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IC之父Jack Kilby,撼动科技史的关键推手



一般人或许不清楚IC(集成电路)到底是什么,但却不能不知道,若没有德州仪器(TI)工程师Jack Kilby1958年完成这项重要发明,没有微芯片技术,我们现在的生活型态将可能会完全改观!
早在1940年代以前,当时电子产业尚未进入半导体时代,是以真空管做为主要组件。但由于真空管体积庞大、功率消耗高、且可靠度不佳,因而限制了电子电路的发展。自从贝尔实验室于1948年发明晶体管以后,这种以半导体为材料制成的新组件,因具备体积小、省电、耐用等优点,大量取代了真空管,使得电子电路迈入了晶体管的新纪元。
虽然晶体管的发明改善了真空管的缺点,但是,由于缺乏整合度,各个单独的晶体管、电容、电阻等组件仍须以手工方式焊接在一起。这种做法,不但影响电路的性能与可靠度,同时也由于体积、功耗等因素,无法进行复杂的电路应用,阻碍了技术进展的脚步。
当时全球的工程师都希望能找到一种方案,来解决这个问题。1958年,TI开始投入大量资源,Jack Kilby就是在这样的背景下,发展出对人类生活造成重大改革的创新发明 – IC

Jack Kilby
和他的重要发明
身高66吋,但个性温和谦冲的Kilby,常被媒体称为「温和的巨人」。他出生于美国堪萨斯州,由于父亲经营一家小型电力公司,年少时就因为经常接触电子产品,而对它们产生浓厚的兴趣。Kilby后来在美国伊利诺斯大学学习电子学,但因入伍参加二次大战而中断学业。战争结束后,他于1947年在伊利诺斯大学完成了学士学位,并于1950年获得威斯康辛大学电机工程硕士学位。
回顾Kilby的重大发明,那是1958年的夏天。当时大部分的同事都去休假,但新进TI还没有年休假的Kilby,就一个人留在实验室中继续他的研究工作。为了解决晶体管缺乏整合度的问题,他于1958724,首次在笔记本上,画出了全球第一个集成电路设计概念的草图。

Kilby
认为,可以将晶体管与电阻、电容这些独立组件整合在单一块锗或硅芯片上,而开发出体积更小的组件。两个月之后的912Jack Kilby成功展示了全球第一块可运作的集成电路。这是在锗基板上,将一个晶体管、数个电阻、以及一个电容整合在一起,大小约有0.5英吋长的简单设计。

Kilby
的发明,让手工焊接电路组件的方式成为历史。从此,集成电路迈向可以大量自动化生产,改变了半导体产业发展的轨迹。事实上,业界一开始对集成电路技术持怀疑态度,一直到美国空军于1961年第一次实际使用后,才确立了集成电路在电子系统设计中的重要地位。除了发明集成电路,随后Jack Kilby又藉由集成电路发明了第一台掌上型计算器、第一个军事系统以及计算机用集成电路。
为了表彰Jack Kilby对科技产业的重大贡献,他于2000年获得了诺贝尔物理奖的殊荣。此外,他也曾获得美国国家科学奖章以及美国国家科技奖章等多项荣誉。Jack Kilby2005年在美国达拉斯因癌症逝世,享年81岁。一生致力研究,拥有超过60项专利的他,可说是为工程师建立了一个绝佳的典范。
改变人类生活的深远影响
即使在Jack Kilby发明了集成电路七年之后,他还曾经预测说,「这项发明并不会有长期性的发展。」他没有想到,在五十年后的今天,随着因特网、个人计算机、手机等各项技术的进展,集成电路不但成为我们生活中不可或缺的一部分,甚至改变了人类的文明发展。
半导体现已发展为拥有年营收2500亿美元的庞大市场,单在美国便有216千人在半导体产业工作。从航天应用,到生物科技、公共安全、金融财务、医疗等各个产业,集成电路技术都扮演了重要角色,并发挥了无远弗届的影响力。
现在,全世界的工程人员更是仰赖集成电路技术,试图开发出更多的创新应用,来解决我们生活中所遭遇到各项挑战。举例来说,手持式医疗设备的问世,使得过去许多负担不起昂贵设备的未开发国家,现在也能够享有更充裕的医疗资源。此外,因应绿色环保风潮,相关业者均致力于开发更多节能的低耗电与可回收电子消费产品。同时,包括气囊、剎车等各种汽车电子技术的发展,也提高了汽车驾驶的安全性。
展望未来,微芯片技术将持续应用在能源(有效收集及使用再生能源)、公共安全(远距监测生命迹象、智能型监控系统)、汽车安全、医疗(远距医疗、人工器官)等领域,不但为我们带来更多便利性,更能提高我们的生活质量。
随着这些技术研发工作的不断进展,我们相信,未来会有更多的创新应用与产品持续问世。我们或许可以试着去想象,未来五十年后,我们的生活又会变成什么样貌?或许科幻小说中的情节,都将能够成为现实。而这一切都起源于Jack Kilby五十年前,一项看似不起眼的发明,却永远改变了人类的历史。

謝謝分享~~~~想不到這么重要的..

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