1958年6月,在贝尔实验室召开的庆祝晶体管问世十周年新闻发布会上,有人做出了非常具有前瞻性的预测:此前不可能出现的大型系统现在正处于开发之中,两年内,所有商业计算机将实现晶体管化。
当然,这种预测过于乐观。但是,当时的晶体管在体积、可靠性和能耗方面已经超过了真空管,大型电子系统采用晶体管的时代已经到来。当时的研究人员甚至先知般地预言,这些固体器件有可能扩展到人的心智领域,从而对社会产生重大影响——今天,我们都已经看到,这些预言真的实现了。
但是还有一个小问题。如果要使用大量的晶体管,就不得不面对复杂到让人大脑爆炸的接线问题。为了解决这种问题,集成电路的研发逐渐萌生。这些研究从上世纪50年代早期就已经开始,但是真正提出可实现的设想的,却是一个新入职德州仪器公司的员工,福至心灵般地在空荡荡的办公室里想出来的。
那是在1958年7月。未来的诺贝尔奖获得者杰克-基尔比作为一名新员工,没办法和他的同事们一起享受7月份前几个星期的集体度假,于是独自在办公室里做些自己想做的研究。那个月的24日,灵感突然来了。他写了五页纸的报告,提出了使用硅片来构建一体化电路的方法;在这种电路上,所有的器件都是以硅为基础材料制造的。
当时,光刻技术已经发展成熟,人们可以在硅片上刻蚀出更加精细和复杂的线路。基尔比在几个锗晶体上做出了粗糙的原型,并且在第二年2月首次申请了专利。与此同时,一家迅速崛起的创业企业仙童公司也在进行类似的探索,并且发展出—种完全不同的工艺。他们利用硅的氧化物二氧化硅来保护内部的硅片,并且直接利用光刻制作出器件之间的电路。1959年7月,仙童公司也为自己的集成电路制造技术申请了专利。集成电路时代到来了。
Intel崛起
虽然肖克利因为晶体管的发明而获得了诺贝尔奖,但是他一意孤行生产的四层结构二极管并不稳定。这种不稳定是由其原理决定的。肖克利二极管的工艺要求非常严格,并且加工难度很大。当时为肖克利工作的诺伊斯和摩尔等人反对大量生产二极管的计划,建议先从结构更加简单的晶体管开始,但是被肖克利否决。这也成了诺伊斯等人离开肖克利的导火索之一。
当诺伊斯和摩尔,以及其他六位工程师——即着名的“八叛逆”,把仙童公司办得风生水起的时候,公司的投资人却一直把利润转移到另一家不怎么赚钱的公司去。于是“八叛逆”再次出走,在上世纪60年代末期分别创办了Intel和AMD等企业。
当时,IBM汤玛斯·沃森研究中心的罗伯特-登纳德和他的团队刚刚发明了动态随机存取存储器,能够使用一个电容和一个晶体管来存储信息。这种存储器件的原理并不算复杂:电容的电量决定了当前单元存储的信号代表1还是0:充好电的电容代表1,而“空”电容则代表0。因为电容会缓缓漏电,所以需要定时充电才能保持存储数据的稳定。这种循环充电的原理也就决定了这种新型存储器件的特征和名字:动态、随机、存取,即内存。
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虽然IBM很快就为这种技术申请了专利,但是当时的IBM并没有很快把这种设想变成真正的商品,而Intel做到了:在刚刚成立不久之后,利用专利的集成电路技术,Intel就推出了1KB位(128字节)的内存产品,型号为1103。两年后,Intel成了世界上最大的内存供应商—一虽然他们当时已经推出了4004微处理器。
信息时代有一大特征,就是所谓的“赢者通吃”:某个领域的领先者将会占据绝大多数的市场份额,只剩下为数不多的残羹冷炙给其他竞争者;而且,因为领先者的经验,他们也往往会引领该领域的方向,让其他竞争者只能在身后徒劳地追赶。当时的Intel,在内存领域就是这样。靠着飞速增长的销售量,Intel不断地推出性能更好的产品:1974年发布了4KB容量的内存2107,三年后又推出了16KB的EPROM,型号为2716——不过,这就是另一个故事了