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人类历史上第一个集成电路使用什么仪器制作的? 第1页

  

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先说TI 的第一个集成电路。

图1就是1958年时在TI工作的Jack Kilby做出的世界上首个集成电路,是把一个小锗片粘在一个glass slide上。整个儿的尺寸大约是3/16 in x 23/32 in x 31/32 in,上面的小锗片大约是7/16 in x 1/16 in,具体的大小可以参考图2中与人手指的大小对比。


图1. 第一个集成电路(图片来源:[1] )

图2. 第一个集成电路与人的手指大小对比(图片来源:[2] )

这个电路的功能是phase shift oscillator,由1个transistor(并不是题主所说的若干个),1个电容(由pn结的结电容提供)和3个电阻(由锗的bulk resistor提供)组成,如图3所示。

图3. Jack Kilby的phase shift oscillator(图片来源:[3])

可以看出,这个电路的上器件密度还是很低的,并没有题主想象的那么精密。这样的电路的图形生成可以由人手工做出来,Jack Kilby在2000年的诺贝尔奖致辞中也提到了“Black wax was applied by hand to mask the mesas, one for the transitor,and a larger one for a diffused region forming a distributed resistor-capacitor network”,[4] 也就是用手涂上黑蜡来作为掩膜。

再说Intel的4004。

4004是1971年发布的,是用两英寸的晶圆制造的,有2,300个transistors(并没有题主所说的几万个那么多),是第一个商用的CPU。[5]

至于制造4004时的图形生成,当时已经有光刻机了,光源用的应该是汞灯。至于photomask,那个年代用的不是石英玻璃,用的是手工切割rubylith来形成图形,看以参考图4。


图4. 70年代早期的手工制作photomask(图片来源:[6])

Reference

1. Jack Kilby's Integrated Circuit

2. Texas Instruments News Center

3. Kilby, J.S., Method of making miniaturized electronic circuits. 1966, Google Patents.

4. Kilby, J.S., Turning potential into realities: The invention of the integrated circuit (Nobel lecture). ChemPhysChem, 2001. 2(8‐9): p. 482-489.

5. The Story of the Intel® 4004.

6. SemiWiki.com.




  

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