評價很簡單：“為現代信息技術奠定了基礎”。

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5.羅伯特?諾伊斯(Robert Noyce)——科學、商業雙料巨人

羅伯特?諾伊斯，“八叛逆”之一。

他是一位科學界和商業界的奇才。他在基爾比的基礎上發明了可商業生產的集成電路，使半導體產業由“發明時代”進入了“商用時代”。同時，還共同創辦了兩家硅谷最偉大的公司：一個是曾經有半導體行業“黃埔軍校”之稱的-仙童(Fairchild)公司，一個是當今世界上最大設計和生產半導體的科技巨擎英特爾公司。

一個人同時置身科學界和企業界，最終還能功德圓滿，實屬罕見，而諾伊斯卻做到了，他已經成為半導體工業的象征人物，人們尊敬的稱他為：“硅谷市長”。這位“硅谷市長”的成就也成為半導體行業工程師日夜奮斗的目標。

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7.戈登?摩爾(Gordon Moore)—— 一個人一個行業的定律

戈登?摩爾“八叛逆”之一。1929年1月3日，戈登·摩爾出生在距離舊金山南部的一個小鎮。

1954年獲物理化學博士學位，1956年同諾伊斯一起創辦了傳奇般的仙童(Fairchild)公司，主要負責技術研發。1968年在諾伊斯辭職后，戈登·摩爾跟隨而去一起創辦了Intel,1975年成為公司總裁兼CEO。

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10.張忠謀——集成電路代工產業的締造者

一個人定義了一個產業，一個人開創了一個新的代工時代，一個人讓整個集成電路行業更有活力，這個人就是張忠謀。

27歲的張忠謀效力于德州儀器公司，并且一干就是25年。1985年，受***方面邀請，張忠謀辭去在美國的高薪職位返回***，出任***工業技術研究院院長，致力于***半導體業的崛起和產業升級，1987創建了全球第一家專業代工公司——***積體電路制造股份有限公司(臺積電)開創了半導體代工時代。

在臺積電之前集成電路行業的模式都是一樣的：所有的集成電路都是自己設計自己做，Intel、三星等公司集芯片設計和生產于一體，全能但龐大臃腫。正是這種大而全的設計生產方式，帶來了高成本，高門檻的弊端，放慢了整個集成電路行業的步伐。

看到這一商業機會的張忠謀，大膽成為第一家“純”晶圓代工公司，不與客戶競爭，不設計或生產自有集成電路，只幫助半導體公司生產已經設計成型的集成電路。正是這種模式為臺積電帶來巨大財富的同時也創造了兩個新的行業-晶圓代工廠，Fabless(無生產線集成電路設計公司)。由于省去了費用高昂的晶圓制造環節，集成電路行業整體門檻降低，誕生了一大批新生的具有活力的集成電路設計公司，為整個集成電路行業帶來了新活力與創意。

2007年，英特爾宣布與臺積電同時生產45納米工藝的芯片。這標志著臺積電在技術提高方面如此可靠，以至于像英特爾這樣的國際性大芯片公司都決定停止或放緩自己生產技術的發展步伐，把更多的精力放在技術研發領域。同時傳統芯片公司NXP和德州儀器公司也宣布，將停止開發一些芯片生產技術，轉而與臺積電等亞洲晶圓代工企業制造芯片，集成電路細分工時代全面到來，一個嶄新的更具活力的集成電路行業展現在我們面前。

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8.安迪?格羅夫(Andy Grove)——微處理器之王狂妄的匈牙利人

“Only the paranoid survive.”只有偏執狂才能生存。說這句話正是安迪·格羅夫。

還記得沒有電腦之前的生活嗎?可以這樣說，沒有英特爾的微處理器，就算一萬個年少輕狂才華橫溢的比爾·蓋茨也無濟于事。從1987年接過英特爾的CEO接力棒之后，他不斷以打破傳統、挑戰現有邏輯的戰略思維，使微處理器這顆數字革命的心臟強勁跳動，為數字時代

提供源源不斷的動力。同樣地，沒有安 迪·格羅夫，也就沒有今天最成功的半導體公司英特爾。

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9.胡正明——FinFET等多種新結構器件的發明人

1947年出生于北京豆芽菜胡同，學術生涯始于加州大學伯克利分校。1973年在伯克利獲得博士學位，并一直從事半導體器件的開發及微型化研究。

胡正明教授是微電子微型化物理及可靠性物理研究的一位重要開拓者，對半導體器件的開發及未來的微型化做出了重大貢獻。主要科技成就為：領導研究出BSIM，從實際MOSFET晶體管的復雜物理推演出數學模型，該數學模型于1997年被國際上38家大公司參與的晶體管模型理事會選為設計芯片的第一個且唯一的國際標準；發明了在國際上極受注目的FinFET等多種新結構器件；對微電子器件可靠性物理研究貢獻突出：首先提出熱電子失效的物理機制，開發出用碰撞電離電流快速預測器件壽命的方法，并且提出薄氧化層失效的物理機制和用高電壓快速預測薄氧化層壽命的方法。首創了在器件可靠性物理的基礎上的IC可靠性的計算機數值模擬工具。

作為頂級半導體專家，胡正明教授貢獻卓著，他是IEEE Fellow、美國工程院院士、中國工程院外籍院士。在臺積電擔任CTO時獲得“***第一CTO”的雅號。但胡正明是一位真正的隱世高人，淡泊名利，一生都奉獻給了最熱愛的半導體產業，并且無怨無悔，用他自己的話說“如果我今天要重新再選一行的話，我還是會選半導體這一行”。2010年后，持續數十年的Bulk CMOS工藝技術在20nm走到盡頭，胡教授在20年前開始探索并發明的FinFET和FD-SOI工藝，成為半導體產業僅有的兩個重要選擇。因為他的兩個重要發明，摩爾定律在今天得以再續傳奇。

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