很少有人能凭借自己的智慧和在专业领域的成就改变世界,杰克·基尔比就是其中之一。 德州仪器(Texas Instruments)曾经这样评价他。
他是集成电路的发明者,也是集成电路广泛应用的推动者和见证者。 2024年,他成功研制出世界上第一个集成电路。 2024年,他被授予诺贝尔物理学奖。
此时,距离他的发明已经过去了42年,但正是因为间隔时间,他的成就才越来越突出。 这种小型集成电路芯片将电脑、手机等便捷的电子设备带入我们的生活。 可以说,没有他的发明,就没有今天的信息时代。
今天我们就走进“集成电路之父”杰克·基尔比的一生。
1.早年生活,电子启蒙
杰克·基尔比(Jack Kilby)于2024年11月8日出生于美国堪萨斯州的大本德(Big Bend),虽然有人说密苏里州,但他的童年大部分时间都是在大本德度过的。 今天,在小镇的入口处有一个纪念他的牌子,大弯高中的公共区域也被命名为杰克基尔比公共场地。
他的父亲是休伯特·基尔比(Hubert Kilby)和母亲维娜·基尔比(Vina Kilby),他们都毕业于伊利诺伊大学,这是美国最具影响力的公立大学系统之一。 他的父亲是一名电气工程师,在堪萨斯州西部农村经营着一家小型电力公司,客户众多。
像许多人的童年一样,基尔比在学校长大。 在习之外,他经常和父亲一起去发电厂,但他对电子学的真正兴趣始于他上高中的时候。
年轻的基尔比当时,一场巨大的冰暴摧毁了大部分承载**和电力线的电线杆。 他的父亲与业余无线电操作员合作,在断电地区与客户沟通,并提供**服务。 看着他的父亲与无线电操作员一起工作,他立即被吸引并激发了他对电子产品的兴趣,就在那时,他决定朝着这个方向前进。
二、二战初次经历
高中毕业后,他就读于父母的母校伊利诺伊大学,在那里他习了电气工程,同时还学习了一些真空管工程物理课程。
然而,进入大学后不久,日本袭击了珍珠港,第二次世界大战的太平洋战争爆发了。 基尔比还被征召加入美国陆军通信兵团。 他利用自己在高中时期对业余无线电的兴趣和早期经验来改进标准无线电,使其更易于部署,帮助小型单位与大型单位进行通信。
据他介绍,他还前往中国参加一个通信支队,该支队从中国云南省一路驱车到中国西北部的习附近协助通信工作。 参战的经历也给了基尔比丰富的经验。
战争结束后,基尔比继续重返学校。 这一年,贝尔实验室的肖克利、布拉顿和巴丁发明了晶体管。 2024年,他从大学毕业。
基尔比参军时3. 前期工作
毕业后,Kilby 加入了 Centralab,这是一家位于密尔沃基的中小型电子制造公司 Globe Union,该公司设计和开发收音机、电视和其他音频设备的零件,而 Kirby 则负责小型电子电路。
工作之余,基尔比还参加了威斯康星大学的夜校。 当然,工作和上课的双重压力不小,但他表示:“可以做到,而且真的值得付出努力。 ”
功夫不负有心人,2024年,基尔比成功获得了电气工程硕士学位。 同时,爱情也迎来了结果。 他与芭芭拉·安妮格斯(Barbara Annegers)结婚,育有两个女儿:安·基尔比(Ann Kilby)和珍妮特·基尔比(Janet Kilby)。
2024年,在美国反托拉斯法的压力下,贝尔实验室以低价将晶体管的生产授权给美国的38家公司。 其中包括基尔比的公司。 同年,基尔比被派往贝尔实验室总部学习晶体管,在此期间,基尔比从他的习中受益匪浅。
回到中心实验室后,Kilby开始研究用于助听器的锗基晶体管。 但是,由于公司规模的限制,柯比意识到他需要一家大公司的资源来实现电路小型化的目标。
4. 加入德州仪器:集成电路的诞生
经过多次面试,只有德州仪器同意让他全职从事电子元件小型化的工作,事实证明这是一个非常好的选择。 1958 年年中,Kilby 转到德州仪器 (TI),在那里他加入了台积电创始人张忠谋。
基尔比举止温文尔雅,文静,身高近2米,因此被助手和朋友称为“温柔巨人”。 或许正是因为这种沉稳沉稳的性格,才让他更加注重研究。
Kilby 和德州仪器 (TI) 的同事给员工放暑假,因为德克萨斯州的夏天可能非常炎热。 但基尔比是新聘的工程师,所以他还没有暑假的权利。
基尔比在德克萨斯州花了整个夏天的时间进行研究,试图解决电路设计中的“数字暴政”问题,这是当时所有计算机工程师都面临的问题,如何在有限的空间内封装越来越多的电路。 也许是因为没有人被打扰,基尔比很快就取得了突破。
Kilby总结说,在一块半导体材料中大规模制造电路元件可以提供解决方案。
1958 年 9 月 12 日,他向公司管理层介绍了他的发现。 他用示波器向他们展示了一块锗,按下开关,示波器显示连续的正弦波,证明他的集成电路可以工作。
在众人见证下,全球首款单一材料集成电路正式上市。
第一个集成电路2024年2月6日,Kilby向美国专利局申请了第一个集成电路的专利,专利号为3138743,正式名称为“微型电子电路”(后来称为微芯片)。
它的诞生使计算机成为普通人可以接近的日常工具。 同时,它催生了更方便快捷的电子产品,让它们走进了普通人的生活,这是一项真正惠及大家的发明。
5、集成电路专利纠纷及申请
几个月后,Fairchild Semiconductor 的 Robert Noyce(英特尔的创始人之一)创造了一种类似的集成电路,它基于硅(现代集成电路的主要原材料),并且由于这种材料更便宜且容易获得,Fairchild 迅速进入商业领域。
后来,两家公司还就集成电路的发明展开了长达多年的专利战。
直到 1966 年,富兰克林学会才授予两人巴兰丁奖,称赞柯比是“第一个集成电路的发明者”,诺伊斯是“提出适合工业生产的集成电路理论的人”。
集成电路的发明者之一罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)于同年在德州仪器(Texas Instruments)和仙童公司(Fairchild)之间达成和解,共享集成电路的专利。 2024年,法院裁定两人申请的集成电路专利为平行自主发明,相当于在法律上承认两人均为集成电路发明人。 因此,基尔比和诺伊斯后来都被普遍称为集成电路的发明者。
在发明集成电路后,基尔比继续开拓并将其应用于军事、工业和商业领域。 基尔比领导的团队开发了第一个包含集成电路的军事系统和第一台集成电路计算机。
此外,Kilby与Jerry Merryman和James Tassel一起发明了第一款手持式计算器,称为“PocketRonic”,它使用这些新型微芯片来完成复杂的计算。 同时,也促成了第一台热敏打印机的发明。
2024年,他从德州仪器公司休假,成为一名独立发明家。 他开始了自己的项目,探索了早期的概念,包括使用硅技术发电的太阳能电池板。 从2024年到2024年,他还是德克萨斯农工大学的电气工程教授。 2024年,Kilby正式从德州仪器退休。
6. Kilby的奖项和成就
2024年12月,杰克·基尔比正式获得诺贝尔物理学奖,这对他来说完全是一个惊喜。 “我知道我发明的集成电路对电子行业非常重要,但我从未想过它会像今天这样被广泛使用,”他说。
同时,基尔比还提到了与他共同被誉为集成电路发明者的罗伊斯,他于2024年去世。
“我想在正确的时间提到另一个合适的人,那就是罗伯特·诺伊斯,他是我的同时代人,曾在仙童半导体工作,”基尔比说。 当罗伯特和我走上同一条道路时,我们共同努力实现了集成电路的商业应用。 如果他还活着,毫无疑问,我们将分享这个奖项。 ”
2024年12月10日,杰克·基尔比在斯德哥尔摩**大厅接受了瑞典国王颁发的诺贝尔奖,除了诺贝尔物理学奖外,基尔比一生中还拥有60多项专利和大量权威荣誉,其中包括电气和电子工程师协会(IEEE)颁发的众多奖项和荣誉, 以及各种**学会和机构颁发的奖项,如国家科学奖章和国家技术奖章。2024年,他入选国家发明家名人堂。
2024年6月20日,基尔比因癌症在德克萨斯州达拉斯去世,享年81岁。
杰克·基尔比去世后,他的两个女儿将他的个人手稿和个人**收藏品捐赠给了德克萨斯州的南卫理公会大学(SMU)。 该馆藏也被编目并永久存储在 SMU 的 Degolyer 图书馆中。