“芯片之父”杰克?基爾比

2000年，杰克·基爾比（1923—2005）因發明了集成電路被授予諾貝爾物理學獎。諾獎評審委員會評價他“為現代信息技術奠定了基礎”，《洛杉磯時報》評選他為“20世紀對美國經濟最有影響的50人”之首。

他被稱為“芯片之父”。人們盛贊他“點燃了一個信息時代”，做出了“20世紀上半葉最有價值的發明”，革新了電子工業，奠定了第三次工業革命的技術基礎，改變了人類的生活方式。

當瑞典國王將2000年的諾貝爾物理學獎頒給杰克·基爾比，以獎勵他在42年前發明首枚芯片時，這位時年77歲的老人一點也不買賬，他聲稱自己只是一位普通的工程師，最多算是發明家。他坦稱自己既不懂物理，更不是科學家。

杰克·基爾比還真稱不上物理學家，畢竟他并非出身于學術殿堂，也從未發現過任何科學規律，更沒思考過什么科學問題，甚至連一篇像樣的科學論文也沒發表過，只是擁有六十余項專利而已。不過，他確實是一名相當有成就的工程師。

他說：“我知道這項發明很重要，但從來沒意識到它會這么重要，更未想到它會得到如此廣泛的應用。”如今回過頭再看時，不難發現當初他發明芯片的思路和方法并不復雜，但是他發揮了創造性思維，抓住了問題的核心，把數學技巧用在了解決實際工程問題上。

其實，就在他發明首款芯片僅僅幾個月后，億萬富翁、科學家、仙童半導體公司的羅伯特·諾伊斯發明了更先進、更強大、更實用的硅芯片，更早投入了商業領域。這也是為什么諾伊斯始終不服氣，想通過法律手段，甚至不惜花費10年功夫打官司，為自己爭取“芯片之父”的榮譽。只可惜諾伊斯于1990年去世了，從而與諾貝爾獎擦肩而過。

杰克·基爾比在發表獲獎感言時嘆息道：“要是諾伊斯還活著的話，他肯定會和我共同分享此獎。”后人公認，基爾比和諾伊斯是芯片的共同發明人。

1923年11月8日，杰克·基爾比以長子身份誕生于美國堪薩斯州杰弗遜城的一個普通家庭。他的父親是一位優秀的電氣工程師，還擁有一家小型電力公司。基爾比從小就經常懷著崇敬的心情看著爸爸在發電廠里搗鼓各種發電和輸電設備。他覺得非常好玩，立志要像爸爸那樣，也成為一名電氣工程師。

基爾比在學校成績一般。1941年，基爾比高中畢業。他本想進入美國最好的工學院——麻省理工學院，希望以后成為一名出色的工程師。可是，最后他以3分之差被拒，只能勉強進入父母的母校讀本科。入學后不久，珍珠港事件爆發，基爾比應召入伍，在印緬戰場待了數年，成了一名無線電通信設備維修員。

戰后，基爾比回到大學，繼續讀電子工程專業。當時的許多教授曾是在戰爭中實際使用過雷達和無線電設備的軍人，他們的動手操作能力很強，非常重視解決實際問題。教授們的工程思維對基爾比產生了很大的影響，所以，他對當時的微型電路工藝非常清楚。

24歲那年，基爾比從大學畢業，獲得了電子工程學士學位。正是在這一年，美國貝爾實驗室發明了晶體管。這意味著基爾比在整個大學期間所學的主要知識（電子管技術等）已過時。

不過，即使用當時最先進的晶體管，組裝出來的設備仍然十分笨重，完全不適于大規模應用，還有許多小型化甚至微型化的制造工藝問題需要解決。此外，當時晶體管的成本很高，很難普及。為此，基爾比懷著對晶體管技術的濃厚興趣，就職于威斯康星州的中心實驗室。在此期間，他掌握了當時最先進的印制電路工藝。更為重要的是，他在這里完成了發明芯片所需的準備工作。

其次，他利用業余時間參加威斯康星大學的電子工程學碩士班夜校，閱讀了大量介紹微型化電路的論文，全面學習了晶體管知識，堅定了晶體管是電子線路中最好的器件的信念。他還在1950年獲得了碩士學位。

英國雷達研究所的達默于1952年提出了集成電路的理論構想，即把電子線路所需要的晶體管、二極管和其他元器件全部制作在同一塊半導體上。但如何從工藝上將其變成現實呢？當時的產學研各界展開了激烈競爭，誰都想拔得頭籌成為芯片的首位發明人。隨著時代的發展，微電子技術的概念正迅速從科學理論轉變成工程思維。

集成電路已呼之欲出，研制微型電路的夢想在基爾比的心中更是越來越強烈。此時，他卻發現自己所在的貝爾實驗室已無法幫助自己實現夢想了。老板不想在硅課題上投資，因為硅工藝的造價確實太高。基爾比堅信，只有硅才是未來的電子材料，只有硅晶體管才是未來。1958年5月，基爾比跳槽到了德州儀器（TI）公司。這家公司愿意支持他研究“電子器件微型化”課題，并答應給他提供足夠的時間和不錯的條件。在剛剛入職兩個月后，一個天才的想法在他的腦海里漸漸清晰起來：采用相同材料，同時制造無源元件（電阻、電容）和有源器件（晶體管）;這些元器件還可以事先在同一塊材料上造好，再相互連接，然后形成完整的電路。

用什么當作“同一塊材料”呢？基爾比當然選擇了半導體硅。硅廣泛存在于巖石、沙礫和塵土中，是地殼中含量第二豐富的元素。

有關芯片發明的細節，基爾比幾乎在一天之內就完成了。1958年7月24日，他將發明思路整理成了只有5頁的實驗日志，并畫出了相關設計圖紙和工藝流程。基爾比的創意是利用單獨的一塊硅片做出完整的電路，如此便能將電路縮小到極致。

當時，大家對這項發明的重要性都相當認可。1958年8月28日，基爾比完成了關鍵部件。9月12日，TI公司的眾多主管懷著激動而緊張的心情圍住基爾比，見證了試驗的成功。人類歷史上第一塊芯片終于誕生了！TI公司馬上向全球宣布了這一振奮人心的喜訊，基爾比立即啟動了專利搶注工作。幸好他搶注得快，否則在隨后與諾伊斯打官司時就被動了。1958年9月12日被視為芯片的誕生日，它揭開了信息革命的序幕，開創了歷史新紀元，宣告了硅時代的來臨。

發明芯片后，基爾比還做了許多其他有意義的發明和創造工作。1966年，他研制出了第一臺袖珍計算器。后來，他又發明了一種硅質太陽能裝置，但未得到市場認可。

有趣的是，基爾比雖然研制了許多電子設備，但他從不使用它們。計算時，他堅持只用計算尺;計時時，他拒絕用電子表，而只用傳統的手表。此外，他始終認定自己只是一個解決問題的工程師，對他來說解決問題比掙錢更重要。他甚至承認“對于那些用錢就能解決的問題，自己缺乏想象力”。只要能做自己喜歡的事情，他就心滿意足了。在生活方面，他也沒啥追求。一輛汽車用了數十年，即使已破爛不堪，他也舍不得淘汰，仍將其放在車庫里備用。

（摘自人民郵電出版社《通信那些事兒》）