在微電子技術(shù)發(fā)展的這60多年間,半導體歷史幾位殿堂級的牛人所起的作用無(wú)人能敵,正是這些天才推動(dòng)了微電子技術(shù)的跨越式發(fā)展,當然也大大改變了我們人類(lèi)生活,這些人貌似平凡,但天賦秉異,他們都有異于常人的能力,這里聊聊這幾位牛人的故事。
1、改變世界的兩周假期------集成電路之父:杰克·基爾比(JackKilby)
杰 克·基爾比的發(fā)明堪稱(chēng)奇跡,他真正改變了我們的世界?;鶢柋仁牵玻埃埃澳曛Z貝爾物理學(xué)獎獲得者。2000年的諾貝爾物理獎給了三個(gè)人:基爾比、 ZhoresAlferov、HerbertKroemer,基爾比身高2米,在人堆里很出眾,在我們國家這個(gè)身材早進(jìn)省隊打籃球了,不過(guò)基爾比很補喜歡 籃球,他最喜歡的電子科技產(chǎn)品。在高中的時(shí)候,他的成績(jì)并不突出,平均成績(jì)?yōu)椋?。教他理科的老師對他影響不大,是一位歷史老師激發(fā)了他對學(xué)術(shù)的熱情。她讓 他認識到了必須在生活中發(fā)掘出自己最大的能力,并以此為自己的生活目標?;鶢柋燃也蝗卞X(qián),但暑假期間,他還是去干農活或是在父親的廠(chǎng)里當臨時(shí)工。這些暑期 工作對他的影響是,他決定今后絕不做體力勞動(dòng)者。
1947 年,伊利諾斯大學(xué)畢業(yè)生杰克·基爾比在米爾沃基(Milwaukee)的中心實(shí)驗室(Centralab)找到了一份工作,基爾比大量閱讀了當時(shí)有關(guān)微型 化電路的論文。他很快就了解到了貝爾實(shí)驗室發(fā)明的晶體管,他很清楚,晶體管是電子線(xiàn)路的最好器件。在聽(tīng)了晶體管發(fā)明人巴丁(JohnBardeen)在米 爾沃基的一次演講后,基爾比對晶體管的興趣就更大了。取得碩士學(xué)位后,基爾比與妻子遷往德克薩斯州的達拉斯市,供職于德州儀器公司,因為它是惟一允許他差 不多把全部時(shí)間用于研究電子器件微型化的公司,給他提供了大量的時(shí)間和不錯的實(shí)驗條件?;鶢柋壬詼睾?,寡言少語(yǔ),加上6英尺6英寸的身高,被助手和朋友 稱(chēng)作“溫和的巨人”。正是這個(gè)不善于表達的巨人醞釀出了一個(gè)巨人式的構思。
當 時(shí)的德州儀器公司有個(gè)傳統,炎熱的8月里員工可以享受雙周長(cháng)假。但是,初來(lái)乍到的基爾比卻無(wú)緣長(cháng)假,只能待在冷清的車(chē)間里獨自研究。沒(méi)想到,這樣的兩周假 期孕育出了一個(gè)天才的想法,在這期間,他漸漸形成一個(gè)天才的想法:電阻器和電容器(無(wú)源元件)可以用與晶體管(有源器件)相同的材料制造。另外,既然所有 元器件都可以用同一塊材料制造,那么這些部件可以先在同一塊材料上就地制造,再相互連接,最終形成完整的電路。他選用了半導體硅。1958年8月28日, 這個(gè)天才的想法終于變成了現實(shí),它就是人類(lèi)歷史上第一塊集成電路。
基爾比對當時(shí)的微型電路工藝非常清楚,在他的 諾貝爾獎獲獎感言中,他把它們歸納為三類(lèi):一種方法是把各種器件做成同樣大小和形狀,使電路連接變得很簡(jiǎn)單;第二種方法是用薄膜來(lái)制造各種器件,不能用薄 膜做的器件后加上去;第三種方法更為徹底,就是在一種材料中,制造出一種全新的結構,并用它做出一個(gè)完整的電路。在基爾比眼里,這些方法最大的問(wèn)題是制造 這樣的電路需要不同的材料和工藝?;鶢柋仍缇椭莱穗姼兄?,其他的電路基本器件:電阻、電容、二極管、三極管都能在一種材料上制作出來(lái)。所以在一種材 料上做出所有電路需要的器件才是電路微型化的出路。
1958年7月24日,基爾比在工作筆記上寫(xiě)到:“由很多器 件組成的極小的微型電路是可以在一塊晶片上制作出來(lái)的。由電阻、電容、二極管和三極管組成的電路可以被集成在一塊晶片上?!彼谶@一天記下了五頁(yè)關(guān)于如何 把這幾種器件集成在一起的想法和實(shí)際應用,基爾比甚至構想了一個(gè)用這一方法生產(chǎn)一個(gè)具有完整功能的電路的工藝流程?;鶢柋鹊南敕ê芎?jiǎn)單,就是把這幾種器件 制作在同一塊晶片上,然后將它們連成一個(gè)具有完整功能的電路。利用當時(shí)由貝爾實(shí)驗室開(kāi)發(fā)出的擴散(Diffusion)技術(shù)和物理氣相沉積 (Physical VaporDeposition)技術(shù)在一塊晶片上實(shí)現這幾種器件,并非難事。
等到研究小組里的其他同事回來(lái)時(shí),基爾比向阿德考克提出了用一種材料制作一個(gè)觸發(fā)電路的方案。阿德考克同意了基爾比的想法說(shuō)“這是好像挺麻煩的”,但阿德考克讓他嘗試一下?;鶢柋认扔霉枳龀隽朔至⒌碾娮?、電容、二極管、和三極管,然后再把它們連成了一個(gè)觸發(fā)電路。
1958年8月28日TI公司的主管來(lái)到實(shí)驗室,和這個(gè)巨人一起接通了測試線(xiàn)路。試驗成功了。德州儀器公司很快宣布他們發(fā)明了集成電路,基爾比為此申請了專(zhuān)利。
2、模擬器件領(lǐng)域的喬布斯-----鮑伯·韋勒
鮑伯·韋勒(Bob Widlar),英文全名Robert J. Widlar
據說(shuō),全球現在一半的模擬電路和他的設計有關(guān),他是運算放大器的發(fā)明者,他和John F.Gifford共同定義和開(kāi)發(fā)了全世界第一個(gè)成功商業(yè)化的模擬IC--702、709和741運算放大器。他也是凌力爾特、美信聯(lián)合創(chuàng )始人,他拯救了國家半導體。
他 是模擬領(lǐng)域真正的天才,連現在仍健在的凌力爾特的聯(lián)合創(chuàng )始人Dobkin都稱(chēng)他是男的的天才,雖然Amelco、RCA、TI、西屋以及仙童都開(kāi)發(fā)過(guò)模擬 IC,但是 Talbert 和韋勒團隊 1964 年推出的運算放大器 μA702卻是廣泛商用的模擬 IC,在這個(gè)團隊中,Talbert負責工藝韋勒負責電路設計,你可以發(fā)現這個(gè)設計和以前的大不相同,該產(chǎn)品后續改進(jìn)型μA709 開(kāi)創(chuàng )了一個(gè)巨大的模擬 IC市場(chǎng)。
據說(shuō)他曾收到過(guò)一個(gè)在1 kHz時(shí)壞掉的原型硅片,很多人不知道失效的原因。Widlar目視后認為熱波來(lái)自于輸出晶體管的輻射。這些熱波會(huì )通過(guò)硅內核均勻散播。這片 IC有兩個(gè)基準節點(diǎn),它與輸出晶體管的距離不相等。在 1 kHz工作頻率下,基準節點(diǎn)之一處于一個(gè)熱谷中,而另一個(gè)則位于一個(gè)熱峰。這種情況會(huì )導致偏置電流的不均衡,從而使器件無(wú)法正常工作。由于這些熱梯度,有 些電源設計者更喜歡用控制器,而不是內置功率FET 的 IC。使用控制器時(shí),FET 的熱量不會(huì )流過(guò)相同內核、放大器和基準電路。我暈,這也太牛了吧。
韋勒還把他的天才在產(chǎn)品廣告上發(fā)揮了一下,這是根據韋勒創(chuàng )意制定的國半廣告,很直接,很暴力!

據說(shuō)當年他還在國家半導體大院里養羊,這只羊后來(lái)也出名了,還拍賣(mài)了一個(gè)好價(jià)錢(qián)

3、賽靈思的聯(lián)合創(chuàng )始人-----Rossfreeman
他曾經(jīng)是一位IC設計工程師,他勇于想象,敢于挑戰權威,在他35歲時(shí),他創(chuàng )造出一個(gè)改變半導體產(chǎn)業(yè)格局的新器件,締造出一個(gè)新的半導體帝國,但41歲時(shí),他英年早逝,將財富、景仰與遺憾留于后人。他,就是FPGA的發(fā)明人了,RossFreeman。

“當他描述完FPGA的概念之后,我第一個(gè)念頭就是,瘋了!這是史上對晶體管最不靠譜的浪費了?!薄狟illCarter,賽靈思名譽(yù)研究員(Fellow Emeritus)、第八號雇員、首位IC設計專(zhuān)家
RossFreeman, 這位密西根大學(xué)的畢業(yè)生,1984年提出了在那個(gè)晶體管堪比黃金的時(shí)代最為激進(jìn)的想法——讓芯片就像一個(gè)空白的磁帶,可以隨由工程師在上面編程增添功能, 就好像畫(huà)師在白布上任意涂鴉。而這念頭,又如一石激起千層浪,誕生了一個(gè)價(jià)值數十億美元的全新行業(yè)——可編程邏輯器件(PLD)。
Freeman 曾是Zilog最早的一批工程師,并隨之招募了一個(gè)團隊(其中包括后來(lái)因為那句關(guān)于FPGA的評語(yǔ)而名揚天下的賽靈思第八號雇員BillCarter), 進(jìn)行Z8000(盡管和Zilog最著(zhù)名的8位微處理器Z80名字近似,兩者之間并沒(méi)有任何關(guān)聯(lián))的研發(fā)工作。期間,Freeman曾向上司提出過(guò) FPGA的念頭,自然被迅速掐滅。一部分原因是,那在當時(shí)只是一個(gè)很小的市場(chǎng),另一大部分原因是,搞那么多如此昂貴的晶體管讓工程師去high,這不是吃 飽了撐著(zhù)嗎?其實(shí),很多牛叉叉的大公司是覆滅的原因都是相同的,那就是短視的目光扼殺天才的創(chuàng )意。
摩爾定律的信 徒Freeman堅信,隨著(zhù)晶體管可容納數目的指數增長(cháng),其價(jià)格也會(huì )與時(shí)俱跌。懷揣著(zhù)這個(gè)信念,35歲的Freeman說(shuō)服了自己上司的上司的上 司,Zilog副總裁兼微處理器部總經(jīng)理,業(yè)已60的BernardVonderschmitt,共同創(chuàng )立了全新的公司---賽靈思(Xlinx)。而且 開(kāi)創(chuàng )了一個(gè)新的商業(yè)模式---Fabless模式。
作為一名資深的半導體行業(yè)經(jīng)理 人,Vonderschmitt依靠自己敏銳的商業(yè)嗅覺(jué),最終將Freeman無(wú)與倫比的創(chuàng )新才華拓展成一個(gè)二十五年來(lái)始終占據市場(chǎng)份額一半以上的偉大公 司。他很早就發(fā)覺(jué)了無(wú)晶圓(fabless)設計的奧秘,通過(guò)與代工廠(chǎng)的良好合作,把賽靈思的主要資本重新聚焦于研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。當 Vonderschmitt先生于2003年從賽靈思董事長(cháng)的位置上退休,留下的是一個(gè)超過(guò)2500名雇員,被財富雜志評為是年全美最適合工作地點(diǎn)第四名 的全球企業(yè),現在,這個(gè)企業(yè)在新一代掌門(mén)人的帶領(lǐng)下正向百億收入規模沖擊!
唯一讓人遺憾的是,在這個(gè)劃時(shí)代的專(zhuān) 利公布之后不到一個(gè)月,Freeman便因為長(cháng)年慢性病的折磨,英年早逝。據說(shuō),這位“半導體業(yè)界寥寥可數的心胸開(kāi)闊、愿與媒體和公眾打交道的CTO” (EDN資深記者LoringWirbel語(yǔ))的去世,帶給了每位賽靈思員工堪比加州洛馬普里埃塔(Loma Prieta)7.1級大地震(1989.10.17,僅早于Freeman逝世5天)的巨大震撼。
1992 年,賽靈思決定設立Freeman獎,以鼓勵那些為公司帶來(lái)巨大收益的技術(shù)創(chuàng )新。2009年,Freeman先生入選了美國發(fā)明家名人堂集成電路殿像(Honors SultansOf Silicon)。巨人已去,但他給后人留下了取之不竭的財富!
看,牛人是這樣看IC layout的,這是Ross Freeman在檢查全球第一款FPGA--XC2064

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