微芯片

　　概述

　　名稱：微芯片

　　主題詞或關(guān)鍵詞：信息科學芯片集成電路

　　微芯片（microchip，有時簡稱芯片）是一片包起來的計算機電路（一般叫集成電路），它是用一種原料例如硅（silicon）在很小的體積上制成的。微芯片是用來進行程序邏輯（邏輯或微處理器芯片）和計算機存貯（存貯器或可存期存貯器）的。微芯片也用來既包括邏輯又包括存貯，還可能為了特殊目的，例如模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化（analog-to-digitalconversion）、位片和網(wǎng)關(guān)。

　　發(fā)明者

　　杰克·基爾比（JackKilby，1923年11月8日－2005年6月20日）在我們這個世界上，如果說有一項發(fā)明改變的不是某一領(lǐng)域，而是整個世界和革新了整個工業(yè)體系，那就是杰克發(fā)明的集成電路微芯片。

　　1958年9月12日，這是一個偉大時刻的開始，美國德州儀器公司工程師‘杰克.基爾比’發(fā)明了世界上第一顆集成電路IC微芯片。這個裝置揭開了人類二十世紀電子革命的序幕，同時宣告了數(shù)字時代的來臨。

　　2000年他獲得了諾貝爾物理學獎，這是一個遲來了四十二年的諾貝爾物理學獎。這份殊榮，因為得獎時間相隔越久，也就越突顯他的成就。迄今為止，人類的電腦、手機.互聯(lián)網(wǎng).電視.照相機.DVD及所有電子產(chǎn)品內(nèi)的核心部件【集成電路】，都源于他的發(fā)明。

　　1947年，正好是貝爾實驗室宣布發(fā)明了晶體管的一年，應(yīng)用晶體管組裝的電子設(shè)備還是太笨重了。顯然這時個人擁有一臺計算機，仍然是一個遙不可及的夢想?？萍伎偸窃谝粋€個夢想的驅(qū)動下前進。1952年，英國雷達研究所的G·W·A·達默首先提出了集成電路的構(gòu)想：把電子線路所需要的晶體三極管、晶體二極管和其它元件全部制作在一塊半導體晶片上。雖然從對杰克·基爾比的自述中我們看不出這一構(gòu)想對他是否有影響，但我們也能感受到，微電子技術(shù)的概念即將從工程師們的思維里噴薄而出。當時在德州儀器專注電路小型化研究的基爾比，利用多數(shù)同事放假、無人打擾的兩周思考難題。就在貝爾實驗室慶祝發(fā)明電晶體十周年后一個月，基爾比靈光涌現(xiàn)，在辦公室寫下五頁關(guān)鍵性的實驗日志?；鶢柋鹊男赂拍?，是利用單獨一片矽做出完整的電路，如此可把電路縮到極小。當時同業(yè)都懷疑這想法是否可行，“我為不少技術(shù)論壇帶來娛樂效果，”基爾比在他所著“集成電路IC的誕生”一文中形容。1958年.世界上第一個集成電路IC微芯片在他的努力下誕生。

　　應(yīng)用

　　微芯片上的器件密度已達到人腦中神經(jīng)元密度水平。這樣水平的微芯片將促使計算機及通信產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代，大大改變?nèi)藗兩a(chǎn)、生活的面貌?？茖W家們已在討論把微芯片記憶線路植入人的大腦以治療老年性癡呆癥，或增加人的記憶能力的可能性。用微芯片制做的手提式超級計算機、電子筆記本、微型翻譯機和便攜式電話等已陸續(xù)出現(xiàn)。

　　微芯片是一種裝在與動物組織共容的生化玻璃管中，注寫有辨識號碼的計算機化芯片。整個微芯片只有米粒大小（13mm×2.1mm），以無菌方式裝在針頭內(nèi)，以皮下注射的方式植入動物的皮下組織后，可在動物體內(nèi)永久留存。它提供了動物－安全精確、簡便又經(jīng)濟的永久性辨識，能保護寵物在走失或被竊的身份認定。微芯片中注寫了絕無重復的一組號碼，當遇到感讀機所發(fā)射的低能量的電磁波時，感讀機就會在顯示屏上出現(xiàn)芯片上的號碼。整個感讀過程只需要百萬分之幾秒的時間即可完成。一旦芯片被植入體內(nèi)，芯片便會被動物體內(nèi)所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)包里，終其寵物一生，芯片都會固定于植入部位。芯片不會穿出體外或磨損，也無須更換能源，因此即使在動物體內(nèi)待著幾十年，都不會出問題，使用年限遠超過絕大多數(shù)的寵物壽命。任何年齡的動物皆可被植入芯片。幼年犬貓在開始進行預防注射計劃時，便可植入芯片；鳥類、馬及其它寵物則可在任何時候進行芯片植入。

　　25款震撼世界的微芯片

　　節(jié)選自《IEEESpectrum》雜志所刊登的《特別報道：25款震撼世界的微芯片》一文。

　　微芯片設(shè)計有時就如同我們的生活一樣，有時很小的東西會慢慢積累而變成一件很了不起的東西。設(shè)計一個巧妙的微電路，然后將它刻在一片硅上，你的一個小小的杰作就可能會引發(fā)一場科技革命。這一切曾經(jīng)發(fā)生在英特爾8088處理器上。MostekMK4096型4千比特動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）、德州儀器的TMS32010數(shù)字信號處理器也曾經(jīng)引發(fā)過科技革命。在集成電路占統(tǒng)治地位的半個世紀里，許多杰出的微芯片在人們的難以置信中橫空出世，然而在這當中，僅有一小部分成為它們中的佼佼者。它們的設(shè)計被證明是如此的先進、如此的前衛(wèi)、如此的超前，以致于我們不得不創(chuàng)造出更多的技術(shù)詞匯來描述它們。我們甚至可以說是它們?yōu)槲覀儙砹俗屔钭兒啙嵉募夹g(shù)，沒有它們我們的生活將變得冗長乏味。

　　我們在此匯編了一份列有25款集成電路（IC）的名單。在由杰克·基爾比（JackKilby）和羅伯特·諾伊斯（RobertNoyce）（注：兩人為集成電路的發(fā)明者）建造的大廈中，我們認為它們應(yīng)當被冠以佼佼者的美譽。它們中的一部分成為了芯片發(fā)展史中不朽的豐碑。如西格尼蒂克公司的SigneticsNE555定時器。它們中的一部分則成為了教科書中的設(shè)計范例，如飛兆半導體公司的Fairchild741運算放大器。它們中的一部分的銷售量達到了數(shù)十億，并仍然在繼續(xù)銷售，如微芯科技公司的PIC微控制器。它們中的極小一部分開創(chuàng)出了全新的市場，如東芝的閃存。在它們當中，至少有一個成為了通俗文化中令人討厭的東西。問題：什么處理器能夠為美國動畫連續(xù)劇《飛出個未來》（Futurama）中的又是酒鬼又是煙槍的壞機器人班德提供動力。答案是：摩斯太克公司的MOSTechnology6502微處理器。

　　當然，這份名單肯定會存在爭議。有些人可能會指責我們選擇隨意以及過于冗長（這已經(jīng)不是第一次有人這么指責我們了）。為什么是英特爾的8088微處理器而不是4004（英特爾發(fā)布的首款微處理器）或8080（英特爾最著名的微處理器）呢？曾經(jīng)是許多航天飛機大腦，發(fā)熱量極低的軍用級RCA1802處理器又排在什么位置呢？

　　您應(yīng)當在介紹中明白一件事情，那就是，作者、作者所信任消息人士以及《IEEESpectrum》雜志多名編輯進行了數(shù)周的爭論后才編出了這份名單。我們并不準備將每一款獲得了商業(yè)成功或取得了重大技術(shù)改良的微芯片都一一編入名單中。此外，那些雖然設(shè)計出色，但是只有五個設(shè)計它們的人員才記得的微芯片也不在我們的名單之列。我們只關(guān)注那些被證明是獨特的，令人著迷的而又使人驚嘆的微芯片。我們收入名單的各式各樣的微芯片既有大公司設(shè)計的也有小公司設(shè)計的，在這些公司中，有些擁有很長的歷史，有些是最近新成立的。最重要的是，我們收集的是那些為許多人生活帶來影響的微芯片，這些微芯片是令人震驚的設(shè)備中的一部分，它們象征著技術(shù)的發(fā)展趨勢、令人感到欣喜。

　　對于每一款微芯片，我們都將會用設(shè)計它們的工程師和執(zhí)行人員的介紹來說明它們的設(shè)計經(jīng)歷，以及它們被創(chuàng)新的原因。由于我們不是《IEEE計算史記事》（IEEEAnnalsoftheHistoryofComputing）的工作人員，因此我們不會按年代順序、按類型或重要性為這25款微芯片進行排序。文章中我們只是以我們認為的便于閱讀的順序隨意對這25款微芯片進行了羅列。請注意文章中的25款微芯片的年代順序是混亂的。

　　此外，我們還詢問了一些杰出技術(shù)專家關(guān)于他們心目中所喜愛的微芯片。我們甚至想知道在英特爾公司的創(chuàng)始人戈登·摩爾（GordonMoore）博士和臺灣積體電路制造股份有限公司（TaiwanSemiconductorManufacturingCo.）董事長張忠謀（MorrisChang）心目中哪些IC在具有特別的意義。

　　我們還想知道您的想法。您是不是為我們的名單中沒有您期待的那款微芯片而感到憤怒呢？那么請深吸幾口氣，泡杯菊花茶，然后加入到我們的討論中吧。

　　西格尼蒂克NE555定時器（1971)

　　那是1970年夏季的事情了，它的設(shè)計者HansCamenzind甚至還能回憶起一兩件當時關(guān)于中國餐館的事情。在加利福亞州的桑尼維爾的市區(qū)，公司有三間辦公室，Camenzind的辦公室夾在兩間辦公室中間，面積很小。當時，Camenzind是當?shù)氐囊患野雽w公司――西格尼蒂克公司的顧問。Camenzind當時經(jīng)濟不寬裕，年薪不超過1.5萬美元，家里還有妻子和四個孩子。Camenzind當時真的迫切地需要發(fā)明出一件杰出的東西。

　　當然他也是這么做的。事實上，這是一款歷史上最杰出的微芯片。555是一個簡單的IC，可以作為定時器或振蕩器。這款微芯片成為了同類產(chǎn)品中最暢銷的產(chǎn)品，很快就大規(guī)模的應(yīng)用于廚房用品、玩具、太空飛船以及成千上萬的其它產(chǎn)品上。

　　現(xiàn)年已經(jīng)75歲的Camenzind仍然在從事微芯片的設(shè)計工作，不過他的家已經(jīng)不再靠近中國餐館了。Camenzind回憶稱：“當時這個微芯片差一點就沒有成功。”

　　在萌發(fā)設(shè)計555的想法的時候，Camenzind正在設(shè)計一種被稱為鎖相環(huán)的系統(tǒng)。在經(jīng)過一些修改后，電路可以像一個簡單的定時器那樣工作。你設(shè)定好時間，它就會在一個特定的時期內(nèi)運行。聽起來非常簡單，但是做起來并非如此。

　　首先，西格尼蒂克公司的工程部門拒絕了一想法。因為公司當時正在銷售一些部件，而客戶可以將這些部件用作定時器。這已經(jīng)為這一想法畫上了句號，不過Camenzind一直堅持著自己的想法。他找到了西格尼蒂克公司的營銷經(jīng)理ArtFury。Fury對這一想法十分欣賞。

　　為此，Camenzind花了近一年的時間測試電路試驗板原型，并在紙上反復劃電路，裁剪Rubylith遮蔽膜。Camenzind稱：“當時全是手工制作的，沒有電腦。”他最后的設(shè)計擁有23個晶體管、16個電阻器和2個二極管。

　　555在1971年投入市場，當時在市場上引起了轟動。西格尼蒂克公司在1975年被飛利浦半導體公司收購，也就是現(xiàn)在的恩智浦半導體。555銷售量達到了數(shù)十億部。目前工程師仍然在使用555設(shè)計一些有用的模塊和一些用處不大的東西，比如為汽車進氣格柵設(shè)計電影《霹靂游俠》風格的車燈。

　　德州儀器的TMC0281語音合成器（1978)

　　如果沒有TMC0281，E.T.可能還永遠無法“給家里打電話”。這是因為TMC0281是首款單芯片語音合成器，它也是德州儀器推出的“說和拼”（Speak&Spell）學習玩具的“心”（我們是不是應(yīng)該說是“嘴”呢？）。在史蒂芬·斯皮爾伯格的電影中，外星人用它搭建了自己的行星間發(fā)報機（電影中，E.T.還用一衣架、一個咖啡罐和一把圓鋸）。

　　TMC0281使用了一種稱為線性預測編碼的技術(shù)傳遞聲音，聲音聽起來就像一連串的嗡嗡聲、嘶嘶聲和邦綁聲。當年的四個工程師的GeneA.Frantz目前還在德州儀器。他稱，這一令人驚訝的解決方案被認為“不可能通過集成電路完成”。微芯片的改進型被用在了Atari街機游戲和克萊斯勒K-cars中。在2001年，德州儀器將語音合成芯片產(chǎn)線賣給了Sensory公司，后者在2007年晚些時候中止了該產(chǎn)線的生產(chǎn)。如果你需要打一個長距離或很遠很遠距離的電話，你可以在易趣上花上大約50美元買一個仍處于良好狀態(tài)的“說和拼”玩具來滿足你的需求。

　　摩斯太克公司MOSTechnology6502微處理器

　　當一個滿臉橫肉的怪人將這個微芯片裝在電腦上，并啟動電腦時，整個宇宙都震驚了。這個怪人就是蘋果公司創(chuàng)始人之一——斯蒂芬·沃茲尼克，那臺電腦就是AppleI，處理器用的是由摩斯太克公司研發(fā)的8位微處理器6502。這一處理器同時也是AppleII、theCommodorePET、BBCMicro等經(jīng)典電腦以及諸如任天堂和Atari等游戲系統(tǒng)的大腦。該處理器的設(shè)計者之一ChuckPeddle回憶稱，他們是在1975年的一個貿(mào)易展示會上推出這款處理器的。他稱：“我們用芯片裝滿了兩個玻璃。我和我的妻子就坐在那里賣這些芯片。”6502微處理器終于脫穎而出，其原因是，6502的速度并不比它的競爭對手快多少，但是它的價格便宜，每部售價為25美元，而英特爾的8080和摩托羅拉的6800售價大約在200美元。

　　與Peddle一起設(shè)計6502的BillMensch稱，突破之處在于將一個最小限度的指令組與制作程序結(jié)合在了一起，它的產(chǎn)量是其它競爭產(chǎn)品的10倍。6502迫使處理器價格下降，為個人電腦革命起了推波助瀾的作用。如今一些嵌入式系統(tǒng)仍在使用這些芯片。更大的興趣可能是在《飛出個未來》中，6502是墮落的機器人班德的大腦，這一信息出現(xiàn)在1999年的劇情中。

　　在《班德大腦的真象》一文中，《飛出個未來》的電影監(jiān)制人和主要作者DavidX.Cohen將解釋他為什么將6502選作班德的大腦。

　　德州儀器的TMS32010數(shù)字信號處理器（1983)

　　作為美國的一個大州德克薩斯州給我們留下了許多深刻的印象，如“十加侖”帽、炸雞排、胡椒博士飲料，以及TMS32010數(shù)字信號處理器，不過相比較前面提到的幾件特產(chǎn)而言TMS32010數(shù)字信號處理器可能名聲要略遜一些。雖然由德州儀器的研發(fā)的TMS32010并不是首款DSP（首款DSP是西部電氣公司在1980年推出的DSP-1），但是它卻是速度最快的一款。TMS32010可以在200毫微秒內(nèi)進行乘法運算，這一成績這工程師們都興奮不已。此外，它還可以執(zhí)行來自快速片上（on-chip)ROM和慢速片外（off-chip)RAM的指令。而與之競爭的產(chǎn)品只有DSP功能。DSP設(shè)計團隊的成員WandaGass目前仍然在德州儀器，他表示：“這一優(yōu)勢使得為TMS32010進行程序開發(fā)變得更具靈活性，這就像為微控制器和微處理器進行程序開發(fā)一樣。”TMS32010每部售價為500美元，在第一年這款產(chǎn)品都銷售了1000部。隨后銷售量開始猛漲，如今DSP已經(jīng)廣泛用于調(diào)制解調(diào)器、醫(yī)療設(shè)備和軍用系統(tǒng)中。哦，TMS32010還有一個應(yīng)用，那就是用在了一個可愛的洋娃娃身上，這個洋娃娃可以唱歌和說話。TMS32010是大型DSP家族中的首位。未來DSP家族中還將會繼續(xù)擴大，這可是德州儀器的財富。

　　微芯科技公司的PIC16C84微控制器（1993)

　　在上世紀九十年代早期，8位微控制器領(lǐng)域由摩托羅拉一家公司獨占。隨后一家小的連名字都不起眼的競爭者現(xiàn)出了，這就是微芯科技公司。微芯科技公司研發(fā)出了PIC16C84，該產(chǎn)品整合了一種名為EEPROM的存儲器。在擦除時，PIC16C84微控制器并不像它的前輩那樣需求紫外線擦除器。該芯片的主要設(shè)計師RodDrake現(xiàn)在為微芯科技公司的董事。他稱：“現(xiàn)在用戶可以在飛行中改變他們的編碼了。”更棒的是，這款芯片的成本低于5美元，僅有目前其它替代產(chǎn)品成本的四分之一。這些替代產(chǎn)品主要來自摩托羅拉公司。16C84已經(jīng)被使用在智能卡、遠程控制、無線汽車鑰匙中。16C84成為了微控制器領(lǐng)域的開端，而微芯科技公司也成為了《財富500》排行榜中的電子工業(yè)超級明星。目前16C84已經(jīng)銷售了60億部，其中一部分被用在了工業(yè)控制器、無人飛行器、數(shù)字驗孕測試、芯片控制煙火、LED珠寶飾物和名為TurdAlert的化糞池監(jiān)視器上。

　　飛兆半導體公司的μA741運算放大器（1968)

　　運算放大器都是一些設(shè)計相似的硅板。你總是在使用它們中的一些。在幾乎所有的事情中你都可以用到它們，它們也會漂亮的完成一些任務(wù)。設(shè)計者們用它們制作音頻和視頻的前置放大器、電壓比較器、精度校正器、以及許多的其它系統(tǒng)，這些都是日常電子用品的一部分。

　　在1963年，26歲的工程師RobertWidlar在飛兆半導體公司設(shè)計出了首款單片電路的運算放大器IC――μA702。當時每部售價為300美元。隨后，Widlar通過改進設(shè)計出了μA709，成本也隨之削減到了70美元，這使得該款產(chǎn)品獲得了巨大的商業(yè)成功。故事到了這里，事業(yè)如日中天的Widlar要求升職。在要求沒有得到滿足后，Widlar辭職了。國家半導體公司如獲致寶，迅速就雇用了Widlar。在國家半導體公司，Widlar幫助建立了相似的IC設(shè)計部門。在1967年，Widlar為國家半導體公司研發(fā)出了更好的運算放大器，LM101。

　　盡管對于突然出現(xiàn)的競爭，飛兆半導體公司管理人員變得焦頭爛額，但是在公司的研發(fā)實驗室里，新加入的DavidFullagar對LM101進行了仔細的研究。很快，F(xiàn)ullagar發(fā)現(xiàn)雖然LM101的設(shè)計非常巧妙，但是還是存在許多缺點。為了避免特定的頻率失真，工程師不得不將一個外部電容與芯片聯(lián)接。此外，由于半導體的質(zhì)量有波動，導致IC的輸入級，也就是所謂的前端使得一些芯片對噪音十分敏感。

　　他稱：“前端看起來有些臨時湊合的感覺。”

　　Fullagar著手開始自己的設(shè)計。他拓展了半導體當時的制造程序限制，在芯片中整合了一個30皮法電容?，F(xiàn)在如何改良前端呢？解決方案非常的簡單，增加了一對額外的晶體管。“在當時，我并不知道如何解決這一問題，我開車去了一趟塔霍湖。”額外的電路使得放大更加平滑，從芯片到芯片變得十分穩(wěn)定。

　　Fullagar帶著自己設(shè)計找到了飛兆半導體公司研發(fā)總監(jiān)GordonMoore。Moore隨后將這一設(shè)計送到了公司的商業(yè)部門。新的芯片μA741成為了運算放大器的標準。IC和由飛兆半導體公司競爭對手研發(fā)的類似產(chǎn)品已經(jīng)銷售了數(shù)百萬部。以702每部售價300美元的價格你在今天可以買數(shù)千個741芯片。

　　Intersil公司的ICL8038波形發(fā)生器（1983)

　　批評家一直嘲笑ICL8038性能有限和運行不規(guī)律等毛病。這一正統(tǒng)、直角、三角、鋸齒和脈沖波形發(fā)生器確定有點不可靠。但是工程師們很快就找到了如何可靠使用這一芯片的方法，隨后8038取得了重大成功，最終8038銷售了數(shù)百萬部，并且在不盡其數(shù)的應(yīng)用程序中找到了自己的應(yīng)用方式，如著名的Moog音樂合成器，以及盜用電路線路者在上世紀八十年代擊敗電話公司的“藍盒”等等。8038是如此的熱銷，以致于Intersil公司出版了一份名為《你一直想知道的關(guān)于ICL8038的方方面面》的資料。有這樣一個問題：“為什么連接銷7至8能夠獲得最佳的溫度性能？”Intersil公司在2002年放棄了8038。但是發(fā)燒友至今仍然在收集ICL8038，以自己制造發(fā)生器和泰勒明電子琴。

　　目前Intersil公司公共關(guān)系部和公司中最后接觸過ICL8038的工程師們都不清楚精確ICL8038的數(shù)據(jù)。你知道嗎？

　　西部數(shù)據(jù)的WD1402AUART(1971)

　　上世紀六十年代，GordonBell在數(shù)字設(shè)備公司因推出PDP系列迷你計算機而聞名。他的發(fā)現(xiàn)鮮為人知，但是其中有一項具有重大意義的技術(shù)發(fā)明：通用異步接收機/發(fā)送機，或被稱為UART。Bell需要將一些電路將電傳打字機與PDP？1聯(lián)接，這需要將平行信號轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)信號，反之亦然。為了實現(xiàn)這一目標，他使用了大約50個分立元件。作為一個制造計算器芯片的小公司，西部數(shù)據(jù)發(fā)明了單芯片的UART。西部數(shù)據(jù)的創(chuàng)始人AlPhillips回憶稱，當時他的工程副總裁向他展示了帶有Rubylith遮蔽膜的設(shè)計，當時這一設(shè)計已經(jīng)裝備加工了。Phillips說：“我看了這個設(shè)計一分鐘，并認出了一個露出來的電路。副總裁有些興奮。”西部數(shù)據(jù)在1971年左右推出了WD1402A，其它版本很快也跟著被推了出來。目前UART在調(diào)制解調(diào)器、PC外圍設(shè)備和其它設(shè)備中被廣泛使用。

　　Acorn電腦公司的ARM1處理器（1985)

　　在上世紀八十年代早期，Acorn電腦公司是一家擁有一個重要產(chǎn)品的小公司。公司位于英格蘭的劍橋。最終，BBCMicro桌面電腦公司以150萬美元的價格收購了Acorn電腦公司。Acorn的工程師們決定研發(fā)他們自己的32位微處理器。工程師們將其稱為AcornRISCMachine或ARM。他們知道ARM的設(shè)計并不容易。事實上，他們當中有一半的人預測他們將遇到無法克服的設(shè)計障礙，最終將不得不放棄整個項目。ARM的聯(lián)合設(shè)計師SteveFurber現(xiàn)在在曼徹斯特大學擔任計算機工程教授。他稱：“團隊規(guī)模非常小，以致于每個設(shè)計決定都非常簡單，否則我們就永遠也無法完成它。”最終簡單帶來了前所未有的不同。ARM非常小，功耗低，同時也易于編程。負責設(shè)計指令組的SophieWilson至今仍然記得當他們第一次在電腦上測試芯片時的情景。她稱：“當我們在提示符上輸入‘PRINTPI’后，它立刻給出了正確答案。我們?yōu)榇碎_了數(shù)瓶香檳酒進行慶祝。”在1990年，Acorn剝離了ARM部門。ARM架構(gòu)成為了主流的32位嵌入式處理器。大約有超過100億枚ARM處理器被廣泛用在了各種設(shè)備上，其中包括蘋果最知名的失敗產(chǎn)品之一Newton和蘋果最得意的產(chǎn)品iPhone。

　　柯達KAF-1300圖像傳感器（1986)

　　柯達DCS100數(shù)碼照相機在1991年推出時價格高達13000美元，需要重達5公斤的外置數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，為此用戶不得不挎在肩上。用戶是怎么看待這個設(shè)計呢？這不是柯達的精彩瞬間。然而，當時的照相機電子學是尼康F3的機體內(nèi)，其中包括這樣一個硬件：一枚只有拇指指甲大小的芯片，它能夠以130萬像素的分辨率來捕捉圖像，這足夠以5×7英寸的尺寸進行沖洗。這一芯片的主要設(shè)計師EricStevens目前仍然在柯達。Stevens稱：“在當時，100萬像素是一個夢幻數(shù)字。”這一芯片――一個真正的二相電荷耦合器件，成為了未來CCD傳感器的基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)也幫助引發(fā)了數(shù)碼攝影革命。順便說句，KAF-1300所拍攝的第一張照片是什么？Stevens回答稱：“嗯，我們將傳感器對準了實驗室的墻。”

　　IBM深藍2號象棋芯片（1997)

　　在棋盤的一邊是1.5公斤重的人腦。在另一邊則是480象棋芯片。在1997年，人類終于輸給了電腦。當時IBM的象棋電腦深藍擊敗了當時的世界冠軍加里·卡斯帕羅夫。深藍的每枚芯片由150萬枚晶體管以特殊的方式被排列，一些RAM和ROM也是如此。這些芯片每秒可以計算200億步棋。在比賽中，人來幫助深藍決定，卡斯帕羅夫稱它們“不像電腦”。深藍的設(shè)計者，現(xiàn)在微軟任職的Feng-hsiungHsu回憶稱：“他們流露出了很大的心理壓力。”

　　全美達Crusoe處理器（2000)

　　大功率都伴隨有巨大的散熱片、較短的電池使用時間、以及瘋狂的電力消耗。因此，全美達的目標是設(shè)計一款低功率處理器，讓英特爾和AMD處理器相形見絀。他們的計劃是，軟件能夠?qū)?span id="3wfa04z" class='hrefStyle'>x86指令翻譯成Crusoe自己的機器代碼，這些更高水平的平行將節(jié)省時間和電能。Crusoe被稱為是自集成電路以來最偉大的發(fā)明，至少暫時是這樣的?！禝EEESpectrum》雜志2000年5月刊封面上用的標題是“工程奇才研發(fā)出黃金處理器”。全美達的共同創(chuàng)始人，目前在英特爾任職的DavidDitzel稱：“Crusoe和他的繼承者Efficeon證明動態(tài)二進制譯碼在商業(yè)上是可行的。”他稱，不幸的是，在低功率電腦市場出現(xiàn)前，這些芯片已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)年。最終盡管全美達沒能兌現(xiàn)他們的諾言，但是它們迫使英特爾和AMD降低功耗。

　　德州儀器數(shù)字微鏡芯片（1987)

　　在1999年6月18日，LarryHornbeck與妻子Laura進行一個約會。他們在加州布爾班克的一個電影院看了電影《星球大戰(zhàn)前傳一：魅影危機》。Hornbeck并不是Jedi的影迷。原因是那里有一臺真正的放映機。這臺放映機使用了Hornbeck在德州儀器研發(fā)的芯片――數(shù)字微鏡芯片。這個芯片使用了數(shù)萬個鉸鏈在一起的精微鏡子以將光線通過放映機鏡頭射出。Hornbeck稱：“這場放映是一個主要電影的首次數(shù)字化展示。”現(xiàn)在在數(shù)千家劇院里，電影放映機都在使用這種由德州儀器研發(fā)的數(shù)字光處理技術(shù)或稱之為DLP。這一技術(shù)還被使用在了背投電視上和辦公室投影儀上。Hornbeck稱：“先生們，這一效果是由微鏡創(chuàng)造的。”

　　英特爾8088微處理器（1979)

　　沒有有一種芯片能夠?qū)⒂⑻貭枎胴敻?00的榜單中呢？英特爾會說有，那就是8088。這是一款16位的CPU，IBM當時把它作為自己獨特PC產(chǎn)線的CPU，隨后8088統(tǒng)治了桌面電腦市場。

　　在命運的旋渦中，這款基于著名x86架構(gòu)的處理器并沒有帶有“86”。8088只是在英特爾的首款16位CPU8086的基礎(chǔ)上做了輕微改動。在英特爾工程師StephenMorse推出它后，8088被稱為“8086閹割過的版本。”由于新的芯片的主要創(chuàng)新并不是在名稱上，它的創(chuàng)新在于8088以16位字處理數(shù)據(jù)，但是它使用的是8位的外部數(shù)據(jù)總路線。

　　在8086設(shè)計接近完成時，英特爾管理人員一直對8088項目嚴格保密。8086項目的主要工程師PeterA.Stoll也參與了8088的一些設(shè)計工作。他稱：“管理層甚至不想拖延8086一天，他們怕告訴我們他們已經(jīng)在腦子里對8088進行了修改會影響8086的完成時間。一天的任務(wù)迫使我們要解決以往要花三天時間才能解決的微碼漏洞。”

　　在首個8086被推出后，也就是在英特爾將8086展品和文件運往位于以色列的一個設(shè)計部門后，兩名工程師RafiRetter和DanyStar決定將處理器改為8位總線。

　　英特爾的RobertNoyce和TedHoff1981年在為《IEEEMicro》雜志寫的一篇文章中稱，這一修改被證明是英特爾最成功的一個決定。相比較而言，集成了29000個晶體管的8088需要的晶體管數(shù)據(jù)減少，相比8086價格更加便宜，在提供了更快的處理速度的同時與8位的硬件完全兼容，可以平穩(wěn)變換至16位處理器。

　　首款使用8088的PC是IBM的5150。這款PC當時售價為3000美元。如今全球所有的帶有CPU的PC都可以將8088視為老祖宗。這對一款閹割過的芯片，這并不壞。

　　微開半導體公司的MAS3507MP3解碼器（1997)

　　在iPod之前，曾經(jīng)出現(xiàn)過DiamondRioPMP300。PMP300在1998年被推出，一經(jīng)推立即出現(xiàn)熱賣。但是它的凋謝速度比MilliVanilli還快。不過，這款播放器有一個引人注目的特點是使用了MAS3507MP3解碼芯片。這是一款基于RISC的數(shù)字信號處理器，其帶有可優(yōu)化音頻壓縮和解壓縮的指令組。由微開半導體公司研發(fā)的MAS3507MP3解碼芯片可以讓Rio將數(shù)首歌裝入自己的閃存中，今天看來有點滑稽，但是當時這足以與便攜式CD播放器進行競爭。呵呵，是不是很有趣呢？Rio和它的繼承者為iPod鋪平了道路。現(xiàn)在你可以裝數(shù)千首歌，甚至你可以將MilliVanilli的所有的相冊和音樂視頻裝進你的口袋里。莫斯泰克公司MK40964千比特DRAM(1973)

　　莫斯泰克公司并不是首家推出DRAM的公司，英特爾也曾經(jīng)推出過。但是莫斯泰克的4千比特DRAM芯片卻帶有一項重要的創(chuàng)新，被稱為地址多路復用技術(shù)的電路設(shè)計。這一技術(shù)是由莫斯泰克的共同創(chuàng)始人BobProebsting所設(shè)計的?；旧?，通過多路尋址信號，該款芯片可使用相同的針腳訪問內(nèi)存的行和列。這使得在內(nèi)存密度增加后，芯片也不需要更多的針腳，這樣一來可以降低成本。這里會有輕微的兼容性問題。4096使用的是16針，而德州儀器、英特爾和摩托羅拉制造的內(nèi)存是22針。在DRAM史上，這一最大規(guī)模對峙之后是什么呢？

　　莫斯泰克將自己的未來押在了芯片上，它的管理人員開始對客戶、合作伙伴、新聞媒體以及自己的雇員進行游說。當時剛被雇用的FredK.Beckhusen被安排對4096設(shè)備進行測試。Beckhusen回憶稱，當時Proebsting和首席執(zhí)行官L.J.Sevin大約在凌晨2點來到他的夜班崗位上與他進行了探討。Beckhusen稱：“他們當時大膽的預測在六個月的時間內(nèi)，將不再會有人聽說或留意22針的DRAM。”他們是正確的。4096和它的繼承者們逐漸成為了DRAM的主流。賽靈思公司XC2064FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）在上世紀八十年代早期，芯片設(shè)計者們一直試圖發(fā)揮電路中每一個晶體管的功效。不過，RossFreeman對此卻有一個相當激進的想法。他設(shè)計了一款滿是晶體管的芯片，這些晶體管被松散的組織成邏輯單元。這些邏輯單元可被輪流配置或通過軟件被重新配置。有時候，許多晶體管沒有被使用。不過，F(xiàn)reeman相信摩爾定律將最終讓晶體管真正便宜起來。他賭對了。為了銷售被稱為現(xiàn)場可編程門陣列也就是FPGA的芯片，F(xiàn)reeman與他人共同創(chuàng)辦了賽靈思。該公司的第一款產(chǎn)品XC2064在1985年被推出，當時雇員被分派了一項任務(wù)：他們不得不手工繪制一個使用XC2064邏輯單元的范例電路，如同賽靈思的客戶一樣。賽靈思的前首席技術(shù)官BillCarter回憶首席執(zhí)行官BernieVonderschmitt分派的任務(wù)時稱：“他在作這一家庭作業(yè)時遇到了一些小困難”。Carter非常樂意幫助自己的老板。他稱：“我們都在那里，手拿彩色鉛筆在紙上做Bernie分派的任務(wù)。”今天，賽靈思和其他公司出售的FPGA被用在這份名單中的許多產(chǎn)品上。

　　齊格洛公司Z80微處理器（1976)

　　FedericoFaggin清楚的知道花在銷售微處理器上的精力和資金。在英特爾期間，他為兩款經(jīng)典產(chǎn)品原始的4004和8080的設(shè)計做出過貢獻。當他與前英特爾的同事RalphUngermann共同創(chuàng)辦齊格洛時，他們決定開始著手設(shè)計一個更簡單的芯片：單芯片微控制器。

　　Faggin和Ungermann在加州的洛斯阿圖斯市租了一間辦公室，開始起草一個商業(yè)計劃，并開始尋求資本。Faggin回憶稱，他們當時在附近的一家名為Safeway超市吃午飯，午飯就是“卡門貝干酪和餅干”。

　　工程師們很快就發(fā)現(xiàn)微處理器市場已經(jīng)充滿了大量設(shè)計優(yōu)秀的芯片。即使他們的芯片比其他公司要出色，他們也只能獲得微薄的利潤，他們也只能繼續(xù)吃干酪和餅干。齊格洛不得不把目光放在了食物鏈的更高層，可以說Z80微處理器項目就是這么誕生的。

　　他們的目標是做的比8080更出色，并且可以與8080的軟件完全兼容，以此吸引客戶放棄英特爾。在數(shù)個月的時間里，F(xiàn)aggin、Ungermann和前英特爾工程師MasatoshiShima在桌子前每周工作80個小時來繪制Z80的電路。Faggin很快發(fā)現(xiàn)在設(shè)計微芯片時，雖然越小越漂亮，但是這將很傷害眼睛。

　　他稱：“到了最后，我不得不戴上了眼鏡。我變成了近視眼了。”

　　整個設(shè)計團隊從1975年工作到了1976年。在1976的的3月份，他們完成了一個原型芯片。Z80與摩斯太克公司的6502是同一時代的產(chǎn)品。如同6502一樣，他們的成功不僅僅是出現(xiàn)的設(shè)計，而且在于價格便宜（大約25美元）。將產(chǎn)品推向市場為他們帶來了許多信心。最后還得了胃潰瘍的Faggin稱：“那是一個令人激動的時刻。”

　　銷售最終取得了成功。Z80用在了數(shù)千款產(chǎn)品上，其中包括OsborneI（便攜電腦的鼻祖）、RadioShackTRS？80和MSX家用電腦上。此外，打印機、傳真機影印機、調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星上也都有Z80的身影。齊格洛還將Z80用在了一些嵌入式系統(tǒng)中。在一個基本配置中，今天Z80價格為5.73美元，這個價格甚至比一個干酪和餅干午飯還便宜。

　　Sun微系統(tǒng)SPARC處理器（1987)

　　很多年前（大約在上世紀八十年代早期）當人們還在穿氖色腿部保溫服看“達拉斯”時，微處理器的設(shè)計師會就可以尋求增加CPU指令的復雜性，以在每個計算周期內(nèi)得到更多的計算。加州大學伯克利分校的團隊一直都是反傳統(tǒng)的先鋒，他們的提法剛好相反，他們提出了簡化指令組。他們認為，處理指令過快將使得在每個周期內(nèi)的行為將更少。DavidPatterson領(lǐng)導的伯克利團隊提出了RISC，也就是精簡指令集計算機。

　　作為一個純理念研究，RISC聽起來很具吸引力。但是它可行嗎？Sun微系統(tǒng)將賭注押在了這上面。1984年，Sun工程師中的一個小團隊開始研發(fā)被稱為SPARC的32位RISC處理器（即可擴展性處理架構(gòu)）。Sun打算將這一芯片用在一個新工作站產(chǎn)品線上。SPARC項目的顧問Patterson回憶稱：“有一天當時的首席執(zhí)行官ScottMcNealy再現(xiàn)在了SPARC的研發(fā)實驗室里。他說SPARC可以將公司每年5億美元的收入提升至每年數(shù)十億美元。”

　　當時研發(fā)遇到了很大的壓力，許多公司外部人士對Sun能否取得成功表示出懷疑。更糟糕的是Sun的營銷團隊有一個可怕的認知：SPARC正在由好轉(zhuǎn)壞。為此，研發(fā)團隊不得不發(fā)誓不向其他人員甚至是Sun內(nèi)部人員透露消息，以免得向競爭對手MIPSTechnologies泄露了消息。當時，MIPSTechnologies也在探索RISC概念。

　　當時領(lǐng)導SPARC設(shè)計現(xiàn)任IBM研究員的RobertGarner回憶稱，首個最低版本的SPARC由20000門陣列處理器組成，其中甚至沒有乘/除指令。每秒1000萬個指令，這比當時的復雜指令集計算機（CISC）處理器要快三倍。

　　Sun決定將SPARC用在高利潤的工作站和未來即將出現(xiàn)的服務(wù)器中。第一款基于SPARC的產(chǎn)品在1987年被推出，為Sun-4系列工作站。這一產(chǎn)品很就占領(lǐng)了市場，并幫助公司突破了10億美元營收的大關(guān)。這一切正如當初McNealy所預測的那樣。

　　TripathTechnologyTA2020音頻放大器

　　在高保真音響愛好者中有一部分人堅持基于真空管的放大器可以產(chǎn)生最好的聲音，并將一直堅持下去。所以當一些音頻協(xié)會宣布由來自硅谷的公司TripathTechnology設(shè)計的固態(tài)D級放大器能夠傳送如真空管放大器一樣圓潤和振響的聲音時，就顯得異常了不起。Tripath的設(shè)計是使用5000萬赫茲取樣系統(tǒng)來驅(qū)動放大器。Tripath稱，TA2020的性能優(yōu)異，并且價格低于任何一款同級固態(tài)放大器。為了在交易會上展示這款產(chǎn)品，Tripath的創(chuàng)始人AdyaTripathi稱：“我們特意播放了一首《泰坦尼克號》中的浪漫插曲。”與多數(shù)D級放大器相比，2020的功效很高，由于不需要散熱片可以使用緊湊外觀。Tripath的低端15瓦版本的TA2020售價為3美元，可以用在外置音箱和迷你耳機中。

　　AmatiCommunications的ADSL芯片（1994)

　　還記得在DSL出現(xiàn)后，你將吱吱作響的56.6k調(diào)制解調(diào)器扔進垃圾箱的場景嗎？你和全球寬帶用戶中三分之二的使用DSL的人應(yīng)當感謝AmatiCommunications。在上世紀九十年代，一個名為離散多音頻，也就是DMT的DSL調(diào)制方式出現(xiàn)了。它的基本原理是將一個電話線看成是一個由數(shù)百個子通道，通過顛倒過來的羅賓漢戰(zhàn)略來提高傳輸。Amati的共同創(chuàng)始人，現(xiàn)在斯坦福大學擔任工程教授的JohnM.Cioffi稱：“比特被最窮的通道所搶劫并被分給最富的通道。”DMT擊敗了許多解決方案成為了DSL的全球標準，其中包括電信巨頭AT&T的方案。在九十年代中期，Amati的DSL芯片組（一個模擬，兩個數(shù)字）的銷量一般。但是到了2000年，銷售量猛增到了數(shù)百萬。在2000早些時候，一年的芯片組銷售量超過了1億。在1997年，德州儀器收購了Amati。

　　摩托羅拉MC68000微處理器（1979)

　　由于摩托羅拉在16位微處理器中處于下風，所以他們決定在類型上進行趕超。混合的16-位/32-位MC68000擁有68000個晶體管，這一數(shù)量是英特爾8086的兩倍。MC68000還有內(nèi)部的32位寄存器，不過由于32位的總線會讓這款產(chǎn)品價格有些偏高。所以68000使用了24位地址和16位數(shù)據(jù)線。68000可能是用鉛筆在紙上設(shè)計出來的最后一款重要處理器。68000的邏輯單元設(shè)計者NickTredennick稱：“我讓減少了尺寸的流程圖、執(zhí)行單元資源、解碼器和控制邏輯拷貝輪流在項目成員中傳閱。”拷貝非常小，并且難以閱讀。為此，Tredennick的眼睛不好的同事找到了一個看清拷貝的辦法。Tredennick回憶稱：“一天我進入我的辦公室發(fā)現(xiàn)一個信用卡大小的流程圖拷貝放在了我的桌上。”早期的Macintosh電腦、Amiga和AtariST都使用68000。大量的銷量來自在激光打印機、街機游戲機和工業(yè)控制器的內(nèi)嵌應(yīng)用程序。IBM使用68000作為自己PC產(chǎn)品線的芯片。由于68000在一些方面還存在著不足，因此IBM也在使用著英特爾的8088芯片。正如一位觀察家所言，摩托羅拉的興盛，使得微軟和英特爾兩家聯(lián)手壟斷形成的Wintel體系變成了Winola體系。

　　Chips&Technologies的AT芯片組（1985)

　　在1984年，當IBM推出了80286AT產(chǎn)線的PC機時，IBM已經(jīng)明顯成為了桌面電腦的贏家，IBM也打算繼續(xù)維持自己的統(tǒng)治地位。不過，這些藍色巨人的計劃卻被一家位于加州圣何塞的名為Chips&Technologies的小公司所打敗。C&T研發(fā)了五個芯片，這些芯片能夠復制AT主板的功能，其可以使用大約100個芯片。為了確定這些芯片組能夠與IBMPC兼容，C&T工程師們發(fā)現(xiàn)只需要做一件事就行了。芯片的主要設(shè)計者RaviBhatnagar目前是圣何塞Altierre公司副總裁。他稱：“我們沒有為此傷腦筋，我們只是打了數(shù)周的游戲通過娛樂任務(wù)進行測試。”C&T的芯片使得諸如臺灣宏基等制造商可以生產(chǎn)出更便宜的PC機，并向IBM發(fā)起PC兼容機的入侵行動。英特爾在1997年收購了C&T。

　　ComputerCowboys的Sh-Boom處理器（1988)

　　兩個芯片設(shè)計者走到了一個酒吧。他們是RussellH.FishIII和ChuckH.Moore，這個酒吧就是Sh-Boom。哦，這不是一個玩笑。事實上，這個技術(shù)傳奇充滿了不和和訴訟，大量的訴訟。在1988年，當Fish和Moore設(shè)計出了一款名為Sh-Boom的處理器后這一切就開始了。這款芯片設(shè)計的非常先進，它甚至比電路板上驅(qū)動電腦其它部分的計時器還要快。為此，兩名設(shè)計者找到了讓處理器運行自己的超快內(nèi)部計時器的辦法，而與此同時，內(nèi)部計時器仍然與與電腦的其它部分同步。Sh-Boom從來都沒有獲得過商業(yè)成功。在為他們的設(shè)計申請了專利后，Moore和Fish繼續(xù)從事研發(fā)。

　　東芝NAND閃存（1989)

　　當東芝工廠管理員藤尾增岡決定自己重新發(fā)明半導體存儲器時，閃存的發(fā)明傳奇也就此打開了序幕。這個我們馬上就會有印象。

　　在閃存出現(xiàn)之前，我們用于存儲大量的數(shù)據(jù)不得不利用磁帶、軟盤和硬盤。許多公司在努力設(shè)計出一種固態(tài)代替方案。但是諸如EPROM（需要紫外線擦除器來擦除數(shù)據(jù)）和EEPROM等方案并不能有效的存儲大量數(shù)據(jù)。

　　在1980年，藤尾增岡招聘了四名工程師啟動了一個半秘密的項目以研發(fā)一個存儲芯片，實現(xiàn)存儲大量數(shù)據(jù)，并且讓用戶可以買得起。他們的戰(zhàn)備非常簡單。目前擔任東京UnisantisElectronics首席技術(shù)官的藤尾增岡稱：“我們知道只要晶體管在尺寸上降下了了，那么芯片的成本也將會下降。”

　　藤尾增岡的團隊推出了一款EEPROM的改良產(chǎn)品，記憶單元由一單個晶體管組成。在當時，常規(guī)的EEPROM每個記憶單元需要兩個晶體管。這個小小的不同對價格帶來了巨大的影響。

　　為了起一個便于記住的名字，他們將這個芯片稱為“flash”，這個名字也是因為芯片的超快擦除能力?，F(xiàn)在，你會認為東芝會迅速將這一發(fā)明投入生產(chǎn)，并看著這一發(fā)明為公司帶來的滾滾財富，這里你可能不清楚大公司的內(nèi)部研發(fā)情況。當這一發(fā)現(xiàn)成功后，藤尾增岡的老板告訴他，好了，忘掉這個發(fā)明吧。

　　當然，藤尾增岡不會忘掉這個發(fā)明。在1984年，藤尾增岡帶著他的存儲市場圖紙參加了在舊金山召開的IEEE國際電子設(shè)備大會。這提醒英特爾開始研發(fā)基于“非或”邏輯門的閃存。在1988年，英特爾推出了一款256K芯片，這款芯片能夠用于汽車、電腦和其他設(shè)備之中。這為英特爾帶來了一個嶄新的業(yè)務(wù)。

　　這促使東芝決定將藤尾增岡的發(fā)明進行營銷。藤尾增岡的閃存芯片基于NAND技術(shù)，這一技術(shù)可以提供更高容量的存儲，并且被證明更容易制造。在1989年，最終取得了成功，當時東芝的首款NAND閃存投入市場。事實正如藤尾增岡所預測的那樣，價格出現(xiàn)了下降。

　　在上世紀九十年代末期，數(shù)碼攝影推出了閃存的應(yīng)用。東芝也因此成為了這一價值達數(shù)十億美元市場中的最大參與者。與此同時，藤尾增岡與東芝中的其他管理人員的關(guān)系惡化，最終，藤尾增岡辭職離開了東芝。

　　現(xiàn)在NAND閃存已經(jīng)成為了手機、照相機和音樂播放器中重要的設(shè)備。

　　電影

　　影片名稱：微芯片

　　影片演員：JazzDuro

　　影片分類：喜劇片

　　對白語言：泰語

　　發(fā)行時間：2010

　　發(fā)行地區(qū)：泰國

　　內(nèi)容簡介

　　整部電影真的是讓我呼吸困難，忍受著最大的痛苦把它看完想必它的票房好不到哪里去不是因為故事不好故事雖然普通，知道是喜劇，也做好期待一起來胡鬧不管是劇情峰回路也好，推陳出新也好一直期待，卻不斷遭受打擊影片最大的問題就是全程都使用手持攝影真的有讓人窒息的感覺其實不知道它手持手法的真正含義是什麼要表現(xiàn)什麼緊張？害怕？制造動感？真實感？增加臨場感？沒有，搖晃得只有頭昏腦脹加上…