微芯片是采用微電子學(xué)制成的集成電路芯片，由杰克·基爾比（Jack Kilby）于1958年9月12日發(fā)明，這一發(fā)明揭開了人類二十世紀(jì)電子革命的序幕，宣告了數(shù)字時代的來臨。微芯片已發(fā)展到進入千兆（芯ＧＳＩ）時代。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。科學(xué)家們已在討論把微芯片記憶線路植入人的大腦以治療阿爾茲海默癥，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)。
名稱
微芯片
主題詞或關(guān)鍵詞: 信息科學(xué)芯片集成電路
發(fā)明者
杰克·基爾比（Jack?Kilby，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(jì)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(xué)獎，這是一個遲來了四十二年的諾貝爾物理學(xué)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。科技總是在一個個夢想的驅(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三極管、晶體二極管和其它元件全部制作在一塊半導(dǎo)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，微電子學(xué)的概念即將從工程師們的思維里噴薄而出。當(dāng)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。基爾比的新概念，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(dāng)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，」杰克·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。
25款震撼世界的微芯片
節(jié)選自《IEEE?Spectrum》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。Mostek?MK4096型4千比特動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、德州儀器的TMS32010DSP芯片也曾經(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(jì)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(dāng)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(Jack?Kilby)和羅伯特·諾伊斯(Robert?Noyce)(注：兩人為集成電路的發(fā)明者)建造的大廈中，我們認(rèn)為它們應(yīng)當(dāng)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Signetics?NE555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(dǎo)體公司的Fairchild?741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，如東方科技公司的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(dāng)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MOS?Technology?6502微處理器。
當(dāng)然，這份名單肯定會存在爭議。有些人可能會指責(zé)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(zé)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RCA?1802處理器又排在什么位置呢?
您應(yīng)當(dāng)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《IEEE?Spectrum》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(zhǔn)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》(IEEE?Annals?of?the?History?of?Computing)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(rèn)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的創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon?Moore)博士和臺積電Inc.(Taiwan?半導(dǎo)體?Manufacturing?Co.)董事長張忠謀(Morris?Chang)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Hans?Camenzind甚至還能回憶起一兩件當(dāng)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(dāng)時，Camenzind是當(dāng)?shù)氐囊患野雽?dǎo)體公司――西格尼蒂克公司的顧問。Camenzind當(dāng)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(dāng)時真的迫切地需要發(fā)明出一件杰出的東西。當(dāng)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(dāng)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(dāng)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Art?Fury。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(fù)劃電路，裁剪Rubylith遮蔽膜。Camenzind稱：“當(dāng)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個電阻和2個二極管。? 555在1971年投入市場，當(dāng)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(dǎo)體公司收購，也就是現(xiàn)在的恩智浦半導(dǎo)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(fēng)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(xué)習(xí)玩具的“心”(我們是不是應(yīng)該說是“嘴”呢?)。在史蒂文·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(yù)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(dāng)年的四個工程師的Gene?A.?Frantz目前還在德州儀器。他稱，這一令人驚訝的解決方案被認(rèn)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汽車公司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MOS?Technology?6502微處理器
當(dāng)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公司創(chuàng)始人之一——斯蒂芬·沃茲尼克，那臺電腦就是Apple I，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Apple?II、the?Commodore?PET、英國廣播公司?Micro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Chuck?Peddle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Bill?Mensch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《飛出個未來第七季》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David?X.?Cohen將解釋他為什么將6502選作班德的大腦。
作為美國的一個大州得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-晶片)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Wanda?gass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。
東方科技公司的?PIC?16C84微控制器(1993)
在上世紀(jì)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PIC?16C84，該產(chǎn)品整合了一種名為EEPROM的存儲器。在擦除時，PIC?16C84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Rod?Drake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SIM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，而東方科技公司也成為了《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turd?Alert的化糞池監(jiān)視器上。
快捷半導(dǎo)體（蘇州）有限公司的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Robert?Widlar在飛兆半導(dǎo)體公司設(shè)計出了首款單片電路的運算放大器IC――μA702。當(dāng)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(dǎo)體公司如獲致寶，迅速就雇用了Widlar。在國家半導(dǎo)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(dǎo)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，快捷半導(dǎo)體（蘇州）有限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David?Fullagar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(dǎo)體的質(zhì)量有波動，導(dǎo)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(dǎo)體當(dāng)時的制造程序限制，在芯片中整合了一個30皮法電容。現(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(dāng)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)計找到了快捷半導(dǎo)體（蘇州）有限公司研發(fā)總監(jiān)戈登·摩爾。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(biāo)準(zhǔn)。IC和由飛兆半導(dǎo)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(jì)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?
威騰電子的WD1402A?UART?(1971)
上世紀(jì)六十年代，Gordon?Bell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：通用異步無線電接收機/發(fā)送機，或被稱為UART。Bell需要將一些電路將電腦鍵盤與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(biāo)，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，威騰電子發(fā)明了單芯片的UART。西部數(shù)據(jù)的創(chuàng)始人Al?Phillips回憶稱，當(dāng)時他的工程副總裁向他展示了帶有Rubylith遮蔽膜的設(shè)計，當(dāng)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(rèn)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(jì)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，英國廣播公司?Micro?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Acorn?RISC?Machine或ARM。他們知道ARM的設(shè)計并不容易。事實上，他們當(dāng)中有一半的人預(yù)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Steve?Furber現(xiàn)在在曼徹斯特大學(xué)擔(dān)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(zé)設(shè)計指令組的Sophie?Wilson至今仍然記得當(dāng)他們第一次在電腦上測試芯片時的情景。她稱：“當(dāng)我們在提示符上輸入‘PRINT?PI’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DCS?100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(dāng)時的照相機電子學(xué)是尼康株式會社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Eric?Stevens目前仍然在伊士曼柯達公司。Stevens稱：“在當(dāng)時，100萬像素是一個夢幻數(shù)字。”這一芯片――一個真正的二相CCD，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(zhǔn)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(dāng)時IBM的象棋電腦深藍擊敗了當(dāng)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-Hsiung?Hsu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(biāo)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)86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。《IEEE?Spectrum》雜志2000年5月刊封面上用的標(biāo)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David?Ditzel?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，Larry?Hornbeck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器上。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(dāng)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Stephen?Morse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(yán)格保密。8086?項目的主要工程師Peter?A.?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Rafi?Retter?和Dany?Star決定將處理器改為8位總線。英特爾的Robert?Noyce?和Ted?Hoff1981年在為《IEEE?Micro》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29?000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(dāng)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(dǎo)體公司的MAS3507?MP3解碼器(1997)
在iPod之前，曾經(jīng)出現(xiàn)過Diamond?Rio?PMP300。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Milli?Vanilli還快。不過，這款播放器有一個引人注目的特點是使用了MAS3507?MP3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(dǎo)體公司研發(fā)的MAS3507?MP3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(dāng)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Milli?Vanilli的所有的相冊和音樂視頻裝進你的口袋里。莫斯泰克MK4096 4千比特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(fù)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Bob?Proebsting所設(shè)計的。基本上，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(dāng)時剛被雇用的Fred?K.?Beckhusen被安排對4096設(shè)備進行測試。Beckhusen回憶稱，當(dāng)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(dāng)時大膽的預(yù)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。
在上世紀(jì)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，Ross?Freeman對此卻有一個相當(dāng)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(dāng)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CTOBill?Carter回憶首席執(zhí)行官Bernie?Vonderschmitt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)
Federico?Faggin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(dāng)他與前英特爾的同事Ralph?Ungermann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在加利福尼亞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(dāng)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(biāo)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Masatoshi?Shima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Osborne?I(便攜電腦的鼻祖)、RadioShack?TRS?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(jì)八十年代早期)當(dāng)人們還在穿色腿部保溫服看“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(fù)雜性，以在每個計算周期內(nèi)得到更多的計算。加利福尼亞大學(xué)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(rèn)為，處理指令過快將使得在每個周期內(nèi)的行為將更少。David?Patterson領(lǐng)導(dǎo)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(dāng)時的首席執(zhí)行官Scott?McNealy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(dāng)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(rèn)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MIPS?Technologies泄露了消息。當(dāng)時，MIPS?Technologies也在探索RISC概念。當(dāng)時領(lǐng)導(dǎo)SPARC?設(shè)計現(xiàn)任IBM?研究員的Robert?Garner回憶稱，首個最低版本的SPARC由20?000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(dāng)時的復(fù)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(dāng)初McNealy所預(yù)測的那樣。
Tripath?Technology?TA2020音頻放大器
在高保真音響愛好者中有一部分人堅持基于電子管的放大器可以產(chǎn)生最好的聲音，并將一直堅持下去。所以當(dāng)一些音頻協(xié)會宣布由來自硅谷的公司Tripath?Technology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Adya?Tripathi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。
Amati?Communications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?qū)拵в脩糁腥种氖褂肈SL的人應(yīng)當(dāng)感謝Amati?Communications。在上世紀(jì)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(xué)擔(dān)任工程教授的John?M.?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(biāo)準(zhǔn)，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(fēng)，所以他們決定在類型上進行趕超。混合的16-位/32-位?MC68000擁有68?000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Nick?Tredennick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。”早期的麥金塔電腦、Amiga和Atari?ST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(dāng)IBM推出了80286?AT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(fù)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IBM PC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Ravi?Bhatnagar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碁等制造商可以生產(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。
東芝NAND閃存(1989)
當(dāng)東芝工廠管理員藤尾增岡決定自己重新發(fā)明半導(dǎo)體集成存儲器時，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)不得不利用盒式錄音磁帶、軟盤和HDD。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(dān)任東京Unisantis?電子器件CTO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(dāng)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。現(xiàn)在，你會認(rèn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)時東芝的首款NAND閃存投入市場。事實正如藤尾增岡所預(yù)測的那樣，價格出現(xiàn)了下降。在上世紀(jì)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。
參考資料 >