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杰克·基尔比vs.黄昆:哪个是世界级的科学家?
送交者: 葡林小子 2005年07月08日12:14:19 于 [教育学术] 发送悄悄话

杰克·基尔比,黄昆哪个是世界级的科学家?(都是搞半导体的)
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杰克·基尔比

杰克·基尔比在这本笔记本里记下了他关于第一块集成电路的成功构思。

6月20日,美国工程师杰克·基尔比在与癌症作了艰难的搏斗之后,在德州达拉斯市的家中与世长辞,享年81岁。

他曾经工作过的德州仪器公司董事会主席汤姆·恩吉布斯是这样评价他的:“我认为,有几个人的工作改变了整个世界,以及我们的生活方式——亨利·福特、托马斯·爱迪生、莱特兄弟,还有杰克·基尔比。如果说有一项发明不仅革新了我们的工业,并且改变了我们生活的世界,那就是杰克发明的集成电路。”

1958年9月12日,美国,德克萨斯州达拉斯市,德州仪器公司的实验室里,工程师杰克·基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想。这一天,被视为集成电路的诞生日,而这枚小小的芯片,开创了电子技术历史的新纪元。

作为芸芸众生中的一员,也许你感觉不到那个遥远的秋日有多么重要的意义,那么,请打量你眼前的电脑,小巧、简洁,安静地等候随时为你服务。可是,在计算机诞生之初,它是个只能存在于实验室的庞然大物。如果电子技术止于电子管,我们不可能拥有现在的E生活。

他学的电子管技术全部作废

1948年,贝尔实验室的威廉·肖克利(William Shockley)和两位同事发明了晶体管,它可以代替真空管放大电子信号,使电子设备向轻便化、高效化发展。肖克利因此被誉为“晶体管之父”,并因此获得了1956年度的诺贝尔物理学奖。这是电子技术的一次重大革新。杰克·基尔比当时24岁,刚刚获得伊利诺斯大学的电子工程学士学位。他在自述中说:“在大学里,我的大部分课程都是有关电力方面的,但因为我童年时对于电子技术的兴趣,我也选修了一些电子管技术方面的课程。我毕业于1947年,正好是贝尔实验室宣布发明了晶体管的前一年,这意味着我的电子管技术课程将要全部作废。”

然而问题还没有完全解决,应用晶体管组装的电子设备还是太笨重了。显然,个人拥有计算机,仍然是一个遥不可及的梦想。

科技总是在一个个梦想的驱动下前进。1952年,英国雷达研究所的G·W·A·达默首先提出了集成电路的构想:把电子线路所需要的晶体三极管、晶体二极管和其它元件全部制作在一块半导体晶片上。虽然从对杰克·基尔比的自述中我们看不出这一构想对他是否有影响,但我们也能感受到,微电子技术的概念即将从工程师们的思维里喷薄而出。

世界上第一块集成电路诞生

1947年,伊利诺斯大学毕业生杰克·基尔比怀着对电子技术的浓厚兴趣,在威斯康星州的密尔瓦基找了份工作,为一个电子器件供应商制造收音机、电视机和助听器的部件。工余时间,他在威斯康星大学上电子工程学硕士班夜校。当然,工作和上课的双重压力对基尔比来说可算是一个挑战,但他说:“这件事能够做到,且它的确值得去努力。”

取得硕士学位后,基尔比与妻子迁往德克萨斯州的达拉斯市,供职于德州仪器公司,因为它是惟一允许他差不多把全部时间用于研究电子器件微型化的公司,给他提供了大量的时间和不错的实验条件。基尔比生性温和,寡言少语,加上6英尺6英寸的身高,被助手和朋友称作“温和的巨人”。正是这个不善于表达的巨人酝酿出了一个巨人式的构思。

当时的德州仪器公司有个传统,炎热的8月里员工可以享受双周长假。但是,初来乍到的基尔比却无缘长假,只能待在冷清的车间里独自研究。在这期间,他渐渐形成一个天才的想法:电阻器和电容器(无源元件)可以用与晶体管(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块材料制造,那么这些部件可以先在同一块材料上就地制造,再相互连接,最终形成完整的电路。他选用了半导体硅。

“我坐在桌子前,待的时间好像比平常晚一点。”他在1980年接受采访时回忆说,“整个构想其实在当天就已大致成形,接着我将所有想法整理出来,并在笔记本上画出了一些设计图。等到主管回来后,我就将这些设计图拿给他看。当时虽然有些人略有怀疑,但他们基本上都了解这项设计的重要性。”

于是,我们回到文章开头的那一幕,那一天,公司的主管来到实验室,和这个巨人一起接通了测试线路。试验成功了。德州仪器公司很快宣布他们发明了集成电路,基尔比为此申请了专利。

开创了硅时代

当时,他也许并没有真正意识到这项发明的价值。在获得诺贝尔奖后,他说:“我知道我发明的集成电路对于电子产业非常重要,但我从来没有想到它的应用会像今天这样广泛。”

集成电路取代了晶体管,为开发电子产品的各种功能铺平了道路,并且大幅度降低了成本,第三代电子器件从此登上舞台。它的诞生,使微处理器的出现成为了可能,也使计算机变成普通人可以亲近的日常工具。集成技术的应用,催生了更多方便快捷的电子产品,比如常见的手持电子计算器,就是基尔比继集成电路之后的一个新发明。直到今天,硅材料仍然是我们电子器件的主要材料。所以,2000年,集成电路问世42年以后,人们终于了解到他和他的发明的价值,他被授予了诺贝尔物理学奖。诺贝尔奖评审委员会曾经这样评价基尔比:“为现代信息技术奠定了基础”。

1959年,仙童半导体公司的罗伯特·罗伊斯申请了更为复杂的硅集成电路,并马上投入了商业领域。但基尔比首先申请了专利,因此,罗伊斯被认为是集成电路的共同发明人。罗伊斯于1990年去世,与诺贝尔奖擦肩而过。

杰克·基尔比相当谦逊,他一生拥有六十多项专利,但在获奖发言中,他说:“我的工作可能引入了看待电路部件的一种新角度,并开创了一个新领域,自此以后的多数成果和我的工作并无直接联系。”

杰克·基尔比生平

教育背景:

1947年,电子工程学士,伊利诺斯大学 (University of Illinois at Urbana-Champaign)

1950年,电子工程硕士,威斯康星大学 (University of Wisconsin - Madison)

职业经历:

1947年~1958年 中央实验室,威斯康星州,密尔瓦基

1958年~1970年 德州仪器公司,德克萨斯州,达拉斯

1970年11月 自德州仪器公司离职,但继续为其担任兼职顾问

1978年~1984年 德克萨斯农工大学,电机工程学特聘教授


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黄昆教授简介

1941年燕京大学毕业, 后入学西南联大师从北大教授吴大猷读硕士研究生. 与杨振宁张守廉等结为挚友, 切磋学问.

1945年入英国布里斯托大学攻读博士学位, 1947年获Ph.D, 导师是诺贝尔奖得主. 其后留在英国从事固体理论研究工作, 将量子力学用于解决固体物理问题,取得黄方程黄散射等推动固体理论发展的成果.与领导创立量子力学的Max Bonn紧密合作, 写作晶格动力学专著.该书由黄昆执笔, Max Bonn审查定稿, 1954年出版, 成为经典著作.

1951年回到北京大学, 接替叶企孙讲授普通物理, 开创中国大学普通物理教学新传统.

1954年创办北大固体物理教研室任主任, 1955年带出国内第一批半导体物理研究生(曹昌祺陈志全等).

1955年当选中科院首批学部委员.

1956年在北大办五校半导体培训班, 培养我国第一批半导体骨干人才.

1958年起任北大物理系副系主任. 出版半导体物理专著.
创办北大半导体物理教研室.

1964年在北大创办固体能谱研究室, 这是国内第一个固体理论研究机构.

1969年底--1978年,参加创办北大电子仪器厂,试制中国第一批中功率开关晶体管和百万次大型计算机用的集成电路.开展半导体专业教学, 写出世界上物理图像最清晰的集成电路著作.

1978年到科学院半导体研究所任所长. 其间与其研究生朱邦芬发表黄朱模型, 在世界上引起很大反响. 其论文成为国内科学家在世界引用最多的论文.

2001年获得国家最高科技奖.

“中国的黄昆是最聪明的。”量子力学创始人之一的玻恩在自传中这样评价自己的弟子。黄昆与他合著的《晶格动力学》被誉为这一领域的圣经,是许多著名学者案头的必备经典。1947年,玻恩请黄昆在其手稿的基础上执笔完成这部专著。黄昆丝毫不因对方的崇高地位而放弃自己的主张。他把自己研究上的最新进展和独到见解融会其中,甚至为一些章节的安排与玻恩发生激烈的争执。

玻恩让步了,他让步得很开心。在给爱因斯坦的信中,他写道:“书稿内容已完全超越了我的理论。我能懂得年轻的黄昆以我们两人名义所写的东西,就很高兴了。”

1985年,《晶格动力学》第三版的封底加了这样一段评价:“玻恩和黄昆关于晶格动力学的主要著作已出版30年了。当年,本书代表了该主题的最终总结;现在,在许多方面,该书仍是该主题的最终总结。”

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