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。

说起芯片，相信这两年大家都了解的太多了，同时也知道国内芯片相对而言是比较落后的，还需要继续努力，按照国内之前的计划，今年实现自给率40%，到2025年要实现70%的自给率。

我们知道芯片最开始的原料，其实就是沙子，所以雷军之前才会有一个说法，说三五年芯片会按沙子价卖。

那么我们今天来稍加探讨一下，沙子究竟是如何变成芯片的，这中间主要经过了哪些过程，技术的难点又在哪里？

首先第一步就是沙子提纯，我们知道制造芯片要求硅的纯度要达到99.9999999%，9个9的纯度才行。而在提纯之后，这些硅锭拉成一根根又长又圆的单晶硅棒。而沙子在变成单晶硅棒之后，接下来就是切片，变成8寸或12寸的硅晶圆片，厚度一般在0.8mm以下，再打磨得铮亮，前期的处理过程就基本完成了。

以上的过程，基本上还算是沙子变成芯片原料的一个过程，真正的制造成芯片还没有开始，接下来才是制造芯片芯片的开始。

这些切成片，并打磨好的硅晶圆片首先进烧炉，要在表面形成一层均匀的氧化膜，接下来再在处理好的硅晶圆片上涂好光刻胶。

接下来就是光刻过程了，通过紫光外和掩膜，将设计好的电路刻到硅晶圆上面。而刻好的硅晶圆再通过刻蚀机后，没有被光刻胶保护的部分就腐蚀掉了，露出硅基底，形成了电路的样子。

别以为形成了电路的样子，芯片就制造完成了，还有几个步骤，首先就是离子注入，再通过热处理，将这些离子稳定下来，从而形成构成芯片的所谓的几十亿晶体管。

而接下来就是镀铜，在这片晶圆表面形成一层铜，而镀上铜之后，又要经历打磨、光刻、刻蚀等过程，将上面这层铜切割成一条条细细的线，把晶体管连起来。

而上面这个过程会不断的反复，因为一块芯片，不只一层电路，有多少层电路，这个过程就要持续多少遍，最多的可以达到20多遍。

基本上芯片的制造过程就算完成了，接下来这样的硅晶圆就要被封装了，也算是最后一个步骤了，先是切割成一块一块的，再通过加装底坐、散热片、密封之后，一块块芯片就算是完成了。

所以说一颗沙子要做成芯片，真的不容易，经过的步骤非常多，看似简单，实则非常简单，所以像雷军说的芯片变成沙子价，估计永远也是不可能的，你觉得呢？

---