014 芯片的诞生
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观众大喇叭牛哄哄：“等等，我之前有问过晶圆是不是越大越值钱，不过看了前面的介绍，我感觉晶圆越大越难做啊，这样的话为什么要往大尺寸的方向发展呢？都做小的，做多一点不就好了么？”
江维：
“首先，晶圆是圆的，芯片是方的。要把晶圆变成芯片，首先就要进行小块切割。
晶圆片边缘处的一些区域通常无法被利用，当晶圆片的尺寸变大，边缘损失就会越小，从而可以降低芯片成本。
另外，晶圆片的面积越大，单片晶圆能切出来的芯片数量就越多。
12英寸晶圆可以使用的面积是8英寸晶圆的2.5倍左右。
晶圆尺寸越大，单位芯片的成本就越低。为了降低芯片成本，所以厂商们都在纷纷向更大尺寸的晶圆发展。
2018年全球12英寸硅片的出货面积越占总量的63%，其次是8英寸晶圆，约占26%。
下一站是18英寸晶圆，但根据估算，一个18英寸晶圆厂的建设成本超过100亿美元，远远超出12英寸晶圆的成本投入，却只能将芯片单位面积的价格降低8%。
成本效益比较低，所以目前向18英寸转移的速度极慢，几乎停滞中。”
观众大喇叭牛哄哄：“感谢主播的回答，不过我还有另外一个问题。我刚才百度了一下，最早的点接触型晶体管是立体的，就是3D的。
但这晶圆不就是一张薄片么？这怎么就从3D变成2D了呢？”
观众大松饼：“对哦，芯片，芯片，不都是片片么。而且刚才不是说了，基本都是硅这种材料。
我们以前学中学物理的时候，电路不是有好多材料么，有金属、非金属之类的，电容、电感、导线这些器件，还有今天介绍的晶体管，怎么就全部做到一片硅上了呢？”
江维把问题发在了群里：“张汝京博士，这个问题你看是你来解释还是……”
张汝京：【哈哈哈，这是一个很好的问题，这个问题我就不在这里班门弄斧了。咱们群里的诺伊斯和金·赫尔尼，作为集成电路内部连接技术专利所属人是最适合给大家解惑的人选。
当然，偷着乐.gif，请杰克·基尔比进群给大家介绍也很好，他是集成电路发明专利的所属人，哈哈。】
江维：呵呵，你个机器人还真是看热闹不嫌事大。
杰克·基尔比是德州仪器的工程师，1958年他发明了锗集成电路，并于1959年2月申请到专利。
诺伊斯当时在仙童半导体，1958年晚些时候发明了硅集成电路，到1959年7月才申请到专利，比基尔比完了半年。
后来因为集成电路的专利问题，这两家没少打官司。
直到1966年双方才达成协议，经由法院裁定，将集成电路发明专利给了基尔比，集成电路内部连接技术专利给了诺伊斯。
这个裁定是考虑到一个基本的事实，基尔比的锗集成电路里面只有一个晶体管，谈不上连接技术。
但这个裁定也变相承认，双方共同享有部分芯片发明专利，得共同对外进行芯片制造授权。
就在这个时候，聊天群的消息验证又响了。
江维一看，果然是杰克·基尔比。呵呵，你已经是一个成熟的聊天群，会自己拉人来了。
将基尔比放了进来，看他们怎么说。
杰克·基尔比：【大家好啊，老朋友们。】
江维：“欢迎芯片的共同发明人杰克·基尔比，撒花.gif。”
基尔比：【不，芯片的共同发明人，这一定是诺伊斯的说法。】
诺伊斯：【对，我是因为同情你，才将你当做芯片的共同发明人。】
基尔比：【诺伊斯，那是你个人的看法而已。除了你，没有人会对我是第一个芯片制造者提出疑问。而你只不过第一个做了我想做的事情而已：用蒸发金属来做器件之间的连接。】
诺伊斯：【呵，tui！你做的那个叫什么鬼的集成电路，不过就是一个面型晶体管加一个电容，再加了几个电阻。就这么几个元件，你集成的是什么个寂寞！】
基尔比：【呵呵，几个元件也是几个啊，也是集成啊，就靠这个我可是获得了诺贝尔物理学奖，这是官方的认可。】
诺伊斯：【诺贝尔物理学奖！要不是因为我死的早，这奖应该是我的！】
基尔比：【诺伊斯，如果你当时还活着，应该是可以和我一起获得这个诺贝尔物理学奖的。同情.gif。】
诺伊斯：【我不需要你的同情！】
江维：“诺伊斯，他得奖感言里真这么说过。”
诺伊斯：【好吧，继续不需要同情！哼！靠个鬼的集成电路，从电气工程师变成物理学家的人。】
基尔比：【摊手.gif，物理学家真香。】
诺伊斯：【哈哈大笑.gif，作为英特尔的创始人，我有钱，真香。】
基尔比：【我又不爱钱，呵呵.gif】
诺伊斯：【……】
江维：“别BB了，一群机器人，赶紧干活！把观众的问题给解释了！谁先来！”
基尔比：【我先来，毕竟我发明集成电路早啊，哈哈哈哈。】
诺伊斯：【呵呵，有什么好得意的。这事儿你不干我不干，早晚总会有人干出来的。你不过就是早了那么一丢丢。】
基尔比：【呃，诺伊斯，其实咱们的技术都是源自贝尔实验室不是么。
1947年我大学毕业，学的是电子工程，毕业后去了全球联通在密尔沃基的中心实验室。
1952年，我们公司获得了贝尔实验室生产晶体管的专利许可。
我被派到贝尔实验室做为期两周的技术研讨，在这个过程中我学习到很多晶体管制造工艺和理论知识。
回到公司后，我组建了三人研发小组，制造了一些晶体管制作设备并作出了晶体管。
1956年年初，我参加了贝尔实验室的第三次研讨会。这次讨论会的主题，硅基晶体三极管和杂质在晶体中的扩散技术，对我产生了深远的影响。
第一，使我更加坚信，硅才是半导体未来的方向。但我所在的中心实验室对硅材料并不重视，不愿投入。这导致了我在实验室工作十年后决定跳槽。
第二，扩散技术，是实现半导体掺杂的关键技术，这项技术至今还是晶体管制造的基础。
于是，1958年5月，我跳槽去了德州仪器。
当时的德州仪器是国防部电子设备微型化计划的合作伙伴，公司的阿德科克小组正在为军方做一个叫“微型模块”，即平面电子器件的项目。
我看到这个项目就在想能不能有更好的解决方案，让电子模块小型化。
我将微型电路的工艺分为三类：
第一种方法，把各种器件做成同样大小和形状，使电路连接变得简单。
第二种，用各种薄膜来制造各种器件，不能用薄膜做的器件后面再加上去。
第三种，也是更彻底的方法，就是在一种材料中制造出全新的结构，并用它做出一个完整的电路。
当时我选了第三种方法进行研究，即在一种材料上做出所有的电路器件。
当时贝尔实验室已经开发出来了扩散技术和物理气相沉淀技术，我认为这两项技术是做出这种微型电路的关键。
我将这个设想与阿德科克小组的同事说了，他们同意了我的想法，但觉得这件事挺麻烦的，不过还是让我先尝试一下。
于是我先用硅做出了分立的电阻、电容、二极管和三极管，然后将它们连接成一个触发电路。
1958年8月28日，这个尝试成功了！
既然能用单一材料制作这些分立器件，就能将这些器件做到一块材料上！
当时德州仪器有几种锗器件，能先把金属蒸发在锗管的发射极和基极上，再用刻蚀技术做成接触点然后连接起来。
我得到了几块这样的锗晶片，所以着手用锗进行集成电路的制作。
两周后我做了三块这样的电路，1958年9月12日我们的实验获得了成功，现代电子工业第一个用单一材料制造的芯片就这样诞生了。】
观众大喇叭牛哄哄：“等等，我之前有问过晶圆是不是越大越值钱，不过看了前面的介绍，我感觉晶圆越大越难做啊，这样的话为什么要往大尺寸的方向发展呢？都做小的，做多一点不就好了么？”
江维：
“首先，晶圆是圆的，芯片是方的。要把晶圆变成芯片，首先就要进行小块切割。
晶圆片边缘处的一些区域通常无法被利用，当晶圆片的尺寸变大，边缘损失就会越小，从而可以降低芯片成本。
另外，晶圆片的面积越大，单片晶圆能切出来的芯片数量就越多。
12英寸晶圆可以使用的面积是8英寸晶圆的2.5倍左右。
晶圆尺寸越大，单位芯片的成本就越低。为了降低芯片成本，所以厂商们都在纷纷向更大尺寸的晶圆发展。
2018年全球12英寸硅片的出货面积越占总量的63%，其次是8英寸晶圆，约占26%。
下一站是18英寸晶圆，但根据估算，一个18英寸晶圆厂的建设成本超过100亿美元，远远超出12英寸晶圆的成本投入，却只能将芯片单位面积的价格降低8%。
成本效益比较低，所以目前向18英寸转移的速度极慢，几乎停滞中。”
观众大喇叭牛哄哄：“感谢主播的回答，不过我还有另外一个问题。我刚才百度了一下，最早的点接触型晶体管是立体的，就是3D的。
但这晶圆不就是一张薄片么？这怎么就从3D变成2D了呢？”
观众大松饼：“对哦，芯片，芯片，不都是片片么。而且刚才不是说了，基本都是硅这种材料。
我们以前学中学物理的时候，电路不是有好多材料么，有金属、非金属之类的，电容、电感、导线这些器件，还有今天介绍的晶体管，怎么就全部做到一片硅上了呢？”
江维把问题发在了群里：“张汝京博士，这个问题你看是你来解释还是……”
张汝京：【哈哈哈，这是一个很好的问题，这个问题我就不在这里班门弄斧了。咱们群里的诺伊斯和金·赫尔尼，作为集成电路内部连接技术专利所属人是最适合给大家解惑的人选。
当然，偷着乐.gif，请杰克·基尔比进群给大家介绍也很好，他是集成电路发明专利的所属人，哈哈。】
江维：呵呵，你个机器人还真是看热闹不嫌事大。
杰克·基尔比是德州仪器的工程师，1958年他发明了锗集成电路，并于1959年2月申请到专利。
诺伊斯当时在仙童半导体，1958年晚些时候发明了硅集成电路，到1959年7月才申请到专利，比基尔比完了半年。
后来因为集成电路的专利问题，这两家没少打官司。
直到1966年双方才达成协议，经由法院裁定，将集成电路发明专利给了基尔比，集成电路内部连接技术专利给了诺伊斯。
这个裁定是考虑到一个基本的事实，基尔比的锗集成电路里面只有一个晶体管，谈不上连接技术。
但这个裁定也变相承认，双方共同享有部分芯片发明专利，得共同对外进行芯片制造授权。
就在这个时候，聊天群的消息验证又响了。
江维一看，果然是杰克·基尔比。呵呵，你已经是一个成熟的聊天群，会自己拉人来了。
将基尔比放了进来，看他们怎么说。
杰克·基尔比：【大家好啊，老朋友们。】
江维：“欢迎芯片的共同发明人杰克·基尔比，撒花.gif。”
基尔比：【不，芯片的共同发明人，这一定是诺伊斯的说法。】
诺伊斯：【对，我是因为同情你，才将你当做芯片的共同发明人。】
基尔比：【诺伊斯，那是你个人的看法而已。除了你，没有人会对我是第一个芯片制造者提出疑问。而你只不过第一个做了我想做的事情而已：用蒸发金属来做器件之间的连接。】
诺伊斯：【呵，tui！你做的那个叫什么鬼的集成电路，不过就是一个面型晶体管加一个电容，再加了几个电阻。就这么几个元件，你集成的是什么个寂寞！】
基尔比：【呵呵，几个元件也是几个啊，也是集成啊，就靠这个我可是获得了诺贝尔物理学奖，这是官方的认可。】
诺伊斯：【诺贝尔物理学奖！要不是因为我死的早，这奖应该是我的！】
基尔比：【诺伊斯，如果你当时还活着，应该是可以和我一起获得这个诺贝尔物理学奖的。同情.gif。】
诺伊斯：【我不需要你的同情！】
江维：“诺伊斯，他得奖感言里真这么说过。”
诺伊斯：【好吧，继续不需要同情！哼！靠个鬼的集成电路，从电气工程师变成物理学家的人。】
基尔比：【摊手.gif，物理学家真香。】
诺伊斯：【哈哈大笑.gif，作为英特尔的创始人，我有钱，真香。】
基尔比：【我又不爱钱，呵呵.gif】
诺伊斯：【……】
江维：“别BB了，一群机器人，赶紧干活！把观众的问题给解释了！谁先来！”
基尔比：【我先来，毕竟我发明集成电路早啊，哈哈哈哈。】
诺伊斯：【呵呵，有什么好得意的。这事儿你不干我不干，早晚总会有人干出来的。你不过就是早了那么一丢丢。】
基尔比：【呃，诺伊斯，其实咱们的技术都是源自贝尔实验室不是么。
1947年我大学毕业，学的是电子工程，毕业后去了全球联通在密尔沃基的中心实验室。
1952年，我们公司获得了贝尔实验室生产晶体管的专利许可。
我被派到贝尔实验室做为期两周的技术研讨，在这个过程中我学习到很多晶体管制造工艺和理论知识。
回到公司后，我组建了三人研发小组，制造了一些晶体管制作设备并作出了晶体管。
1956年年初，我参加了贝尔实验室的第三次研讨会。这次讨论会的主题，硅基晶体三极管和杂质在晶体中的扩散技术，对我产生了深远的影响。
第一，使我更加坚信，硅才是半导体未来的方向。但我所在的中心实验室对硅材料并不重视，不愿投入。这导致了我在实验室工作十年后决定跳槽。
第二，扩散技术，是实现半导体掺杂的关键技术，这项技术至今还是晶体管制造的基础。
于是，1958年5月，我跳槽去了德州仪器。
当时的德州仪器是国防部电子设备微型化计划的合作伙伴，公司的阿德科克小组正在为军方做一个叫“微型模块”，即平面电子器件的项目。
我看到这个项目就在想能不能有更好的解决方案，让电子模块小型化。
我将微型电路的工艺分为三类：
第一种方法，把各种器件做成同样大小和形状，使电路连接变得简单。
第二种，用各种薄膜来制造各种器件，不能用薄膜做的器件后面再加上去。
第三种，也是更彻底的方法，就是在一种材料中制造出全新的结构，并用它做出一个完整的电路。
当时我选了第三种方法进行研究，即在一种材料上做出所有的电路器件。
当时贝尔实验室已经开发出来了扩散技术和物理气相沉淀技术，我认为这两项技术是做出这种微型电路的关键。
我将这个设想与阿德科克小组的同事说了，他们同意了我的想法，但觉得这件事挺麻烦的，不过还是让我先尝试一下。
于是我先用硅做出了分立的电阻、电容、二极管和三极管，然后将它们连接成一个触发电路。
1958年8月28日，这个尝试成功了！
既然能用单一材料制作这些分立器件，就能将这些器件做到一块材料上！
当时德州仪器有几种锗器件，能先把金属蒸发在锗管的发射极和基极上，再用刻蚀技术做成接触点然后连接起来。
我得到了几块这样的锗晶片，所以着手用锗进行集成电路的制作。
两周后我做了三块这样的电路，1958年9月12日我们的实验获得了成功，现代电子工业第一个用单一材料制造的芯片就这样诞生了。】