世界上第一个造芯片的人是谁,他怎么知道沙子可以造芯片?

世界上第一个造芯片的人是谁,他怎么知道沙子可以造芯片?,第1张

世界上第一块芯片是 杰克·基尔(Jack Kilby)比发明的。

杰克·基尔(Jack Kilby)

至于你提问的“他是怎么知道沙子可以造芯片”下边介绍里有粗体字注解

杰克·基尔比(Jack Kilby,1923年11月8日-2005年6月20日)是集成电路的两位发明者之一。1947年,基尔比获得伊利诺伊大学的电子工程学学士学位,1950年获得威斯康星大学电子工程硕士学位。1958年,成功研制出世界上第一块集成电路。2000年,基尔比因集成电路的发明被授予诺贝尔物理学奖。

沙子最一般的组成成份为二氧化硅,通常为石英的形式,因其化学性质稳定和质地坚硬

当然,要使大街货的沙子变成充满科技感的CPU其中必然会经历一系列复杂的过程。首先,就要对沙子进行提纯,在亿万颗砂砾中选择出最纯净的单质硅原料,这个过程也存在较大的难度。需要将天然沙子放在专门的高温处理仪器上进行高温熔化,而后冶炼出精度高达99.99%的单质硅晶体,这才算是走完了“万里长城第一步”,接下来还有重重关卡在等候。

基尔比的父亲是位电气工程师,并担任过堪萨斯电力公司的总裁,在世人们看来,基尔比的确是个典型的理工男。基尔比身高一米八九,有着一张和善的脸和一头地中海式的卷发,与人说话时的语速慢得出奇。然而,基尔比的动手能力却可谓为一流。而且,基尔比始从始至终乐意被人们当作一名工程师来对待,且对自己的动手能力向来颇有自信。

1958年,基尔比34岁,正式加入德州仪器中工作。当时美苏冷战进入第一次高潮期。1957年,世界上第一颗人造卫星被苏联航天机构成功地送上了预定轨道,美国内舆论一片哗然,美国当局以及美国军方部门对此倍感压力。当时美国军方本已与德州仪器建立起合作关系,美国军方要求德州仪器研制出小型化的计算机设备。可是,基尔比倒是觉得,与其按德州仪器计划的那样把所有的成品元件整合到一起,倒不如一开始就把这些元件集成到一块芯片上。如此便可避免各元件间连接显得很是复杂。他利用德州仪器其他员工们外出度假之机,独自呆在半导体实验室中就此展开研究。

杰克·基尔(Jack Kilby)

基尔比通过两个多月的努力,到1958年9月12日,基尔比发明出了全球第一块集成电路样品,这件东西有半英寸长,由做在一块锗片上的两个电路组成。随后,基尔比向他的同事们展示了这个样品。当他紧张地检查好连接,推上开关,一条浅绿色的模型线横穿示波器的屏幕,画出一条完美的正弦波形,实验成功了!基尔比的成功很大程度上仰仗着他堪比外科医生的过人手艺,手工将元件用细金属线与芯片连接起来,但距离能在工厂流水线上进行实用化生产还有相当的距离。”

全球第一块集成电路

前面说了基尔比和他发明了全球第一块集成电路,后面自然还要说到诺伊斯。诺伊斯从小在美国中西部一个普普通通的乡村成长,没有显赫的家庭背景,完全凭借着自己的勤奋与聪慧,在世界半导体行业中创出了一番大事业。世界IT业界中流行着这样一种说法:“集成电路芯片的发明专利是由两个人共同持有的,一个是基尔比,另外一个人就是在IT界中名气响当当的诺伊斯。”

诺伊斯与摩尔等人于1957年创立仙童半导体后不久,仙童半导体跟德州仪器一样,亦试图找出让计算机设备小型化的方法。于是,诺伊斯为首的研究团队便不得不攻克大量的难题。其中最为关键的一个技术难点在于,“电路中电线越多,电子脉冲就绕得越远,而人们无法使脉冲快过光速,那么人们制造快速计算机的最佳方案是通过缩小电路板的方式以减少脉冲穿行距离”,诺伊斯的团队为解决这一世界性的技术难题用了两年多的时间。1959年7月,诺伊斯研发出一种二氧化硅(沙子的主要成分就是二氧化硅)的扩散技术和PN结的隔离技术,并创造性地在氧化膜上制出铝条连线,让元件与导线合为一体,开发出了半导体芯片的平面制作工艺,为工业化量产奠定了坚实的基础。由于硅的商业前景远胜于锗,所以诺伊斯一直把自己的目光锁定在硅芯片上。

后来,仙童半导体最终走向分崩离析,主要原因之一是研发团队与投资方之间的矛盾不断激化。仙童半导体的八个创始人只好各奔前程,而其中,诺伊斯、摩尔与格鲁夫于1968年联合创立了英特尔。先前,英特尔的主要业务集中于存储器。1969年4月,来自日本的计算机厂商Busicom与英特尔开展业务合作,由英特尔为Busicom的五款计算器开发相应的专用处理器。

长期来看半导体概念股更有前景,短期来看,白酒股依然有上涨的动力。诺安基金在金融市场知名度非常高,倒不是它的收益率比较高,而是其基金风格极具特点,这只规模过百亿的基金,持仓全部都是半导体领域,这就导致该基金的收益与半导体概念股的行情高度一致,市场的半导体行情好的时候,基金收益率就特别高,而半导体板块回撤的时候,基金的收益率也随之回撤。这就让基金的波动率非常大,诺安基金涨的时候,就被基民称为“小甜甜”,而诺安基金随着半导体板块回撤的时候,就被基民叫做“渣男”,更有甚者,一位基民造谣说,该基金的基金经理已经被证监会立案调查。但诺安基金随时澄清表示,这是网友冒充诺安基金的官方账号,进行造谣,这消息为假消息。

其实主要原因还是该基金和半导体板块绑定的太紧密了,导致基金最高回报的时候,高达137%,而回撤最高的时候,也突破了36%,一年的波动达到了6%,这在基金市场里还是很少见的。所以大家隔三差五就可以看到诺安基金被基民骂上了热搜,而过两天基金恢复上涨,基民们又把它叫做“小甜甜”。据悉蔡嵩松是芯片专业毕业的,后来又从事过相关的专业,在2019年担任诺安基金经理以来,他就一直在重仓半导体板块。而且其持仓高度集中,最早在2019年,凭借95%的回报率一战成名,成为基金界的一匹黑马。从公开数据来看,其持仓的前十大股票占据了基金总持仓的80%,而对半导体行业的高持仓,也让诺安基金面临大起大落的风险。

特别是这几年科创板的半导体板块长期被过度炒作,导致股价虚高,很多半导体企业的市盈率明显不符合其实际运营业绩,这就导致半导体在近一年之内,波动巨大,而伴随的就是,诺安基金出现了大的回撤。

在其基金的持有人信息中显示,该基金90%以上的散户,数量高达11万户,这种过山车式的波动,自然引起了不少个人投资者的不满,不过该基金经理似乎并不在意,依旧保持其在半导体领域的持仓,其个人的投资风格,并未受到外界的影响,依然看好半导体板块。

据合众社报道,美国明尼苏达大学研究员于8月28日在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上发表研究报告称,他们研发出世上首个全3D打印的“仿生眼”,这种设备有朝一日可以帮助盲人或视障者恢复视力。

图:明尼苏达大学研究员首次通过全3D打印技术在半球面上制造出一个图像传感阵列,这被看作“仿生眼”原型

该研究报告的作者、明尼苏达大学机械工程副教授Michael McAlpine博士在一篇通讯稿中表示:“仿生眼通常是科幻小说里的东西,但现在借由复合材料3D打印机的帮助,它离我们比以往任何时候都更近了。”

这种3D打印半导体器件的专利持有人McAlpine表示,他们惊喜地发现,使用全3D打印的半导体器件实现了25.3%的光电转化率,堪比微加工设备制造的半导体器件,然而后者的曲面在设计和制造上没那么灵活。

为了克服曲面的挑战,研究人员选择使用半球形玻璃顶、银颗粒的基油墨以及他们定制的3D打印机。报告称,这种油墨不会从曲面上流淌下来,而是保持在原位并均匀地变干。然后,他们使用半导体聚合物材料来打印光电二极管,将光转换为电能。整个过程大约需要一个小时。

这种仿生眼能模仿视网膜的功能,将它看到的图像转换成视网膜细胞的电脉冲,视网膜细胞再将图像信号传输回大脑。这项技术未来可能会让数百万盲人有机会重见光明。

几年前,McAlpine和同事们打印了一个“仿生耳”。后来的成功作品是用于外科实践的3D打印人造器官、作为“仿生皮肤”的电子布、用于活动手掌上的电子设备和帮助脊髓损伤患者的装置。

而“仿生眼”的研发也包含McAlpine的个人诉求,他说:“我母亲有一只眼睛失明,每当我谈起我的工作,她就会说,‘你什么时候帮我打印一只仿生眼?’”因此,这项重大突破也给他个人带来很大的满足感。

然而,McAlpine也承认,这种设备要实现常规有效的生产,还有很长的路要走。他指出,研发的下一步是打印出一种柔软的半球形材料,以植入眼窝中。此外,研究人员还希望增加更多光感收器以提高效率。


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