芯片的概念

芯片就是集成在一小片半导体上的电子电路，即集成电路（Integrated Circuit, IC）。

芯片的发明者

现代集成电路的发明者有两位科学家，他们几乎是同时、独立地提出了将多个电子元件集成在一块半导体材料上的构想，并成功实现了原型。他们分别是：

杰克·基尔比（Jack Kilby）

• 国籍：美国
• 所属机构：德州仪器(Texas Instruments, TI)
• 关键贡献：
• 1958年7月，在同事休假期间独自工作时，提出“用同一块半导体材料制作所有电路元件”的设想
• 1958年9月12日，成功演示了世界上第一块集成电路原型
• 材料：锗(Ge)
• 集成元件：一个晶体管、两个电阻、一个电容
• 连接方式：“飞线”，外形粗糙但功能完整
• 该发明被TI申请专利(US Patent 3,138,743)
• 荣誉：
• 2000年诺贝尔物理学奖(因“发明集成电路”)
• 被誉为“集成电路之父”

2. 罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）

• 国籍：美国
• 所属机构：仙童半导体(Fairchild Semiconductor)
• 关键贡献：
• 1959年1月，在基尔比发明后约半年，独立提出更实用的集成电路方案
• 创新点：
• 使用硅(Si)作为基底材料(更适合量产)
• 提出平面工艺(Planar Process) + 金属蒸镀互连(即片上布线)，无需外部飞线
• 与让·赫尔尼(Jean Hoerni)的氧化层隔离技术结合，实现可靠、可批量制造的 IC
• 仙童为此申请专利(US Patent 2,981,877)
• 影响：
• 诺伊斯的方案成为现代 IC 制造的标准范式
• 后来与戈登·摩尔共同创立英特尔(Intel)

争议与和解

• 基尔比的发明时间更早，但使用锗且依赖手工连线
• 诺伊斯的方案更适于工业化生产，奠定了硅基 IC 的基础
• 两家公司(TI与Fairchild)曾就专利权激烈诉讼
• 最终法院裁定：两人均为集成电路的独立发明者，专利权共享，因此，集成电路是“双发明”成果。
• 基尔比：第一个做出能工作的IC
• 诺伊斯：第一个提出可量产的IC架构

补充说明

• 技术先驱背景
• 晶体管由肖克利、巴丁、布拉顿(贝尔实验室)于1947年发明(1956年获诺奖)
• 集成电路是在晶体管基础上，解决“电路微型化与可靠性”问题的自然演进。

2.为什么硅胜出？

• 硅资源丰富、氧化物（SiO₂）绝缘性好，适合平面工艺
• 锗器件温度稳定性差，难以规模化。

杰克·基尔比(Jack Kilby)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)两人共同开启了微电子革命，使“芯片”成为信息时代的基石。如今，全球每年生产超万亿颗芯片，而这一切都始于1958–1959年那两块小小的半导体。

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